Within the genus Polygonum a large variation was found between species with regard to stomatal number, gas phase resistance, intracellular resistance and dark respiration. Interspecific variation in CO 2 compensation concentration and intercellular CO 2 concentration at constant external concentration were comparatively small. Correlations were found between stomatal number and gas phase resistance, stomatal number and Γ, and Γ and the product of dark respiration rate and intracellular resistance. The influence of dark respiration and stomatal number on photosynthetic gas exchange is discussed. It was concluded that dark respiration in light was enhanced by 22% as a mean value in 9 Polygonum species and by 62% in Polygonum lapathifolium .

The C3 species Flaveria cronquistii was crossed with the C4 species F. brownii. Crosses were performed in both directions.

C4 photosynthesis occurs in at least 18 families of angiosperms. To our current knowledge it is lacking among the gymnosperms.

An einem Sortiment von 12 Genotypen der ArtPhaseolus vulgaris L. wurden phänologische Untersuchungen während der Anzucht bei verschiedenen Temperaturregimen im Langtag (16/8 h) und einem Temperaturregime im Kurztag (12/12 h) gemacht. Unter Berücksichtigung verschiedener Parameter wie Plastochronlänge, Blühbeginn, Blühdauer und Biomasseentwicklung ist die Sorte ‘Lusia’ als besonders kälteverträglich einzustufen, die Sorte ‘Berggold’ als besonders empfindlich. Kurztag verzögert nur bei zwei Genotypen mit indeterminiertem Wuchstyp die Entwicklungsgeschwindigkeit, nicht aber bei Genotypen mit determiniertem Wuchs.

Flaveria cronquistii is a C3 plant and exhibits a CO2 compensation concentration (Γ) value of about 61 μl l−1 CO2 at 21 % O2 and 25°C. This species was hybridized with F. palmeri, a C4 species (Γ -6 μ1l −1 CO2). The hybrid exhibits a significantly lower value of Γ (44 μl−1) than the C3 parent. The hybrid leaves possess a distinct layer of cells around the leaf veins but with only a few chloroplasts within them. Activities of C4 typical enzymes (PEPC, Asp-AT, Ala-AT, NAD-MDH and NADP-ME) in the hybrid were significantly higher than in F. cronquistii. After 5 s exposition to 14CO2 about 24 % of the total ethanol soluble activity was in aspartate plus malate. This hybrid was backcrossed with F. palmeri. The value of Γ in the backcross plant was 19 μll-1 CO2. The activities of PEPC, Asp-AT and NADP-ME were further enhanced in comparison to the single hybrid. After 5 s exposure to 14CO2 47.5 % of label was in the C4-compounds aspartate and malate. The leave veins possess a bundle sheath with more chloroplasts than in the single hybrid but less than in F. palmeri. It is concluded that in both the single hybrid and the backcross a limited C4 cycle is functioning and CO2 is assimilated directly and simultaneously through the C4 and C3 pathways.

In leaves of Zea mays L. the intracellular resistance ri was calculated as the reciprocal value of the initial slope of the curve for the relationship between net CO2 uptake rate and intercellular CO2 concentration. In extracts from the same leaves the maximum rate of phosphoenolpyruvate (PEP) carboxylation VP was determined in vitro. A significant linear correlation between ri and the reciprocal value of VP was obtained. From this correlation a value of the Michaelis constant of PEP carboxylase for CO2in vivo of 250 mg m−3 (in the gas phase) and a constant resistance component of about 90 sm−1 were derived. This result is interpreted as an indication that processes of CO2 transfer within the mesophyll cells may be an important limiting factor for overall CO2 fixation in C4 plants.

The genusFlaveria contains C3- as well as C4- and C3–C4 intermediate photosynthesis species. This makes it an interesting genus for studies of the evolution of the C4-pathway of photosynthesis. Hybrids between species offer the possibility for studies of the inheritance of C4 traits. Four such cross combinations are described with regard to their morphology, leaf anatomy and CO2 gas exchange properties.

