Plants of Bryophyllum tubiflorum were held 12 days, plants of Sempervivum tectorum 11 and 23 days without water. Then, the contents of sugars and starch were determined. In Bryophyllum the quantity of monosaccharides decreased, that of oligosaccharides and of starch increased. In Sempervivum the total contents of sugars were higher after 11 days, but the amount of starch had decreased. After 23 days of dryness the contents of sugars and of starch had decreased very much, and a somewhat exceptional behaviour of raffinose was observed

Kull, Ulrich

Online Publikationen der Universität Stuttgart

Planta (Berl.) 72, 344--347 (1967) 
DER E INFLUSS DER BODENTROCKEI~I - IE IT  AUF  DEN 
KOHLENHYDI~ATGEHALT E IN IGER CRASSULACEEN 
U. KULL 
t~otanisches Institut der Technischen Hochschule Stuttgart 
Eingegangen am 21. September 1966 
THE INFLUENCE OF SOIL MOISTURE ON THE CAI~BOHYD1EATE 
CONTENT OF SOME CRASSULACEOUS PLANTS 
Summary. Plants of Bryophyllum tubi/lorum were held 12 days, plants of Sem- 
pervivum tectorum 11and 23 days without water. Then, the contents of sugars and 
starch were determined. In Bryophyllum the quantity of monosaccharides decreased, 
that of oligosaccharides and of starch increased. In Sempervivum thetotal contents 
of sugars were higher after 11 days, but the amount of starch had decreased. After 
23 days of dryness the contents of sugars and of starch had decreased very much, 
and a somewhat exceptional behaviour of raffinose was observed. 
Der Wassergehalt des Bodens hat bekanntlich auf Speicherung und 
Ablagerungsform der Kohlenhydrate vegetativer Pflanzenteile rheb- 
lichen EinfluI~ (vgl. z.B. L~VITT, 1956; ILJIN, 1957). Da fiber das Ver- 
halten der Sedohcptulose bei Diirrebelastung yon Pflanzen bisher auger 
den Befunden an Coleus (KuLL, 1965) keine Angaben vorliegen, sehien es 
yon Interesse, die stets Sedoheptulose ffihrenden Crassulaceen i dieser 
Hinsieht zu untersuehen, ieht zuletzt aueh in Hinbliek auf deren Son- 
derstellung als Sueculenten. Im Rahmen yon Untersuehungen fiber das 
physiologische Verhalten der Sedoheptulose b i Crassulaeeen (vgl. KULL, 
1966) wurden daher einige orientierende Untersuchungen vorgenommen, 
fiber die hier berichtet wird. 
Zu den im Ju]i durchgeffihrten Versuchen dienten gleichaltrige klei- 
nere Pflanzcn eines Klons yon Bryophyllum tubi/lorum HABV. und ein- 
getopfte jfingere Rosetten yon Sempervivum tectorum L. Die Ernten des 
Materials erfolgten stets um ll.0O Uhr. Die papierehromatographische 
Untersuchung und quantitative Bestimmung der Zucker sowie die 
Starkebestimmung erfolgten ach fr(iher besehriebenen Verfahren (J~- 
~E~AS, 1958; J~MIAS,  1965; KUnL, 1965). Die Prozentangaben sind 
auf das Trockengewicht bezogen. 
Die Bryophyllum-Pflanzen wurden z. T. normal gegossen, z.T. 12 Tage 
lang vSllig trocken gehalten. Die ,,Blatter" (Phyllodien) dieser letzteren 
Pflanzen waren night mehr roll turgescent. Der Gesamtzuckergehalt 
(vgl. die Abb. 1) zeigt gegenfiber demjenigen der Kontrollpflanzen kaum 
Veranderungen. Jedoch treten deutliehe Mengenverschiebungen zwischen 
den einzelnen Zuckern auf. Der IVIonosaccharidgehalt nimmt infolge des 
Verhaltens der Sedoheptulose und noch mehr der Fructose ab, die Menge 
Einflu6 der Bodentrockenheit auf den Kohlenhydratgehalt 345 
der Oligosaccharide dagegen zu. An dieser Zunahme ist vor allem gaf- 
finose betei]igt, die in den Kontrollpflanzen ur in nicht mefibaren 
Mengen (ca. 0,05--0,1%) vorkomm~. Die St/~rke weist bei den troeken- 
gehaltenen Pflanzen eine Zunahme um etwa 1/5 auf. 
Beim Versuch mit Sempervivum erfolgten Ernten der trockengehal- 
tenen Pf]anzen ach 11 und 23 Tagen. Die Turgescenz der B1/itter war im 
ersten Fall noch nahezu erhalten, nach 23 Tagen dagegen erheb]ich ab- 
gesunken. Die Gesamtmenge d r Zueker zeigt bei der ersten Ernte eine 
Bf/oph///um 
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, : ;A( 
Semper//~um 
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Y 
Monosaccharide: Oligosaceharide; 
F -1  = Sedoheptulose [ :~  = Saecharose 
= :Fructose [~E =l~aff inose 
[~ = Glucose 
Abb. 1. Verhal~cn der Kohlenhydrate in Bl~:ttern yon l~ryophyllum tubi]lorum und Sempervivum 
tectorum bei Trockenheit (K Kontrolle; 11, ]2, 23: Tage Versuchsdauer) 
geringe Zunahme gegenfiber dem Kontrollwert, die vor allem auf das 
Ansteigen der Glucose- und Saccharosemengen zuriickzuffihren ist. Der 
