420 XXIV. Jahrg. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



1909. Nr. 33. 



Der Nachweis oxydierender Enzyme in dem Wurzel- 

 sekret dürfte zuerst von Molisch (1885) geführt 

 worden sein. Czapek (1896) hielt dessen Versuche 

 nicht für beweiskräftig, aber neuerdings sind sie durch 

 Raciborskys Untersuchungen wieder gestützt worden 

 (vgl. Rdsch. 1906, XXI, 152). Die Arbeit der HerreD 

 Schreiner und Reed bringt neue Beweise für die 

 Ausscheidung oxydierender Enzyme durch die Pflanzen- 

 wurzeln. 



Zu den Versuchen dienten Weizenpflanzen, die in 

 Lösungen gezogen wurden. Das zur Herstellung 

 dieser Lösungen benutzte destillierte Wasser war zur 

 Entfernung toxischer Substanzen (aus dem Destillier- 

 apparat) vorher mit Kohlenruß behandelt und dann 

 filtriert, wodurch nach früheren Versuchen der Ver- 

 fasser diese Stoffe beseitigt werden. Mit diesem 

 Wasser wurden Bodenextrakte hergestellt, die sich 

 zur Pflanzenproduktion in ähnlicher Weise befähigt 

 zeigten wie die Böden, aus denen sie gewonnen worden 

 waren. Das Oxydationsvermögen wurde durch Zusatz 

 bestimmter Reagentien zu dem Wasser festgestellt. 

 Die eine Gruppe dieser Stoffe umfaßte lösliche Chromo- 

 gene, die bei der Oxydation durch die Wurzeln un- 

 lösliche gefärbte Verbindungen lieferten, die sich 

 hauptsächlich auf der Oberfläche der Wurzeln ab- 

 lagerten («-Naphthylamin, Benzidin, Vanillin, Vanillin- 

 säure, Äsculin). Die andere Gruppe von Reagentien 

 enthielt solche Stoffe, die bei der Oxydation lösliche 

 Farbstoffe ergaben (Phenolphthalein, Aloin, Leuko- 

 Rosolsäure). Diese Indikatoren sind für die Unter- 

 suchung aus dem Grunde wertvoll, weil sie die Mög- 

 lichkeit geben, die Größe der Oxydation quantitativ 

 auszudrücken. Die Verff. verwendeten dazu einen 

 Kolorimeter, der rasche und genaue Ablesungen ge- 

 stattet. Außer dem Oxydationsvermögen wurden durch 

 Feststellung des Frischgewichtes und der Transpiration 

 der Pflanzen auch Zeugnisse für die Ausgiebigkeit des 

 Wachstums gewonnen. 



Daß die Ergebnisse der sorgfältig ausgeführten 

 Versuche, die die oxydierende Tätigkeit der Pflanzen- 

 wurzeln erkennen ließen, durch das Auftreten von 

 Bakterien, die oxydierende Enzyme ausscheiden, in 

 irgend erheblichem Maße beeinflußt sein könnten, halten 

 die Verff. für höchst unwahrscheinlich. Denn einmal 

 seien die Lösungen klar und geruchlos geblieben, und 

 dann hätten die Farbenzonen, die durch Indikatoren wie 

 «-Naphthylamin und Benzidin erhalten wurden, nicht 

 etwa an den absterbenden Wurzelteilchen, sondern 

 vielmehr an denjenigen Regionen der Wurzel, die das 

 stärkste Wachstum zeigten, die größte Intensität 

 gehabt; dies weise auf den innigen Zusammenhang 

 der Oxydations- mit der Lebenstätigkeit der Wur- 

 zeln hin. 



