Effects of cotyledons and nitrate on the nitrogen assimilation ofPhaseolus vulgaris

Summary In an experiment performed under greenhouse conditions usingPhaseolus vulgaris cv. Carioca inoculated withRhizobium strain CO5, effects of cotyledons and mineral nitrogen on the initial process of nitrogen assimilation were evaluated. Plants were maintained intact or had either both or half of both cotyledons removed six days after planting. Levels of mineral nitrogen corresponded to the addition of 0 or 1.5 mg N/plant/day three days before each of the four harvests (8, 10, 12 and 14 days after planting). Cotyledon removal generally decreased nodule number and dry weight and total nitrogenase activity, although there was no effect on specific nodule efficiency, but the nitrate reductase activity was increased in both shoots and roots. Mineral nitrogen decreased nodulation and nitrogenase activity when applied 9 and 11 days after planting, but increased shoot and root nitrate reductase activity and total nitrogen incorporation, indicating that plants could be nitrogen limited during the initial period of growth.

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Resumen En un experimento realizado en invernadero conPhaseolus vulgaris, cv. Carioca, inoculado conRhizobium (cepa CO5) fue evaluado los efectos de los cotiledones y del nitrógeno mineral en el proceso inicial de la assimilación de N. Las plantas fueron mantenidas intactas o con la mitad o todos los cotiledones retirados a los 6 dias despues de la siembra (DDS). El N mineral fue aplicado en la dosis de 0 ó 1.5 mg N/planta/dia, 3 dias antes de cada una de los 4 casechas realizadas (8, 10, 12 y 14 DDS). La retirada de los cotiledones generalmente disminuyó el número y el peso seco de los nódulos y la actividad de la nitrogenase, mas não hubo influencia en la eficiencia específica de los nódulos. La actividad de la nitrato reductasa aumentó tanto en la parte aérea como en las raíces. El nitrógeno mineral disminuyó la nodulación y la actividad de la nitrogenasa cuando la aplicación ocurrió a los 9 y 11 DDS, mas aumentó la actividad de la nitrato reductasa de las raíces y de la parte aérea, asi como el contenido de N en la planta, indicando que estas podrian estar limitadas por nitrógeno en la fase inicial de crescimento.

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Résumé Dans une expérimentation réalisée dans les conditions de serre au moyen dePhaseolus vulgaris cv Carioca inoculée avec la souche CO5 deRhizobium, on a évalué les effets de cotylédons et de l'azote minéral sur le processus initial de l'assimilation azotée. Les plants ont été soit maintenus intacts soit amputés des deux ou de la moitié des deux cotylédons, 6 jours après la plantation. Les teneurs en azote minéral correspondaient à l'ajout de 0 ou 1.5 mg d'azote par plant et par jour, trois jours avant chacune des 4 récoltes (8, 10, 12 et 14 jours après la plantation). L'amputation de cotyledon diminue d'une manière générale le nombre de nodules, le poids sec et l'activité totale de nitrogénase, bien qu'il n'y ait aucun effet sur l'efficience spécifique de nodule mais l'activité de nitrate réductase était augmentée tant dans les pousses que dans les racines. L'azote minéral a déterminé la nodulation et l'activité de nitrogénase lorsque l'application avait lieu les 9ème et 11ème jours après la plantation, mais elle a augmenté l'activité de nitrate réductase chez les pousses et les racines ainsi que l'incorporation totale d'azote, indiquant par là que la plante pouvait être limitée en azote durant la période initiale de croissance.

