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The dielectric spectroscopy of single cells has been proved to be a powerfull noninvasiv methode to determine the electric properties and to characterise individual pollen grains of coniferes. Measurements were carried out in a surrounding medium of low conductivity with electric field frequencies ranging from 100 Hz to 32 MHz. The behavior of cells in rotating electric fields allows to determine the electric parameters of compartiments (exine, intine, membrane, etc) and to distinguish between vital and nonvital pollen cells. For fundamental interpretation of the data the frequency response of multishell ellipsoidal cell models was calculated analytically. Compared with nonvital pollen the vital one has been found to have a higher conductivity in the interior (0.15 S/m to 0.03 S/m) and of the intine (3.5 mS/m to 5.5 mS/m). Due to low conductivity and permittivity of the exine the plasma lenuna has nearly no impact on the frequency spectrum. The results obtained with the dielectric spectroscopy on single cells are supported by those of in vitro tests, electrolyte release, UV-absorbtion, FDA staining (Fluorescein Diacetat) as well as in vivo crossing experiments done in parallel.
Als nichtinvasive Methode wurde die dielektrische Einzelzellspektroskopie zur Ermittlung der passiven elektrischen Eigenschaften und zur lnterpretation von Meßdaten individueller Nadelbaumpollen eingesetzt. Die dielektrische Dispersion wurde in einem Frequenzbereich von 100 Hz bis 32 MHz in einem Medium niedriger Leitfähigkeit untersucht. Die Zellbewegung, induziert über rotierende elektrische Felder, gestattet Aussagen zur Vitalitä und Keirnfähigkeit einzelner Pollen in vitro und die Bestimmung von passiven elektrischen Parametern einzelner Kompartimente (Exine, Intine, Membran, Innenraum). Im Sinne einer angepaßten Beschreibung der Daten wurden die Berechnungen auf schalenförmig aufgebaute Rotationsellipsoide ausgedehnt. Die Unterschiede im Rotationsverhalten von vitalen und nichtvitalen Pollen werden im wesentlichen durch die Veränderung der Leitfähigkeit des Innenraumes 0,15 S/m auf 0,03 S/m und der Intine (3,5 mS/m auf 5,5 mS/m) sowie der Veränderung der Exine verursacht. Durch die passiven elektrischen Eigenschaften der Exine (geringe Leitfähigkeit und Dk) hat das Plasmalemma nur einen geringen Einfluß auf das Rotationsspektrum. Die an Einzelpollen gewonnenen Resultate wurden mit anderen Ergebnissen aus in uitro Tests - der Elektrolytfreisetzung, UV-Absorption, FDAFärbung - und aus in vivo Kreuzungsexperimenten verglichen und unterstützen diese Interpretation.
Schlagwörter: Elektrorotation, elektrische Permeabilität, Pollenvitalität. Waldbaumarten, Artunterschiede. Rotationsellipsoide.
