DD245904A1

DD245904A1 - SELECTION PROCEDURE FOR EFFECTORS OF THE PLANT NITROGEN HOUSEHOLD

Info

Publication number: DD245904A1
Application number: DD28624786A
Authority: DD
Inventors: Claus-Ruediger Kramer; Horst Arndt
Original assignee: Bitterfeld Chemie
Priority date: 1986-01-16
Filing date: 1986-01-16
Publication date: 1987-05-20

Abstract

Die Erfindung "Selektionsverfahren fuer Effektoren von Stickstoffreduktions-Metabolismen" dient der Suche nach Pflanzenschutzmittel mit spezifischem Wirkspektrum auf den Stickstoffhaushalt und der Charakterisierung von Effektoren biologischer Prozesse. Sie verfolgt das Ziel, moeglichst in einem Arbeitsgang die Ergebnisse von Tests zur substanzinitiierten Beeinflussung von Stickstoffreduktions-Metabolismen autotropher Algensuspensionen in mindestens zwei Variationen hinsichtlich der Oxydationsstufe des Stickstoffs der genutzten Stickstoffquelle der Naehrloesung der Algen auszuwerten und dabei primaere Effektoren der Reduktion des Nitrat- bzw. Nitritstickstoffs oder unspezifische Effektoren des Stickstoffhaushalts zu differenzieren und zu charakterisieren. Die Erfindung basiert auf einem Auswertungsverfahren, das die wachstums- und entwicklungsbedingten Beeinflussungen der Ionenumsaetze substanzbehandelter Zellsuspensionen in mindestens zwei Suspensionskulturvariationen bezueglich der Stickstoffquelle bei sonst vergleichbaren Bedingungen nutzt. Die Fig. 2, A3 und A4 illustrieren, dass das Auswertungsverfahren darueber hinaus Informationen ueber Einsetzen, Verlauf, Bestaendigkeit und Richtung der Wirkungsauspraegung in Abhaengigkeit von der Dosis der Effektoren liefert.The invention "Selection method for effectors of nitrogen reduction metabolisms" serves the search for pesticides with a specific activity spectrum on the nitrogen balance and the characterization of effectors of biological processes. It pursues the goal of evaluating the results of tests for substance-induced influence of nitrogen reduction metabolisms of autotrophic algae suspensions in at least two variations with regard to the oxidation state of the nitrogen of the used nitrogen source of the nutrient solution of the algae in a single operation and thereby primary effectors of the reduction of the nitrate or Nitrite nitrogen or non-specific effectors of the nitrogen balance to differentiate and characterize. The invention is based on an evaluation method which makes use of the growth-related and development-related effects of the ion-exchange substance-treated cell suspensions in at least two suspension culture variations with respect to the nitrogen source under otherwise comparable conditions. Figures 2, A3 and A4 illustrate that the evaluation method also provides information about onset, course, persistence and direction of effect expression as a function of the dose of the effectors.

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Pflanzenschutzmittelforschung, Umweltschutz, Suche nach Regulatoren biologischer ProzessePlant protection research, environmental protection, search for regulators of biological processes

Characteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß Stickstoff neben anderen Elementen zu den Hauptnährstoffen pflanzlicher Organismen gehört. Er wird zur •Synthese von Aminosäuren, Eiweißen, Purin- und Pyrimidinbasen, Aminen und anderen organischen Bestandteilen von Lebewesen unbedingt benötigt. Stickstoffautotrophe pflanzliche Organismen verwenden anorganische Stickstoffquellen als Ausgangsmaterial. Die hauptsächlichste Stickstoffquelle bilden Nitrate. Es können aber in der Regel auch Nitrite, Ammoniumsalze und andere Stickstoffverbindungen verarbeitet werden.It is known that nitrogen is one of the main nutrients of plant organisms among other elements. It is essential for the synthesis of amino acids, proteins, purine and pyrimidine bases, amines and other organic components of living things. Nitrogen autotrophic plant organisms use inorganic nitrogen sources as starting material. The main source of nitrogen is nitrates. However, nitrites, ammonium salts and other nitrogen compounds can generally also be processed.

