Zur Frage eines anaeroben Wachstums von einzelligen Grünalgen

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Abstract
1. Für Chlorella pyrenoidosa, Stamm 211/8e, wurden die Bedingungen ermittelt, unter denen nach Aktivierung der Hydrogenase eine Photoreduktion auf längere Zeit hinaus (3 Tage) aufrechterhalten bleibt. Dies wurde bei 500 Lux durch Manganentzug in Ammonkultur oder nach Normalanzucht durch Zusatz von DCMU (10-5 mol) in Nitrat- oder Ammonkultur erreicht. Nitrat fördert in Abwesenheit von DCMU die Inaktivierung der Hydrogenase. 2. Beim Vorliegen reiner Photoreduktion erfolgt zwar eine Speicherung von Kohlenhydrat; weiterführende Synthesen (Zunahme des Zellstickstoffs, Chlorophyllbildung) und Wachstum sind jedoch nicht möglich. 3. Chlorella vulgaris, Stamm 211/11h, vermag mit Glucose bei strenger Anaerobiose weder im Dunkeln noch bei Belichtung in Abwesenheit von CO2 zu wachsen. Ausschaltung der photosynthetischen O2-Produktion durch 10-5 mol DCMU unterbindet in Anaerobiose die Wachstumsvorgänge. Wachstum mit Glucose im Licht ist stets gebunden an eine Mindestmenge von O2 oder CO2, die wenigstens intracellulär vorliegen muß. 4. Aerobe Glucosekulturen können sich in Gegenwart von DCMU im Dunkeln und im Licht entwickeln. Im Licht ist die Produktion etwas erhöht, jedoch nur oberhalb einer Mindestmenge freien Sauerstoffs (0,4 Vol.-%). In Gegenwart von sehr wenig Sauerstoff fördert im Licht Nitrat gegenüber Ammonsalz die Entwicklung der Glucosekulturen. 5. Für die untersuchten Algenstämme wird bei anaeroben Ausgangsbedingungen die Photosynthese in ihrer Funktion als Sauerstofflieferant zum unentbehrlichen Hilfsprozeß des Zellstoffwechsels. Spezifische Synthesewege für ein anaerobes Wachstum stehen diesen Stämmen nicht zur Verfügung. 1. With a strain of Chlorella the conditions have been established for a photoreduction to run for at least 3 days after activation of hydrogenase. These conditions are: 500 Lux, manganese deficiency in cultures with ammonia, or addition of DCMU (10-5 mol) to normally grown algae (nitrate or ammonia). In the absence of DCMU nitrate accelerates the inactivation of hydrogenase. 2. During a period of pure photoreduction storage of carbohydrates is abundant; however, further syntheses leading to growth are cut off. 3. Another Chlorella strain is unable to grow anaerobically in dark or in light in a glucose medium free from CO2. After elimination of photosynthetic oxygen production (DCMU) cells stop growing even in the presence of CO2. Growth in light requires a minimum amount of CO2 or O2 to be available at least inside the cells. 4. Aerobic cultures in glucose media grow well in dark and light in the presence of DCMU. In this case illumination increases cell growth if the external oxygen concentration exceeds 0,4 Vol.-%. At very low levels of oxygen nitrate as compared with ammonia improves cell growth in light. 5. Both strains of Chlorella can start growing from anaerobiosis only if photosynthesis is active as an auxiliary source of oxygen. Specific biochemical pathways for syntheses which would allow anaerobic growth are not available in these algae.