     

Variation in N2 fixation,N and P contents of mycorrhizalVigna unguiculata in relation to the progressive development of extraradical hyphae ofGlomus mosseae

Summary Vigna unguiculata cv. 58–185 grown in a sterile Dek soil was inoculated withRhizobium sp. orRhizobium sp. plusGlomus mosseae. Response of the host plant to the treatments was estimated by periodic measurements of shoot and nodule dry weights, N₂ fixation (C₂H₂ reduction activity) and N and P contents up to the 50th day of the growth cycle. It was only 45 days after planting that shoot dry weight of dually inoculated plants differed significantly from that of plants inoculated withRhizobium sp. alone. Nodule dry weight and N₂ fixation of dually inoculated plants were significantly higher than those of plants inoculated withRhizobium sp. alone from day 20 after planting, but there was no significant difference in N content (%). During the first 20 days, shoot P content (%) of both sets of plants decreased progressively, P content of dually inoculated plants being lower than that of the others. Later, P content of dually inoculated plants increased rapidly whereas P content of the other plants remained constant. Increase in nodule dry weight, N₂ fixation and P content of dually inoculated plants corresponded to the onset of the development of the extra-radical hyphae ofGlomus mosseae. In the rhizosphere.

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Resumen Se cultivóVigna unguiculata cv. 58–185 en un suelo estéril tipo Dek, se inoculó conRhizobium sp. o conRhizobium sp. másGlomus mosseae. La respuesta de la planta huésped a los tratamientos se estudió midiendo periodicamente el peso seco de la parte aerea y de los nódulos, la fijación de N (actividad reductora de C₂H₂) y los contenidos de N y P hasta el 50° día del ciclo de crecimiento. La diferencia entre el peso seco de la parte aerea de las plantas con doble inoculación y aquellas inoculadas conRhizobium sp. unicamente, no fue significativa hasta 45 días despúés de la siembra. A los 20 días de la siembra tanto el peso seco de los nódulos como la fijación de nitrógeno de las plantas con doble inoculación eran significativamente superiores a los valores obtenidos para las plantas con soloRhizobium sp., aunque no se observaron diferencias en el contenido en N (%). Durante los primeros 20 días del ciclo el contenido en P (%) de ambos grupos de plantas disminuyó progresivamente, siendo los valores obtenidos por las plantas con doble inoculación inferiores a los de las demás. Más tarde el contenido en P de las plantas con doble inoculación aumentó rapidamente manteniéndose constante el de las demás. El incremento en el peso seco de los nódulos, en la fijación de N y en el contenido en P de las plantas con doble inoculación se correspondió con el inicio del desarrollo de las hifas extraradiculares deGlomus mosseae.

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Résumé On a inoculéV. unguiculata poussant dans un sol Dek stérile avecRhizobium etRhizobium plusGlomus mosseae. On a recherché la réponse de la plante-hôte à ces deux traitements en estimant périodiquement les poids des nodules et des parties aériennes de la plante, la fixation d'azote (activité réductrice de C₂H₂), les teneurs en N et P jusqu'au 50^e jour du cycle de végétation. C'est seulement au 45^e jour après la plantation que le poids sec des parties aériennes des plantes inoculées avec deux symbiotes (plantes doublement inoculées) diffère significativement de celui des plantes inoculées avec Rhizobium seul. Le poids sec des nodules et la fixation N₂ des plantes doublement inoculées sont significativement plus élevés que ceux des plantes inoculées avecRhizobium seul au 20^e jour après la plantation mais il n'y a pas de différence significative pour la teneur en N (%). Pendant les 20 premiers jours, la teneur en P (%) des parties aériennes des deux catégories de plantes décroit progressivement; la teneur en P des plantes doublement inoculées est plus faible que celle des plantes inoculées seulement avecRhizobium. Plus tard, la teneur en P des plantes doublement inoculées augmente rapidement tandis que celle des autres plantes reste constante. L'accroissement du poids sec des nodules, de la fixation d'azote et de la teneur en P observé chez les plantes doublement inoculées correspond au démarrage du développement des hyphes extra-radicales deGlomus mosseae dans la rhizosphère.