Die entscheidenden Schritte des pflanzlichen Stickstoffhaushaltes sind die Reduktion des aufgenommenen Nitrates zu Nitrit und weiterhin zu wasserstoffhaltigen Zwischenprodukten bis zur Oxydationsstufe N⁺³ in Ammoniumverbindungen und die Bindung der letzteren an organische Akzeptoren sowie die sich daran anschließende Synthese von stickstoffhaltiger Mono- und Polymeren wie Aminosäuren und Eiweißen.The crucial steps of the plant nitrogen balance are the reduction of the nitrate taken up to nitrite and further to hydrogen-containing intermediates to the oxidation ^state N ⁺³ in ammonium compounds and the binding of the latter to organic acceptors and the subsequent synthesis of nitrogen-containing mono- and polymers such as amino acids and proteins.

Untersuchungen der Frage, welche Seite des pflanzlichen Stickstoffhaushaltes durch Wirkstoffe beeinflußt wird, sind an in vivo-Material bisher nicht möglich. Grundsätzlich muß ein Zellaufschluß sowie eine Reihe von zeit- und arbeitsaufwendigen Reinigungsprozeduren erfolgen, ehe die Tangierung der Aktivität von Schlüsselenzymen wie z. B. Nitratreduktase und der Zunahme von stickstoffhaltigen Bestandteilen der Lebewesen erfaßt werden.Studies on the question of which side of the plant nitrogen balance is affected by drugs, are not possible on in vivo material so far. Basically, a cell disruption and a series of time and labor consuming purification procedures must be done before the Tangang the activity of key enzymes such. As nitrate reductase and the increase of nitrogenous constituents of the organisms are detected.

Immer müssen auch mindestens 2 Verfahren zum Einsatz kommen, die die Beeinflussung beider Seiten des, Stoffwechselprozesses signalisieren können.At least two procedures must always be used, which can signal the influence on both sides of the metabolic process.

Neben verschiedenen enzymatischen Untersuchungen werden Verfahren zur Eiweißbestimmung wie teilautomatisierte chromatographische Verfahren und Methoden zur Stickstoffbestimmung nach der Kjeldahltechnik praktisch genutzt. Auch hier liegen die hauptsächlichsten Nachteile im hohen Material-, Personal- und Zeitaufwand sowie in den zum Teil erheblichen apparativen Kosten.In addition to various enzymatic investigations, methods for determining protein such as semi-automated chromatographic methods and methods for determining nitrogen according to the Kjeldahl technique are used in practice. Again, the main disadvantages are the high material, personnel and time and in some cases considerable equipment costs.

Nutzt man Mikroalgensuspensionen als Indikator von Wirkungen, so können nach dem Verfahren DD 220047 mittels Wachstums- und lonenumsatzanalysen autotropher Algensuspensionen primäre Photosyntheseeffektoren von primären Effektoren des Stickstoffhaushaltes in einem Arbeitsgang getrennt werden. Eine wünschenswerte Differenzierung von Effektoren, die die verschiedenen Stickstoffreduktions-Metabolismen spezifisch oder unspezifisch tangieren, erlaubt dieses Verfahren nicht.Using microalgae suspensions as an indicator of effects, primary photosynthesis effectors of primary effectors of nitrogen balance can be separated in one operation by the method DD 220047 by means of growth and ion turnover analyzes of autotrophic algal suspensions. A desirable differentiation of effectors that specifically or non-specifically affect the various nitrogen reduction metabolisms does not allow this process.

Auch die Selektionsverfahren für Effektoren DD 94234, DD 200472, DD 211126, DD 212985, DD 213949, DD 213950, DD 214146, DD 216253 und DD 216254 sind nicht in der Lage, primäre Beeinflussungen des Stickstoffhaushaltes im gewünschten Sinne anzuzeigen.The selection methods for effectors DD 94234, DD 200472, DD 211126, DD 212985, DD 213949, DD 213950, DD 214146, DD 216253 and DD 216254 are not able to indicate primary influences on the nitrogen balance in the desired direction.