Gehalt an St/irke nimmt um ca. 1/8 (yon 2,6 auf 2,0% ) ab. Nach 23t/~giger 
Dfirre ist eine erhebliehe weitere Abnahme der Starke (auf 0,5 %) sowie 
eine auBerordentliche V rminderung tier Zuekergehalte f stzustellen. An 
der Ietzteren sind alle Zueker beteiligt mit Ausnahme dernur  in diesen 
Pflanzen nachweisbaren Raffinose, die hier in einer Menge yon 0,3 % in 
Erscheinung tritt. Die Abnahme der Speicherkohlenhydrate is  vermut- 
lieh auf einen Hungereffekt zuriiekzuf/ihren, der dureh die mehr als drei- 
w6chige vSllige Trockenheit verursacht wurde (vgl. L~w~T, 1956, S. 168). 
Die Versuehe zeigen, da$ wesentliehe Vers des Sedoheptu- 
losegehaltes durch Bodentroekenheit bei den untersuchten Arten nieht 
auftreten, im Gegensatz zu dem bei Coleus blumei beobach~e~en Verhalten 
(KuLL, 1965). Coleus reagiert als Hygrophyt wesentlich empfindlieher 
als die succulenten Crassulaceen und zeig$ die vielfach beschriebene 
24 Planta (Berl.), Bd. 72 
346 U. KVLL: 
Zunahme der lSslichen Kohlenhydrate (vgl. LEVITT, 1956; ILJI~, 1957) 
sehr deutlich. Das andersartige Verhalten der beiden Crassulaceen ist ein 
weiteres Beispiel daftir, dab sich die Bodentrockenheit sehr verschieden 
auf den KohlenhydratstofLvechsel d r Pflanzen auswirken kann (vgl. 
HW~CK~L, 1964; J~XnMIAS, 1966). 
Von besonderem Interesse scheint das Auftreten yon Raffinose bei 
den trockengehMtenen Pflanzen. Unter norma]en Bedingungen tritt dieser 
Zucker in Bryophyllum-Blattern nur in Spuren, in Bliittern yon Semper- 
vivum w/~hrend er Sommermonate gar nicht auf. Dagegen wird er in den 
letzteren wahrend der kalteren Jahreszeit gespeichert (KvLL, 1966). Ob 
das Auftreten bei Dfirrebelastung der Pflanzen init einer t~esistenz- 
erh6hung in Zusammenhang gebracht werden kann, mug often bleiben. 
Es ist jedoeh denkbar, dab den Raffinosezuekern i dieser I-Iinsicht 
Bedeutung zukommt (JE~MIAS, 1966), ahnlieh einer m6glichen Funk- 
tion bei der Erh6hung der Frostresistenz (JEnEMIAS, 1964). Besonders 
das Verhalten yon Semperviwem weist in diese Richtung. Die Ursaehe der 
Anhaufung yon Galaktosiden kann darin zu suchen sein, dab infolge der 
Verhinderung des Waehstums rasch verwertbare Kohlenhydrate, wie es 
gerade die Raffinosezueker sind, gespeiehert werden. Diese Waehstums- 
hemmung ist in unserem Fall bedingt dutch Wassermangel, im Fall der 
winterlichen Speieherung vermutlieh dureh die Temperaturverhaltnisse 
im Zusammenwirken mit endogenen Faktoren, die zu einer Aktivitats- 
verringerung der Zellen fiihren (vgl. Bi~NNING, 1953). Es ist denkbar, 
dab die galaktosehaltigen Oligosaceharide spezifische Wirkungen ent- 
falten k6nnen, wobei an einen Wirkungsmechanismus entsprechend den 
Vorstellungen yon HEBm~ (1963) und HEB~ u. SA~T~_aIVS (1964) zu 
denken ware. Auch die winterliehe Anhaufung yon GMaktolipiden (vgl. 
KULL, 1965, S. 243) k6nnte dann in dieser Riehtung zu deuten sein. In 
diesem Zusammenhang seheinen die Befunde yon BABW~:O U. G~voI~- 
~u (1966) von Interesse. 
Das Verhalten yon Bryophyllum i Diirreversuch kann z.T. mit den 
Untersuchungen von J~J~MIAS (1966) an Teucrium verglichen werden, 
wo eine deutliche Vermehrung yon Otigosacchariden, vor Mlem der 
Stachyose, zu linden war. In Bryophyllum tritt an deren Stelle die 
t~affinose. Eine Starkezunahme bei Wassermangel wurde an anderen 
Objekten ebenfalls beobaehtet; sie k6nnte darauf zuriiekzuffihren sein, 
dab dutch die Troekenheit zwar eine Waehstumshemmung eintritt, die 
Photosynthese j doeh zunaehst weniger beeinflugt wird (J~EMIAS, un- 
ver6ffentlieht; vgl. LWVlTT, 1956). 
Ffir versehiedene Anregungen und Diskussionen danke ich Herrn Prof. Dr. 
A. AI~NOLD und Herrn Priv.-Doz. Dr. K. J~M~s,  letzterem auch fiir die Erlaubnis 
zur Einsicht in unver6ffentlichte Ergebnisse. Fiir Sachbeihflfen bin ich der Deut- 
schen Forschungsgemeinschaft zu Dank verpfliehtet. 
Einflul] der Bodentrockenheit auf den Kohlenhydratgehalt 347 
L i te ra tur  
B~Bn~i<o, V. I., and A. M. G~von~u Carbohydrate metabolism in winter wheat 
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Dr. U. KvLL 
Botanisches Institut der TH Stuttgart 
7 Stuttgart-Ost, Cannstatter Str. 212 
24* 


The influence of soil moisture on the carbohydrate content of some Crassulaceous plants

http://elib.uni-stuttgart.de/bitstream/11682/2202/1/kul9.pdf

The influence of soil moisture on the carbohydrate content of some Crassulaceous plants

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