     

Effect ofRhizobium inoculation and the application of phosphate on the growth,yield and nitrogen fixation of soybeans

Summary Application of phosphate at 60, 90 and 120 kg P ha^–1 to the Bragg variety of soybeans inoculated with a mixture of three strains ofRhizobium japonicum (TAL 102 + TAL 377 + TAL 379) and grown in silty loam soil in a pot experiments, significantly improved the number of nodules per plant and increased production of shoots and roots by 65, 36 and 17%, the yield of pods by 38, 12 and 3% and N₂-fixing capacity by 57, 29 and 20%, respectively. Rhizobium inoculation alone with the test strains caused a positive but poor nodulation of the crop and increased its dry-matter production of shoots and roots by 22%, pods yield by 7% and N₂-fixing capacity by 6%. Soybean plants from uninoculated treatments were without nodules indicating that indigenous rhizobia associated with this crop are absent in the test soil. Phosphate concentration in the total dry matter of mature crop exhibited an increasing tendency as a result of all the applied levels of phosphorus.

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Resumen La adición de fosfato (60, 90, y 120Kg P ha^–1) a plantas de soja de la variedad Bragg inoculadas con una mezcla de tres cepas deRhizobium japonicum (TAL 102 + TAL 377 + TAL 379) cultivada en contenedores en un suelo arcillo-limoso, mejoró significativamente el número de nódulos por planta, aumentó la producción de tallos y raíces en un 65, 36 y 17%, el rendimiento de la cosecha en un 38, 12 y 3%, y la capacidad fijadora de N₂ en un 57, 29 y 20% respectivamente. La sola inoculación con las cepas deRhizobium ya mencionadas produjo una nodulación positiva aunque pobre del cultivo, incremetando la producción de tallos y raíces en un 22%, el rendimiento de la cosecha en un 7% y la capacidad fijadora de nitrógeno en un 6%. Las plantas de soja de los tratamientos no inoculados no tenían nódulos lo que indica que no habían rizobios específicos para esta planta en el suelo ensayado. La concentración de fosfato en la materia seca de las plantas maduras mostraba una tendencia a incrementarse como resultado de la aplicación de los distintos niveles de fosfato.

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Résumé L'application du phosphate à raison de 60, 90 et 120 kg en phosphore par hectare à la variété Bragg de soja inoculée avec un mélange de 3 souches deRhizobium japonicum (TAL 102, TAL 377 et TAL 379) et cultivée sur un sol gras limoneux dans des expériences en jarre de croissance, a augmenté de manière significative le nombre de nodules par plant et a augmenté la production des pousses et racines respectivement de 65, 36 et 17%, le rendement des cosses respectivement de 38, 12 et 3% ainsi que la capacité de fixer l'azote, respectivement de 57, 29 et 20%. L'inoculation seule avec les souches testées de Rhizobium a causé une nodulation positive mais faible de la plante, et a augmenté la production en matière sèche des racines et pousses de 22%, le rendement en cosses de 7% et la capacité de fixer l'azote de 6%. Les plants de soja dans les expériences sans inoculation ne présentaient pas de nodules, indiquant par là que les rhizobia endogènes associés avec cette plante étaient absents dans le sol expérimental. La concentation en phosphate dans la matière sèche totale de la plante mûre a marqué une tendance à l'augmentation comme suite aux applications du phosphore à tous les niveaux.

     

Effects of post-emergence inoculation on field grown soybeans

Summary Inoculation of soybean seed with rhizobia has traditionally been performed by applying the inoculum to seed immediately before planting. In some conditions, however, the application of rhizobia to seed may fail to give satisfactory nodulation. The hypothesis that such failure of seed inocuation might be remedied by inoculating field grown soybeans after planting (post-emergence inoculation) was tested at three locations which were free from native soybean rhizobia. Post-emergence inoculation treatments comprised inoculation at five, 10, 15 and 20 days after planting. The inoculation technique consisted of suspending peat-based inoculant at the recommended rate in water, and pouring this suspension over the planted rows. Satisfactory nodulation and plant growth were obtained following inoculation at five, 10 and 15 days after planting in the two areas where surface soil moisture was adequate. In another area where the soil surface was relatively dry at the time of inoculum application, nodulation was greatly reduced. Nodules formed following post-emergence inoculation were located mainly on lateral roots near the soil surface. Inoculation at 20 days after planting was, however, unsuccessful. With good rainfall seed yield obtained from seed-inoculated plants was not significantly different from those that were obtained from plants inoculated five or 10 days after planting. It seems, therefore, that failures of seed inoculation can be corrected by post-emergence inoculation within two weeks of planting, provided that surface soil moisture is adequate.