Wirkstoffe, die den Stickstoffhaushalt von Pflanzen tangieren, gewinnen in der landwirtschaftlichen Praxis ständig an Bedeutung.Active ingredients that affect the nitrogen balance of plants are becoming increasingly important in agricultural practice.

Sie können die erste, die zweite bzw. beide Reduktionsstufen des Nitratstickstoffmetabolismus beeinträchtigen. Diese Tatsachen führen zur Forderung nach geeigneten Selektionsverfahren für Phytoeffektoren, die nicht nur eine Beeinflussung des Stickstoffhaushaltes als Ganzes unmittelbar anzeigen, sondern auch hinsichtlich der Beeinträchtigung der wesentlichsten Reduktionsstufen innerhalb des Stickstoffmetabolismus zu differenzieren vermögen und sowohl bei der Suche nach neuen Wirkstoffen als auch bei der Aufklärung der Wirkungsmechanismen bekannter Effektoren zum Einsatz kommen können.They may affect the first, second or both levels of nitrate nitrogen metabolism reduction. These facts lead to the demand for suitable selection methods for phyto-effectors, which not only directly indicate an influence on the nitrogen balance as a whole, but also differentiate with regard to the impairment of the most essential reduction stages within the nitrogen metabolism and both in the search for new drugs and in the education the mechanisms of action of known effectors can be used.

Ziel der Erfindung .Object of the invention.

Die Erfindung verfolgt das Ziel, ein auf in vivo-Tests an autotrophen Suspensionskulturen einzelliger Mikroalgen beruhendes-Selektionsverfahren vorzuschlagen, das sowohl die unmittelbare Beeinflussung des pflanzlichen Stickstoffhaushaltes anzuzeigen vermag, als auch die Differenzierung und Selektion der Effektoren als primäre.Effektoren der Reduktion des Nitratbzw, des Nitritstickstoffs oder als unspezifische Effektoren des Stickstoffhaushaltes in möglichst einem Arbeitsgang gestattet und damit den Eingriffsort der Noxen genauer charakterisiert.The invention aims to propose a selection method based on in vivo tests on autotrophic suspension cultures of unicellular microalgae, which is capable of indicating both the direct influence on the plant nitrogen balance, and the differentiation and selection of the effectors as primary effectors of the reduction of the nitrate. of the nitrite nitrogen or as nonspecific effectors of the nitrogen balance in as far as possible permits a single operation and thus more accurately characterizes the site of intervention of Noxen.

Explanation of the essence of the invention

Die Aufgabe wird.erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim „Selektionsverfahren für Effektoren des pflanzlichen Stickstoffhaushaltes" die teils unterschiedlich substanzinitiierten Beeinflussungen der lonenumsätze des durch Nitrat- bzw. durch Nitritionen und durch Ammoniumionen determinierten Wachstums einzelliger Algensuspensionen analysiert und vergleichend betrachtet werden. Das Auswertungsverfahren liefert darüber hinaus Informationen über Einsetzen, Verlauf und Beständigkeit der Wirkungsausprägung in Abhängigkeit von der Dosis und von der Einwirkungsdauer der Effektoren hinsichtlich der Beeinflussung der lonenumsätze.According to the invention, this object is achieved by analyzing and comparatively considering in the "selection process for effectors of the plant nitrogen balance" the influences of the ionic conversions of the ion turnover of the unicellular algal suspensions which are determined by nitrate or nitrite ions and by ammonium ions and by ammonium ions In addition, information on the onset, course and persistence of the effect as a function of the dose and of the duration of action of the effectors with regard to the influence of the ion conversions.

