Abstract
Populations ofScenedesmus quadricauda grown in a continuous chemostatic regime and synchronized by light and dark intervals were exposed to continuous illumination. The effect of light on synthetic and reproduction processes during the time of the omitted dark period and in the subsequent cell cycle was studied. In general, the sequence of cellular processes and their mutual coupling remain the same as in the darkened population. Synthetic processes and photosynthetic activity are depressed during the period of protoplast fission also in the light. The synchronizing effect of the dark period in chlorococcal algae consists in reducing the developmental variability in the population. The developmental state of daughter cells at the end of the dark interval varies in the span of two (as a rule) or four (at maximum) genomic cycles, while at the end of the light period this variability comprises up to eight genomic states. The more advanced autospores start the next cycle with a greater lag.
Abstract
PopulaceScenedesmus quadricauda, kontinuálně kultivované v chemostatu a synchronisované obdobími světla a tmy jsme vystavili trvalému osvětlení. Sledovali jsme jeho vliv na průběh syntetických a reprodukěních pochodů během období, v němž kultura bývá zatemněna a ještě v průběhu následného buněčného cyklu. Současně jsme analysovali populace dále synchronisované. Ukázalo se, že sled buněěných pochodů a jejich vzájemné vztahy zůstávají na světle v podstatě stejné jako u zatemňované kultury. Stejně jako u zatemňované kultury dochází na trvalém světle k poklesu rychlosti makromolekulárních syntéz a fotosyntetické aktivity během dělení protoplastu. Synchronisační efekt období tmy u chlorokokálních řas spočívá v obnovování poměrně úzké vývojové variability synchronisované populace. Variabilita ve stupni vývoje se u dceřiných buněk na konci období tmy snižuje a pohybuje se obvykle v rozpětí jednoho jaderného cyklu a nanejvýše v rozpětí dvou cyklů. Vše nasvědčuje tomu, že u autospor, uvolněných ve tmě, dochází na počátku dalšiho cyklu k zadržení vývojových pochodů, které je tím větší, čím větší úsek vývoje autospory předtím prodělaly ve tmě.
Article PDF
Similar content being viewed by others
Avoid common mistakes on your manuscript.
References
Baker, A. L., Schmidt, R. R.: Polyphosphate metabolism during nuclear division in synchronously growingChlorella.—Biochim. biophys. Acta82: 624–626, 1964.
Bartoš, J., Berková, E., Šetlík, I.: A versatile chamber for gas exchange measurements in suspensions of algae and chloroplasts.—Photosynthetica9: in press, 1975.
Berková, E., Doucha, J.: Chlorophyll synthesis and photosynthesis in synchronous cultures ofScenedesmus quadricauda.—Annu. Rep. algol. Lab. Třeboň1969: 141–150, 1970.
Berková, E., Doucha, J., Kubín, Š., Zachleder, V., Šetlík, I.: Variation in photosynthetic characteristics ofScenedesmus quadricauda during the cell cycle.—In:Forti, G., Avron, M., Melandri, A. (ed.): Photosynthesis, two Centuries after its Discovery by Joseph Priestley. Pp. 2619–2632. Dr. W. Junk N. V.—Publishers, The Hague 1972.
Boulter, D., Ellis, R. J., Yarwood, A.: Biochemistry of protein synthesis in plants.—Biol. Rev.47: 113–175, 1972.
Doucha, J., Šetlík, I.: Time courses of growth in synchronous populations of algae.—Annu. Rep. algol. Lab. Třeboň1968: 88–96, 1969.
Doucha, J., Vendlová, J.: Growth and synthetic processes in continuous synchronous cultures ofScenedesmus quadricauda.—Annu. Rep. algol. Lab. Třeboň1969: 129–140, 1970.
Duynstee, E. E., Schmidt, R. R.: Total starch and amylose levels during synchronous growth ofChlorella pyrenoidosa.—Arch. Biochem. Biophys.119: 382–386, 1967.
Hase, E., Morimura, Y., Tamiya, H.: Some data on the growth physiology ofChlorella studied by the technique of synchronous culture.—Arch. Biochem. Biophys.69: 149–165, 1957.
Iwamura, T.: Change of nucleic acid content inChlorella cells during the course of their life-cycle. —J. Biochem. (Tokyo)42: 575–589, 1955.