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Efectos de la inoculación post-emergencia de plantas de soja en campo

Resumen La inoculación de plantas de soja conRhizobium se ha venido realizado tradicionalmente mediante la inoculación directa de la semilla antes de la siembra. Este método puede, sin embargo, producir, a veces, una nodulación defectuosa. Se ha postulado que este fallow en la inoculación podría resolverse mediante la inoculación en el campo de las plantas de soja. A fin de comprobar la viabilidad de esta inoculación post-emergencia se realizaron ensayos en tres localidades libres deRhizobium nativo inoculando las plantas a los cinco, 10, 15 y 20 días despúes de la siembra. La técnica de inoculación utilizada consistió en suspender en agua la proporción adecuada de inóculo que se presentaba incorporado en turba. Dicha suspensión se utilizaba para regar les hileras de plantas a inocular. La nodulación y el crecimiento de las plantas fueron satisfactorios en los ensayos efectuados cinco, 10 y 15 dias despúes de la siembra en dos areas donde la humedad del suelo fue la adecuada; en la otra localidad la superficie del suelo estaba relativamente seca cuando se aplicó el inóculo y la nodulación se vió en este caso muy reducida. Los nódulos formados como consecuencia de esta inoculación post-emergencia se encontraron preferentemente en las raíces laterales cerca de la superficie del suelo. Las inoculaciones efectuadas dos días después de la siembra no dieron resultado en ningún caso. La cosecha obtenida de las plantas inoculadas directamente en semilla no fue significativamente distinta de la obtenida de las que fueron inoculadas en el campo cinco ó 10 días después de la siembra. Podemos pues concluir que les errores en la inoculación de semillas pueden corregirse mediante una inoculacion post-emergencia en el campo cinco ó 10 días después de la siembra. Podemos pues concluir que los errores en la humedad del suelo sea la adecuada.

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Les effets de l'inoculation post-émergence aux plantes de soja dans le champ

Résumé L'inoculation du soja par les rhizobiums s'effectue traditionellement en appliquant l'inoculum sur les graines immédiatement avant de les semer. Cependant, dans certaines conditions, cette méthode ne procure pas une nodulation satisfaisante. L'hypothèse qu'on puisse remédier à ces échecs en inoculant le soja dans le champ, après les semailles (inoculation post-émergence) a été téstée dans trois stations dépourvues de rhizobiums natifs. Les inoculations post émergence ont été effectuées cinq, 10, 15 et 20 jours après les semailles. La technique consiste à mettre en suspension aqueuse, dans les proportions recommandées le mélange d'inoculum et de tourbe. Cette suspension est répandue sur les rangées de plants. Une nodulation et une croissance végétale staisfaisantes ont été obtenues avec les inoculations pratiqueées cinq, 10 et 15 jours après les semailles dans deux parcelles où l'humidité du sol était adéquate. Dans une autre parcelle, où la surface était relativement sèche au moment de l'inoculation, la nodulation a été fortement réduite. Les nodules formés après inoculation post-émergence sont principalement situés sur des racines latérales, proches de la surface. L'inoculation pratiquée 20 jours après les semailles est inéfficace. Avec une bonne pluie, le rendement en soja obtenu par inoculation des graines n'est pas significativement différent de celui qu'on obtient avec les plantes inoculées cinq ou 10 jours après les semailles. Il semble, donc, que les échecs de l'inoculation des graines puissent être corrigés par une inoculation qui suivent les semailles, à condition, toutefois, que l'humidité superficielle du sol soit adéquate.