Beim „Selektionsverfahren für Effektoren des pflanzlichen Stickstoffhaushaltes" werden zunächst frisch geerntete Autosporen von Mikroalgen so in unterschiedlichen Nährlösungen einmal mit Nitrationen bzw. Nitritionen und zum anderen mit Ammoniumionen als Stickstoffquelle suspendiert, daß beide, gegebenenfalls alle drei Suspensionskulturen die gleiche Autosporendichte aufweisen. Anteile dieser autotrophen Zellsuspensionen einzelliger Grünalgen werden dann als Proben mit definierten Mengen chemischer Verbindungen in unmittelbaren Kontakt gebracht und parallel mit unbehandelten Vergleichskulturen bei einheitlicherTemperaturzwischen 20°C und 38 °C im Licht belüftet, so daß sie auf der Grundlage des sich vollziehenden Photosyntheseprozesses wachsen und sich entwickeln.In the "selection process for effectors of the plant nitrogen balance" initially freshly harvested autos pores of microalgae are suspended in different nutrient solutions once with nitrate ions or nitrite ions and secondly with ammonium ions as nitrogen source that both, optionally all three suspension cultures have the same autosomal density Cell suspensions of unicellular green algae are then placed in direct contact as samples with defined amounts of chemical compounds and aerated in parallel with untreated control cultures at uniform temperature between 20 ° C and 38 ° C so that they grow and develop on the basis of the ongoing photosynthetic process.

Kontinuierlich oder zu festgelegten Zeitpunkten werden dann Proben und Vergleichskulturen oder Anteile von beiden parallel oder in definierter Folge durch Analyse der lonenumsätze mittels pH-Elektroden, nitrat-, nitrit- und ammoniumionensensitiven Elektroden bzw. gegebenenfalls anderen stickstoffionensensitiven Elektroden, polarographischen Methoden, konduktometrischen oder anderen elektrochemischen Verfahren bzw. spektralanalytischen Methoden untersucht und die dabei gewonnenen Ergebnisse vergleichenden Betrachtungen unterzogen.Continuously or at fixed times then samples and reference cultures or portions of both in parallel or in a defined sequence by analysis of the ion conversions by pH electrodes, nitrate, nitrite and ammonium ion sensitive electrodes or optionally other nitrogen-sensitive electrodes, polarographic methods, conductometric or other electrochemical Investigated methods and spectral analytical methods and subjected to the results obtained comparative considerations.

embodiments

"Frisch geschlüpfte Aplanosporen synchroner Kulturen einzelliger Grünalgen der Species Chlorella vulgaris var. vulgaris, Stamm BÖHM und BORNS 1972/1, werden in eine anorganische Nährlösung mit Fe-EDTÄ-Komplex und Spurenstoffen so überführt, daß jeder Kubikzentimeter der Suspension etwa sechs Millionen Algenzellen enthält. 1 Liter der Kultur-Nährlösung N setzt sich dabei aus den drei Teilnährlösungen N-i, N₂ und N₃ zusammen;"Freshly hatched aplanospores of synchronous cultures of unicellular green algae of the species Chlorella vulgaris var. Vulgaris, strain BÖHM and BORNS 1972/1, are transferred to an inorganic nutrient solution containing Fe-EDTÄ complex and trace substances such that each cubic centimeter of the suspension contains approximately six million algae cells 1 liter of culture broth N is composed of the three partial nutrient solutions Ni, N ₂ and N ₃ ;

1 000cm³ N = 998cm³ N₁ + 1 cm³ N₂ + 1 cm³ N₃.1 000cm ³ N = ³ N ₁ + 1 998cm cm ³ N ₂ + 1 N cm ^3. ₃

Die Nährlösungen N₁, N₂ und N₃ enthalten folgende Substanzen: Nährlösung N₁ für die Testvariante mit Nitrationen als StickstoffquelleThe nutrient solutions N ₁ , N ₂ and N ₃ contain the following substances: Nutrient solution N ₁ for the test variant with nitrate ions as nitrogen source

Für die Nährlösung N-i werden zunächst die Stammlösungen 1 bis 4 durch Auffüllen der genannten Substanzmengen mit Aqua dest. hergestellt:For the nutrient solution N-i are first the stock solutions 1 to 4 by filling the said amounts of substance with distilled water. manufactured:

Stämmlösung 1: 100g KNO₃/1 000cm³ Stämmlösung 1 100 g of KNO _3/1 000cm ³

Stammlösung 2: 25g CaCI₂ · 6H₂O/1 000cm³ Stock solution 2: 25 g CaCl ₂ .6H ₂ O / 1 000 cm ³

Stammlösung 3: 250g MgSO₄ · 7H₂O/1 000cm³ Stock solution 3: 250 g of MgSO ₄ .7H ₂ O / 1 000 cm ³