Wie vergleichende Versuche ergaben, besitzen 

 Kulturen in Extrakten aus armen Böden viel geringeres 

 Oxydationsvermögen als solche in Extrakten aus guten 

 Böden. Behandelt man die Extrakte von mehr oder 

 weniger unproduktiven Böden mit einem guten Ab- 

 sorptionsmittel, wie Ruß oder Eisenhydroxyd, so wird 

 dadurch sowohl das Wachstum wie meist auch die 



( (xydation beträchtlich gesteigert. Es sind durch 

 diese Behandlung offenbar schädliche Stoffe entfernt 

 worden. Die Verff. destillierten zwei Drittel eines Ex- 

 traktes aus armem Boden ab und fänden, daß das De- 

 stillat für Wachstum und Oxydation viel weniger 

 günstig war als der ursprüngliche Bodenextrakt, 

 während der zum anfänglichen Volumen mit reinem 

 Wasser aufgefüllte Rückstand noch günstiger wirkte als 

 der anfängliche Extrakt, „Dies scheint zu zeigen, daß der 

 ursprüngliche Bodenextrakt wie andere, die untersucht 

 worden sind 1 ), eine flüchtige toxische Substanz enthielt, 

 die die Oxydation durch die Wurzeln hemmte..." Zu 

 beachten ist, daß die Bodenextrakte, auch ohne daß 

 Pflanzen darin kultiviert werden, ein gewisses, aber 

 vergleichsweise geringes Oxydationsvermögen besitzen, 

 das durch Zufügung von Kalkcarbonat oder Natrium- 

 nitrat noch etwas erhöht werden kann, aber die in 

 den Kulturen beobachtete Oxydation nicht erklärt, 

 Diese Oxydation beruht ganz oder größtenteils auf 

 der Tätigkeit von Enzymen. Die Guajak- Wasserstoff- 

 superoxyd-Reaktion weist auf die Anwesenheit einer 

 Peroxydase in Nährlösungen von Weizenpflanzen, 

 ebenso das Verhalten gegen Phenolphthalein und Aloin. 

 Oxydase ist in der Kulturlösung nicht oder nur im 

 Innern nachweisbar, aber innerhalb der Wurzeln 

 scheint sie reichlich vorhanden zusein; denn wenn man 

 Wurzeln einer jungen Weizenpflanze in alkoholische 

 Guajaklösung taucht, so werden sie sogleich blau. 

 Anscheinend wird die Oxydase in den lebenden 

 Wurzeln zurückgehalten, tritt aber aus, wenn die 

 äußeren Zellen (durch die alkoholische Guajaklösung) 

 getötet werden. 



Nach dem Kochen der Kulturlösung tritt die 

 Reaktion der Peroxydase nicht mehr ein. Die Tötung 

 des Enzyms erfolgt bei 60°. 



Die Oxydationskraft des von den Wurzeln aus- 

 geschiedenen Enzyms ist am größten in neutralen oder 

 schwach alkalischen Lösungen. Gegenwart von Säure 

 und Fäulnisprozesse beeinträchtigen seine Wirkung. 

 Zur Feststellung des Einflusses giftig wirkender 

 Stoffe auf das Oxydationsvermögen der Wurzeln 

 führten die Verff. noch besondere Versuche mit solchen 

 organischen Verbindungen aus, deren toxische Eigen- 

 schaften vorher bestimmt worden waren. Sie wählten 

 dazu Vanillin (0,0001), Cumarin (0,00001) und San- 

 tonin (0,0001). Das Wachstum der Weizenpflanzen 

 in solchen Lösungen war vermindert, Oxydation 

 konnte durch die Aloinreaktion (Rotfärbung) nicht 

 nachgewiesen werden. Daß nicht etwa die bloße An- 

 wesenheit organischer Stoffe die Oxydation verhinderte, 

 bewies ein Versuch, in dem die Kulturflüssigkeit 

 Leucin enthielt: dieser Zusatz förderte sowohl das 

 Wachstum wie die ( txydation. Die Gifte haben also 

 eben ihrer toxischen Eigenschaften wegen die Oxy- 

 dation beeinträchtigt und anscheinend diese noch 

 mehr als das Wachstum. 



') Diese Arbeiten sind, wie die vorliegende, aus dem 

 Laboratorium des Bureau of Soils, U. S. Department of 

 Agriculture, hervorgegangen und in dessen Bulletins 

 Nr. 28, 36 und 40 veröffentlicht worden. 



