Infection Structures and their Surface Changes during Differentiation in Uromyces fabae

Abstract

AbstractGerm tubes of Uromyces fabae differentiated into appressoria which were deliminated either by one or two septa. These appressoria developed rapidly on artificial membranes as well as on leaf surfaces.Fluorescein‐conjugated wheat germ agglutinin (WGA) bound strongly to the germ tube walls of U. fabae and its binding ability did not differ significantly in 3, 5 and 7 h old germ tubes. The binding of WGA was less on the appressorium. Measurement of fluorescence with a microscope photometer revealed two times more binding sites on germ tube walls than on appressoria. No binding of WGA was noticed on substomatal vesicles and infection hyphae. The binding of WGA was completely inhibited by preincubation with hydrolysate of chitin. Binding patterns of other lectins were quite different. Canavalia ensiformis lectin did not bind to any structure, the lectins of Griffonia simplicifolia and Lotus tetragonolobus bound weakly to all structures, the lectins of Phaseolus vulgaris and Arachis hypogaea bound only to substomatal vesicles and infection hyphae, and the Ricinus communis lectin bound only to the infection hyphae. Based on these observations it appears that infection structure surface of U. fabae, besides having chitin as a component, also contain some other carbohydrates such as galactose and fucose.ZusammenfassungDie Keimschläuche von Uromyces fabae differenzierten einmal die üblichen, endständigen Appressorien und solche mit 2 Septen aus. Diese Appressorien entwickelten sich auf künstlichen Membranen und auf der Blattoberfläche.Fluorescein‐markiertes Weizenkeimlektin (WGA) wurde von den Keimschläuchen ohne Rücksicht auf deren Alter gebunden. Mit dem Mikroskopphotometer wurde deutlich, daβ die Appressorien jedoch nur halb so viele Bindungsstellen wie die Keimschläuche für dieses Lektin besitzen. Ein Hydrolysat aus Chitin hemmte die Bindung. Keine Bindungsstellen für das Weizenkeimlektin konnten auf dem substomatären Vesikel und auf der Infektionshyphe nachgewiesen werden.Das Lektin von Canavalia ensiformis wurde nicht, die Lektine von Griffonia simplicifolia und Lotus tetragonolobus wurden nur schwach von den Infektionsstrukturen gebunden. Die Lektine von Phaseolus vulgaris und Arachis hypogaea banden schwach an das substomatäre Vesikel und an die Infektionshyphe. Das Lektin von Ricinus communis haftete nur an die Infektionshyphe. Offensichtlich besitzt der Keimschlauch von U. fabae neben Chitin noch andere Oberflächenkohlenhydrate: z. B. Galaktose und Fucose.Die Bedeutung der Oberflächenkohlenhydrate für die Wirtsspezifität wird diskutiert.