     

Response of groundnut (Arachis hypogaea L) toRhizobium inoculation in the field: Problems and prospects

Summary A successfulRhizobium inoculant strain needs to be more competitive than native soil rhizobia in forming nodules and to be effective in fixing nitrogen. Persistence of the strain from one season to the next will be an added advantage, since it eliminates the need to inoculate every season. Earlier studies indicated that groundnut,Arachis hypogaea, seldom responds toRhizobium inoculation in soils already containing rhizobia which nodulate groundnut. However, the results of seven years of research at ICRISAT have opened up the prospect of inoculating groundnut in such soils. These experiments indicate that inoculating with sufficient numbers of an effectiveRhizobium strain, NC 92, applied as a liquid slurry below the seed, increased yields of certain groundnut cultivars. Similar results were reported from other research centres in India. Inoculation with NC 92 for two consecutive seasons increased the proportion of nodules formed by this strain, from 25–32% in the first season to 41–54% in the second season, indicating that this strain can persist in the field for the following season. This paper also discusses results of experiments relating to host cultivar specificity and some possible problems in applying this information to farmers' fields. Strain NC 92 also produces a siderophore, an iron chelating compound, which may help in the iron nutrition of the plant.

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Resumen Respuesta del maní (Arachis hypogaeaL.)a la inoculación con Rhizobiumen el campo. Problemas y perspectivas.La inoculación conRhizobium para tener exito debe de realizarse con una cepa que sea competitivamente mejor que las cepas nativas del suelo en cuestión, en relación a la habilidad para formar nódulos y a la eficacia en la fijación de nitrógeno. La persistencia de la cepa de una temporada para otra es una caracteristica deseable ya que elimina la necesidad de reinocular cada temporada. Estudios previos indicaban que el maní (Arachis hypogaeae) raras veces responde a la inoculación conRhizobium en suelos que ya contienenRhizobium especificos. Sin embargo los resultados de siete años de investigaciones en ICRISAT han abierto nuevas perspectivas para la inoculación del maní en dichos suelos. Esta experiencias indican que la inoculación, en cantidades suficientes de una cepa deRhizobium eficaz (NC 92) aplicada en forma de liquido viscoso bajo la semilla incrementa el rendimiento de ciertos cultivars de mani. Resultados semejantes se han observado en otros centros de investigación en India.La inoculación de la cepa NC 92 durante dos años consecutivos incrementó la proporción de nódulos formados desde 25–32% en la primera temporada hasta 41–54% en la segunda indicando pues la persistencia de dicha cepa en el suelo de una a otra temporada. Este trabajo también evalua los resultados de investigaciones relacionando la especificidad del inóculo con la posible problemática que conlleva la aplicación de esta informacion por el agricultor.

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Résumé Réponse de l'arachide (Arachis hypogeaL.)à l'inculation de Rhizobiumdans les champs. Problèmes et perspectives.Pour être couronnée de succès, une souche deRhizobium inoculée doit supplanter les rhizobiums natifs du sol en ce qui concerne la formation de nodules et doit fixer l'azote efficacement. La persistance de la souche d'une saison à l'autre, rendant inutile la répétition saisonnière de l'inoculation, est un avantage supplémentaire. Des études antérieures ont montré que l'arachide (Arachis hypogea) ne répond que rarement à l'inoculation dans des sols contenant déjà des rhizobiums capables de noduler cette plante. Cependant, les résultats de sept années de recherches éffectuées à l'ICRISAT ont ouvert des possibilités quant à l'inoculation dans ce type de sols. Ces expériences montrent qu'une bouillie liquide d'une souche efficace deRhizobium (NC 92), répandue en quantité suffisante sous les graines, augmente le rendement de certains cultivars d'arachide. Des résultats similaires ont été rapportés par d'autres centres de recherches en Inde. L'inoculation de NC 92 pendant deux saisons consécutives a augmenté la proportion des nodules formés par cette souche de 25 à 32% pour la première saison, et de 41 à 54% pour la seconde, ce qui indique que cette souche peut persister dans le sol d'une saison à l'autre. Dans cet article sont également discutés les résultats d'expériences concernant la spécificité de l'hôte et quelques problèmes concernant l'utilisation de ces informations par les agriculteurs. La souche NC 92 produit aussi un sidérophore, agent complexant du fer pouvant jouer un rôle dans le métabolisme de ce métal chez la plante.