Stammlösung 4: 160g KH₂PO₄/1 000cm³ Stock solution 4: 160g KH ₂ PO _4/1 000cm ³

Nutrient solution N ₁ for the test variant with ammonium ions as nitrogen source

Stammlösung 1: 120g NH₄H₂PO₄, 260g Na₂HPO₄/1 000cm³ Stock solution 1: 120 g of NH ₄ H ₂ PO _4, 260g Na ₂ HPO _4/1 000cm ³

Stammlösung 2: 25g CaCI₂ · 6H₂OZIOOOCm³ Stock solution 2: 25g CaCl ₂ .6H ₂ OZIOOOCm ³

Diese Stammlösungen sind zu sterilisieren (Feuchtsterilisation) und kühl zu lagern.These stock solutions must be sterilized (wet sterilization) and stored in a cool place.

Aus je 5cm³ der Stammlösung 1,0,5cm³ der Stammlösung 2,1 cm³ der Stammlösung 3 und 5cm³ der Stammlösung 4 werden durch Auffüllen mit destilliertem Wasser entweder 1000cm³ bzw. bei Beachtung der Verhältnisse eine beliebige Menge der Nährlösung N₁ hergestellt.From per 5cm ³ of the stock solution 1,0,5cm ³ of the stock solution 2.1 cm ³ of stock solution 3 and 5 cm ³ of stock solution 4 are by filling with distilled water either 1000cm ³ or in consideration of the circumstances, any amount of the nutrient solution N ₁ manufactured.

Nutrient solution N ₂

Die Nährlösung N₂ enthält in 1 000cm³ Lösung 61 mg H₃BO₃,169mg MnSO₄ · H₂O, 287mg ZnSO₄ 7H₂O, 2,5mg CuSO₄ · 5H₂O und 12,4mg (NH₄J₂ MoO₄.The nutrient solution N ₂ in 1 000 cm ^{3 of} solution contains 61 mg H ₃ BO ₃ , 169 mg MnSO ₄ .H ₂ O, 287 mg ZnSO ₄ .7H ₂ O, 2.5 mg CuSO ₄ .5H ₂ O and 12.4 mg (NH ₄ J ₂ MoO ₄ .

Nutrient solution N ₃

Zur Herstellung der Nährlösung N₃ werden 6,9g FeSO₄ · 7 H₂O und 9,3 g Na-EDTA in destilliertem Wasser gelöst und auf 1 000cm³ mit Aqua dest. aufgefüllt.To prepare the nutrient solution N ₃ , 6.9 g of FeSO ₄ .7H ₂ O and 9.3 g of Na-EDTA are dissolved in distilled water and distilled to 1000 cm ³ with distilled water. refilled.

Je 80cm³ der so hergestellten Suspension werden in je eine Kulturröhre eingebracht, mit je 1 cm³ verschieden konzentrierter Lösung der zu prüfenden Substanzen A und B beimpft oder als nur mit dem Lösungsmittel behandelte Kontrollen bei 37°C belichtet und mit gereinigter Luft, der 2 Vol.-% Kohlendioxid beigegeben werden, belüftet, so daß alle erforderlichen Voraussetzungen für die Photosynthese gegeben sind.Per 80 cm ^{3 of} the suspension thus prepared are introduced into a culture tube, inoculated with 1 cm ³ different concentrated solution of the substances to be tested A and B or exposed as controls treated only with the solvent at 37 ° C and with purified air, the 2 Vol .-% carbon dioxide are added, aerated, so that all the necessary conditions for photosynthesis are given.

Während die in den zwei Nährlösungen mit unterschiedlicher Stickstoffquelle suspendierten Zellen in den unbehandelten Vergleichskulturen normal und vergleichbar wachsen und sich entwickeln, werden Wachstum und lonenumsatzin den mitWhile the cells suspended in the two nutrient solutions with different sources of nitrogen grow and develop normally and comparably in the untreated control cultures, growth and ion turnover in the cells will increase

Chemikalien versetzten Proben mehr oder weniger be.einflußt, wenn verschiedene Substanzkonzentrationen den Photosyntheseprozeß bzw. den Stickstoffhaushalt mehr oder weniger stören. In definierter Zeitfolge werden von den Vergleichskulturen und den mit der Substanz A behandelten Proben der pH-Wert, dessen Änderung als Maß für den Stickstoffhaushalt anzusehen ist, gemessen.Chemicals cause more or less influence on samples when different concentrations of substance more or less disturb the photosynthesis process or the nitrogen balance. In a defined time sequence of the comparison cultures and the samples treated with the substance A, the pH, whose change is to be regarded as a measure of the nitrogen balance measured.