James, T. W.: Cell synchrony, a prologue to discovery.—In:Cameron, I. L., Padilla, G. M. (ed.): Cell Synchrony. Pp. 1–13. Academic Press, New York-London, 1966.
Kubín, Š., Doucha, J.: Variation of the “sieve effect” in populations of unicellular algae.— In preparation.
Lorenzen, H.: Synchronous cultures.—In:Halldal, P (ed.): Photobiology of Microorganisms Pp. 187–212. Willey-Interscience, London 1970.
Lowry, O. H., Rosebrough, N. J., Farr, A. L., Randall, R. J.: Protein measurement with the Folin phenol reagent.—J. biol. Chem.193: 265–275, 1951.
Lukavský, J., Tetík, K., Vendlová, J.: Extraction of nucleic acids from the algaScenedesmus quadricauda.—Arch. Hydrobiol.41 (Suppl. Algol. Stud. 9): 416–426, 1973.
Mitchison, J. M.: The Biology of the Cell Cycle.—Cambridge University Press, London 1971.
Peshkov, N. A., Rodionova, G. V.: [Caryological characteristics of reproduction ofChlorella vulgaris.] In Russ.—Dokl. Akad. Nauk SSSR154: 967–969, 1964.
Schmidt, R. R.: Intercellular control of enzyme synthesis and activity during synchronous growth ofChlorella.—In:Cameron, I. L., Padilla, G. M. (ed.): Cell Synchrony. Pp. 189–235. Academic Press, New York-London 1966.
Šetlík, I.: Production physiology.—Annu. Rep. algol. Lab. Třeboň1966: 77–102, 1967.
Šetlík, I.: Growth and photosynthetic characteristics of algae.—Annu. Rep. algol. Lab. Třeboň1967: 71–140, 1968.
Šetlík, I., Berková, E., Kubín, Š.: Production physiology of algae: Photosynthesis measurements. —Annu. Rep. algol. Lab. Třeboň1968: 130–136, 1969.
Šetlík, I., Berková, E., Doucha, J., Kubín, Š., Vendlová, J., Zachleder, V.: The coupling of synthetic and reproduction processes inScenedesmus quadricauda.—Arch. Hydrobiol.41 (Suppl. Algolog. Stud. 7): 172–217, 1972.
Šetlík, I., Ried, A., Berková, E., Bossert, U.: The effect of low i. radiances on oxygen exchange in green and blue-green algae. 2. Variation in efficiency of steady state oxygen exchange rates during the cell cycles ofScenedesmus quadricauda.—Photosynthetica7: 177–194, 1973
Sulek, J.: Nuclear division as a criterion of synchrony in cultures ofScenedesmus quadricauda (Turp.) Bréb.—Arch. Hydrobiol.41 (Suppl. Algol. Stud. 6): 72–93, 1972.
Tamiya, H., Morimura, Y., Yokota, M., Kunieda, R.: Mode of nuclear division in synchronous cultures ofChlorella: Comparison of various methods of synchronization.—Plant Cell Physiol.2: 383–403, 1961
Wanka, F.: Untersuchungen über die Wirkung des Lichts auf die Zellteilung vonChlorella pyrenoidosa.—Arch. Mikrobiol.34: 161–188, 1959.
Zachleder, V., Šetlík, I.: Induction of nuclear division inScenedesmus quadricauda.—Annu. Rep. algol. Lab. Třeboň1968: 45–65, 1969.
Zachleder, V., Vendlová, J., Šetlík, I.: The sequence of events leading to cellular division ofScenedesmus quadricauda.—Annu. Rep. algol. Lab. Třeboň1969: 59–87, 1970.
Zachleder, V., Zachlederová, M., Šetlík, I.: Fluorescence microscopy of acridine organe stained nuclei in chlorococcal algae.—Arch. Hydrobiol.41 (Suppl. Algol. Stud. 11): 185–203, 1974.
Zeuthen, E.: Inhibition of chromosome separation in cleavingPsammechinus eggs by elevated temperature.—Exp. Cell Res.72: 337–344, 1964.
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Dedicated to Academician S. Prát on the occasion of his 80th birthday
Address: Opatovický mlýn, 379 81 Třeboň, Czechoslovakia.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Zachleder, V., Doucha, J., Berková, E. et al. The effect of synchronizing dark period on populations ofScenedesmus quadricauda . Biol Plant 17, 416–433 (1975). https://doi.org/10.1007/BF02921054
Received:
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02921054