Die mannigfaltigen Wechselbeziehungen zwischen photosynthetischer Kohlenstoffassimilation und N-Metabolismus haben weltweit eine Vielzahl von Untersuchungen stimuliert. Es ist versucht worden, zu einigen ausgewählten Aspekten dieses komplexen Problemkreises eine Übersicht über den gegenwärtigen Kenntnisstand zu geben. Von den Prozessen auf molekularer Ebene wurden besonders der photorespiratorische N-Zyklus und die Beziehungen zwischen Photosynthese und Nitratassimilation berücksichtigt. Auf der organismischen Ebene spielen Wechselwirkungen zwischen Photosynthese und N-Haushalt in bezug auf die Ertragsbildung eine besondere Rolle. Sie wurden am Beispiel des Getreides erörtert. Mathematische Modelle der Photosynthese und Ertragsbildung haben in stärkerem Maße als bisher dem Einfluß des N-Metabolismus Rechnung zu tragen. Daher wurde der Darstellung dieses Problemkreises besondere Aufmerksamkeit gewidmet.

Es wurde eine statistisch signifikante Korrelation zwischen dem Längenverhältnis des Sekundär- und Primärblattes am 10. Tag nach der Aussaat und dem Kornertrag zur Reife festgestellt.

Measurements of photosynthetic gas exchange and its 02-dependence as well as (j13C values in species of the genus Flaveria validate the earlier statement of POWELL (1978) that in this genus both C3 and C4 species exist. Furthermore, gas exchange phenomena indicate that at least two of these species (F. anomala and F. pubescens) exhibit C3,C4-intermediate properties.

Bei Gramineen-Arten mit C3-pathway der Photosynthese ist der mittlere Abstand der Blattleitbündel etwa zweimal so groß wie bei Gräsern mit C4-pathway. Die Stomatafrequenz ist bei den C4-Gäsern ca. 1,5 mal so groß wie bei C3-Gräsern. Bei C4-Gräsern sind die Stomata durchschnittlich gleichmäßig auf die adaxiale und abaxiale Blattseite verteilt. Bei C3-Gräsern überwiegt die Zahl der Arten, die auf der adaxialen Seite mehr Stomata besitzen als auf der abaxialen.

The influence of leaf temperature on the slope of the linear oxygen dependence of the intracellular resistance to CO2 transfer (β) and on the slope of the linear oxygen depedence of the CO2 compensation concentration (γ) was determined in wheat leaves. The variation in the temperature dependence of β found in individual leaves was interpreted as an interaction of the effect of O2 on carboxylation of ribulose 1,5-biphosphate and other temperature dependent processes. The strong correlation between γ and leaf temperature suggests the absence of an influence of such processes on the relationship between photosynthesis and photorespiration.

Zusammenfassung Bei Gramineen-Arten mit C3-pathway der Photosynthese ist der mittlere Abstand der Blattleitbündel etwa zweimal so groß wie bei Gräsern mit C4-pathway. Die Stomatafrequenz ist bei den C4-Gäsern ca. 1,5 mal so groß wie bei C3-Gräsern. Bei C4-Gräsern sind die Stomata durchschnittlich gleichmäßig auf die adaxiale und abaxiale Blattseite verteilt. Bei C3-Gräsern überwiegt die Zahl der Arten, die auf der adaxialen Seite mehr Stomata besitzen als auf der abaxialen.

In der vorliegenden Übersicht werden Arten beschrieben, die sich hinsichtlich einiger Merkmale intermediär in bezug auf den C3- und C4-pathway der Photosynthese verhalten. Anatomische, biochemische und physiologische Eigenschaften werden vergleichend betrachtet und interpretiert. Diese Intermediärformen können als Zwischenglieder der Evolution des Photosyntheseapparates vom C3- zum C4-pathway angesehen werden. Es werden außerdem solche Arten berücksichtigt, bei denen es möglicherweise innerhalb der Artgrenze zu einer Aufspaltung in physiologische Unterarten mit C3-beziehungsweise C4-pathway der Photosynthese kam. Schließlich wird die gleichzeitige Ausprägung von C3- und C4-Merkmalen an verschiedenen Blättern einer Pflanze in die Betrachtung einbezogen.