Die Ergebnisse der Analysen sind den Fig.! und 2 zu entnehmen. FJg₁I₇A₁ enthält die pH-Werte für die u η behandelten Kontrollen K bzw. K' und die mit abgestuft zunehmenden Konzentrationen der Substanz Aversetzten Proben 1 (V) bis 5 (5'), die von derThe results of the analyzes are shown in FIGS. and 2. FJg ₁ I ₇ A ₁ contains the pH values for the u η treated controls K and K 'and the gradually increasing concentrations of the substance A displaced samples 1 (V) to 5 (5'), which are derived from the

nullten Stunde bis zur sechsten Stunde alle 60 Minuten gemessen wurden. Die pH-t-Kurven ( ) V bis 5'wurden für diezero hour to the sixth hour every 60 minutes. The pH t curves () V to 5 'were for the

dosisabhängige Beeinflussung des lonenumsatzes der Zellen in Suspensionskultur mit Nitrationen als Stickstoffquelle unddose-dependent influencing of the ion turnover of the cells in suspension culture with nitrate ions as nitrogen source and

entsprechend die pH-t-Kurven ( ) 1 bis 5 für die Beeinflussung.der lonenumsätze in Suspensionskultur mit Ammoniumionencorresponding to the pH-t curves () 1 to 5 for influencing the ion conversion in suspension culture with ammonium ions

als Stickstoffquelle durch den Effektor A gefunden. Ein Vergleich der parallel in einem Arbeitsgang unter vergleichbaren Bedingungen gewonnenen Wirkeffekt-Zeit-Kurven in Fig. 1, A₁ zeigt deutliche Unterschiede der Wirkung des Effektors A auf die lonenumsätze der Algensuspensionen in beiden Testvarianten. Die Richtung der pH-Wert-Änderung in den beiden Suspensionskulturvarianten wird durch die Stickstoffquelle determiniert. Da eine Nitrationenaufnahme in die Zelle mit einer äquivalenten Hydroxydionenemission verbunden ist, nimmt hier der pH-Wert der Suspension zu. Demgegenüber ist eine Ammoniumionenaufnahme mit einer äquivalenten Protonenabgabe gekoppelt, so daß in dieser Testvariante der pH-Wert abnehmen muß. Beide Effekte sind in Fig. 1, A-, anschaulich wiedergegeben. Darüber hinaus wird durch Vergleich in Fig. 1,A₁ bereits deutlich, daß der in der Nitrationenkultur zu beobachtende lonenumsatz deutlich stärker gehemmt wird als in Ammoniumionenkultur. Dieses differenzierte Verhalten des Effektors A kann auch in Form von Wirkquantitäts (A/pH/)-Zeit-Kurven veranschaulicht werden, Fig. 1, A₂, wobei die Wirkquantität gemäßfound as nitrogen source by the effector A. A comparison of the effect effect time curves obtained in parallel in one operation under comparable conditions in Fig. 1, A ₁ shows significant differences in the effect of the effector A on the ion conversions of the algal suspensions in both test variants. The direction of pH change in the two suspension culture variants is determined by the nitrogen source. Since nitrate uptake into the cell is associated with equivalent hydroxide ion emission, the pH of the suspension increases here. In contrast, an ammonium ion uptake coupled with an equivalent proton release, so that in this test variant, the pH must decrease. Both effects are shown clearly in FIG. 1, A-. In addition, it is already clear by comparison in FIG. 1, A ₁ , that the ion conversion to be observed in the nitration culture is inhibited significantly more strongly than in ammonium ion culture. This differentiated behavior of the effector A can also be illustrated in terms of effective quantity (A / pH /) time curves, FIG. 1, A ₂ , where the effective quantity according to FIG

Δ/ρΗ/ = /pH/Kontrolle—/pH/probeΔ / ρΗ / = / pH / control / pH / sample

bestimmt werden kann.can be determined.

