Ultrastructural Evidence for Cellular Response in Tobacco Leaves Following Infiltration with Protein‐Lipopolysaccharide Complexes of Pseudomonas syringae pv. tabaci)

The ultrastructure of tobacco leaves cv. White Burley infiltrated in the intercellular spaces with protein‐lipopolysaccharide (pr‐LPS) complexes of a virulent strain of Pseudomonas syringae pv. tabaci was studied. Light and electron microscope observations were made immediately and 4, 6, 8 and 24 h after infiltration. For the light microscope semithin sections were treated with the periodic acid‐Schiff (PAS) method to reveal polysaccharides. For electron microscopy ultrathin sections of 24 h samples were cytochemically treated to reveal the plasmalemma, the proteins and the β → 4 polysaccharides. Light microscopy only revealed the presence of intercellular PAS positive areas in the treated tissue from 6 h onwards. Electron microscopy revealed a localized cellular response (L.C.R.) on the walls where pr‐LPS complexes had formed deposits. The L.C.R., barely visible after 4 h, became well established at 24 h. It involved the plasmalemma, which retracted, and the underlying cytoplasm, where there was an increase in the endoplasmic reticulum. Details of the ultrastructural alterations were interpreted on the basis of the cytochemical visualization. During the L.C.R. the plasmalemma appeared to be site of an active transport process. The results show that the virulent strain of P. syringae pv. tabaci possesses surface macromolecules containing cognons involved in recognition by tobacco leaf cells. Die Ultrastruktur von Tabakblättern der Sorte ‘White Burley’ wurde nach der Infiltration von Protein‐Lipopolysaccharid (pr‐LPS)‐Komplexen eines virulenten Stammes von Pseudomonas syringae pv. tabaci in die Interzellularräume untersucht. Licht‐ und elektronenmikroskopische Beobachtungen wurden 4, 6, 8 und 24 Std. nach Infiltration durchgeführt. Für die lichtmikroskopischen Studien wurden halbdünne Schnitte nach der Schiff'schen Perjodsäure (PAS)‐Methode behandelt, um Polysaccharide sichtbar zu machen. Für die Elektronenmikroskopie wurden Ultradünnschnitte von 24 Std. pi‐Proben cytochemisch aufbereitet, um Plasmalemma, Proteine und die β1→4 Polysaccharide kenntlich zu machen. Die lichtmikroskopischen Untersuchungen ergaben erst ab 6 Std. pi im behandelten Gewebe bei Gegenwart von interzellulärer PAS positive Zonen. Im Elektronenmikroskop war eine lokalisierte zelluläre Reaktion (L.C.R.) an den Zellwänden sichtbar, an denen die pr‐LPS‐Komplexe Ablagerungen gebildet hatten. Die L.C.R. war nach 4 Std. kaum sichtbar, nach 24 Std. deutlich ausgebildet und führte zu einer Kontraktion des Plasmalemmas und im darunter liegenden Cytoplasma zu einer Zunahme des endoplasmatischen Reticulums. Einzelheiten der ultrastrukturellen Veränderungen wurden auf der Basis der cytochemischen Sichtbarmachung interpretiert. Während der L.C.R.‐Reaktion war das Plasmalemma offenbar der Ausgangspunkt für den aktiven Transportprozeß. Die Ergebnisse zeigen, daß der virulente Stamm von P. syringae pv. tabaci an den Oberflächen Makromoleküle besitzt, die sog. Cognon enthalten, und von den Tabak‐Blattstellen als solche wieder erkannt werden. 1985 Paul Parey Scientific Publishers, Berlin and Hamburg