Einen Eindruck über Qualität und Quantität der Wirkeffekte vermitteln die Fig. 2, A₃ und Fig. 2, A₄. Die Fig. 2, A₃ zeigt eine gegenseitige Auftragung der indirekten Wachstumsparameter pH aus den beiden Testvarianten. Während bei dieser Auftragung für die Kontrolle die annähernde Gerade K mit einem typischen Anstieg gefunden wird, erhält man bei gleicher Auftragung für die wirkstoffbehandelten Proben die Kurven 1 bis 5, die auf mehrere Metabolismen hinweisen. Typisch für den Effektor A ist, daß der lonenumsatz in Suspensionskultur mit Nitrationen als Stickstoffquelle dosisabhängig stärker gemindert wird als in Suspensionskultur mit Ammoniumionen als Stickstoffquelle. Daraus kann geschlußfolgert werden, daß es sich beim Effektor A um einen typischen Hemmer der Nitratstickstoffreduktions-Metabolismen handelt.An impression of the quality and quantity of the effect effects is given in FIGS. 2, A ₃ and 2, A ₄ . Fig. 2, A ₃ shows a mutual application of the indirect growth parameters pH from the two test variants. While in this plot for control the approximate straight line K with a typical slope is found, with the same plot for the drug treated samples, curves 1 to 5 are obtained indicating multiple metabolisms. Typical of the effector A is that the ion conversion in suspension culture with nitrate ions as a nitrogen source is dose-dependently more reduced than in suspension culture with ammonium ions as nitrogen source. It can be concluded that Effector A is a typical nitrate nitrogen reduction metabolite inhibitor.

Für den Wirkstoff B, mit dem wie beim Effektor A verfahren wurde, konnte bei einer entsprechenden Auftragung der Wachstumsparameter gemäß Fig. 2, A₃ nur die Gerade B, die mit der Kurve für die Kontrollen identisch ist, gefunden werden. Das weist darauf hin, daß im Gegensatz zum Wirkstoff A der Effektor B nur ein unspezifischer Hemmer des Stickstoffhaushaltes ist. Zu gleichen Schlußfolgerungen führt eine gegenseitige Auftragung der Hemmquantitäten A/pH/ aus beiden Testvarianten, Fig. 2, A₄. Auch hier wurde erwartungsgemäß für den unspezifischen Hemmer des Stickstoffhaushaltes B die Gerade B gefunden. Demgegenüber weisen die Kurvenläufe insbesondere auch für die geringen Dosen 1 und 2 bei typischer Konzentrationsabhängigkeit in den ersten Abschnitten der Kurven auf eine relativ stärkere Hemmung in Nitrationenkultur. Die zweiten Teile der Kurven illustrieren dann Metabolismen, die durch zunehmende Verringerung der Beeinflussung der lonenumsätzein Nitrationenkultur vergleichsweise zu den entsprechenden Umsätzen in Ammoniumionenkultur'gekennzeichnet sind. Für die Wirkstoffcharakterisierung ist die übergeordnete Kurve A in Fig. 2, A₄ bedeutsam, da sie relativiert für den Bereich von 0 bis 1 in einer bestimmten Standardwirkzeit und unter streng standardisierten Bedingungen als quantitatives Maß der spezifischen Wirkung von Effektoren herangezogen werden kann.For the active ingredient B, which was treated as in the effector A, with a corresponding plot of the growth parameters according to FIG. 2, A _3, only the straight line B, which is identical to the curve for the controls, could be found. This indicates that, in contrast to the active ingredient A effector B is only a nonspecific inhibitor of nitrogen balance. The same conclusions are drawn by a mutual application of the inhibition quantities A / pH / from both test variants, FIGS. 2, A ₄ . Again, as expected, the straight B was found for the non-specific inhibitor of nitrogen budget B. In contrast, the curves especially for the low doses 1 and 2 with typical concentration dependence in the first sections of the curves to a relatively stronger inhibition in nitration culture. The second parts of the curves then illustrate metabolisms characterized by an increasing reduction in the influence of ion conversions in nitration culture relative to the corresponding conversions in ammonium ion culture. For the drug characterization, the superordinate curve A in Fig. 2, A _{4 is} significant because it can be used relative to the range of 0 to 1 in a given standard time and under strictly standardized conditions as a quantitative measure of the specific effect of effectors.

Vergleicht man die Aussagen der Figuren 1 und 2 für die Substanzen A und B miteinander, so wird deutlich, daß die Auswertung solcher parallel durchgeführten Tests mit unterschiedlichen Stickstoffquellen in den Suspensionskulturen zu sehr differenzierten Aussagen hinsichtlich der Wirkung von Effektoren auf die Stickstoffreduktions-Metabolismen führen kann. Besonders deutlich zeigen sich diesbezüglich Unterschiede bei Korrelationen der relativen Wachstums- bzw. lonenumsatzparameter pH und Δ/ρΗ/ für die Beeinflussung der Stickstoffhaushalte der Suspensionskulturen in den Testvarianten mit Stickstoffquellen, deren Stickstoff unterschiedliche Oxydationsstufen wie N"⁵ und N⁺³ aufweist, zueinander.Comparing the statements of Figures 1 and 2 for the substances A and B with each other, it is clear that the analysis of such parallel tests with different nitrogen sources in the suspension cultures can lead to very differentiated statements regarding the effect of effectors on the nitrogen reduction metabolisms , Differences in correlations of the relative growth or ion conversion parameters pH and Δ / ρΗ / for influencing the nitrogen budgets of the suspension cultures in the test variants with nitrogen sources whose nitrogen has different oxidation states such as N " ⁵ and N ^{+ 3 are} particularly evident.

Durch Vergleich entsprechender Wirkbilder von neu untersuchten Substanzen, über deren spezifische herbizide Wirksamkeit bisher nichts oder wenig bekannt ist, mit einer Wirkbildkartei gemäß den Figuren 1 und 2 oder mit Hilfe der elektronischen Datenverarbeitung, die beide entsprechende Daten zu Wirkqualitäten und Wirkquantitäten von gut untersuchten, auch kommerziell vertriebenen Herbiziden oder Standardherbiziden speichern, erhält man konkrete Hinweise über ähnliche Wirkspezifika, Wirkmechanismen, Selektivität und Anwendungsmöglichkeiten solcher Effektoren.By comparison of corresponding active images of newly investigated substances, their specific herbicidal activity is little or nothing known, with a Wirkbildkartei according to Figures 1 and 2 or with the aid of electronic data processing, both of which corresponding data on efficacy and Wirkquantitäten of well studied, also store commercially distributed herbicides or standard herbicides, one receives specific information about similar efficacy, mechanisms of action, selectivity and applications of such effectors.

Claims

Invention claim:

1. A method for the selection of effectors of the plant nitrogen balance, characterized in that the partially different substance-initiated influences of the Ionenonenätze.von microalgae suspensions in at least two test variants in which the autotrophic growth of microalgae suspensions is determined by nitrogen sources with different oxidation state of nitrogen, under comparable conditions be analyzed in order to differentiate by means of comparing the substance-induced variations of the ion conversions during the growth of the algal suspensions effector in one operation according to their specific effect in influencing the nitrogen reduction metabolisms in primary effectors of the reduction of nitrate or nitrite nitrogen or as unspecific effectors of nitrogen balance and to be able to characterize.

2. The method according to item 1, characterized in that all suspendable autotrophic celled algae can be used as autotrophic cell suspensions.

3. The method according to item 1 and 2, characterized in that the ion conversion of the algal suspensions by means of pH electrodes, nitrate, nitrite and ammonium ion sensitive electrodes or other ion-sensitive electrodes, polarographic methods or other electrochemical methods, spectral analytical methods or by combining several of these Methods is analyzed.

4. The method according to item 1 to 3, characterized in that the ion conversions of the various samples in a single operation continuously or in a defined time sequence are analyzed in parallel or simultaneously.