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Submitted as ICRISAT J. A. No. 475.     

Effets du chlorure de sodium sur la croissancein vitro,l'infectivité et l'efficience deRhizobium meliloti

Résumé La tolérance au chlorure de sodium de trois souches deRhizobium meliloti dont deux isolées de nodules de luzernes poussant en sols salins a été étudiée. Pour deux souches, la croissance est ralentie par 600 mmol/l de NaCl et inhibée par 750 mmol/l mais les bactéries restent vivantes. Une des souches isolées de sol salin se développe encore en présence de 750 mmol/l de NaCl. Avec 900 mmol/l de NaCl la croissance est inhibée et la viabilité altérée. Le sodium et le potassium intra-cellulaires ont été dosés. Les trois souches accumulent du K en présence de NaCl. La souche la plus tolérante au NaCl contient plus de Na et accumule moins de K que les autres souches. La germination des graines de deux luzernes (européenne et marocaine) est inhibée à partir de 0.5% et totale à 1.4% de NaCl pour la première, et à partir de 0.9% et totale à 2% de NaCl pour la seconde. Les trois souches deR. meliloti infectent de jeunes plantes de luzerne en présence de 1.5% de NaCl et les nodules formés contiennent des bactéroïdes d'aspect normal. Cependant les nodules restent blancs à partir de 1% de NaCl et les plantes sont moins développées. L'activité nitrogénasique mesurée sur ces plantes nodulées en présence de NaCl est ralentie à partir de 0.4% de NaCl, très faible avec 1% et totalement inhibée avec 1.5%. La plante-hôte et par suite l'activité fixatrice symbiotique semblent ainsi plus sensibles au NaCl que la bactérie elle-même.

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Effect of sodium chloride on in vitro growth, infectivity and effectiveness of Rhizobium meliloti

Summary The tolerance to sodium chloride shown by three strains ofRhizobium meliloti, two of them isolated from nodules of lucerne cultivated in a saline soil, was studied. The growth of two strains is slowed by NaCl at 600 mmol/l and inhibited at 750 mmol/l, but the bacteria remain visible. One of the strains isolated from saline soil grows in the presence of 750 mmol/l NaCl. With NaCl at 900 mmol/l the growth is inhibited and viability impaired. The intracellular concentrations of Na and K has been determined. All three strains accumulate K in the presence of NaCl. The most tolerant strain contains more Na and accumulates less K than the other two. The germination of seeds of two varieties of lucerne (European and Moroccan) is inhibited at 0.5% and suppressed completely at 1.5% NaCl for the first variety, and inhibited at 0.9% and suppressed at 2% NaCl for the second. In the presence of 1.5% NaCl the threeR. meliloti strains infect the young lucerne plants and the nodules formed certain morphologically normal bacteroids. With 1% NaCl, however, the nodules are colourless and the plants are less well developed. Nitrogenase activity measured on plants nodulated in the presence of NaCl is decreased at 0.4%, very weak at 1% and inhibited completely at 1.5% NaCl. Therefore, the host plant and the symbiotic nitrogen fixation process appear to be more sensitive to NaCl than are the bacteria themselves.

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Efecyo del cloruro sodico en el crecimiento in vitro, la infectividady la eficacia de Rhizobium meliloti

Resumen Se ha estudiado la tolerancia al cloruro sódico de très cepas deRhizobium meliloti, dos de ellas aisladas de nodulos de alfalfa cultivada en suelos salinos. La presencia de NaCl a concentración de 600 mmol/l disminuye la velocidad de crecimiento de dos de las cepas, quedando este totalmente inhibido en 700 mmol/1. La bacteria, permanece, sin embargo, viable. Una de las cepas aisladas del suelo salino crece incluso en presencia de 750 mmol/1 de NaCl y su crecimiento no se inhibe hasta llegar a una concentración de 900 mmol/l quedando noobstante disminuida la viabilidad de la bacteria. Se han determinado las concentraciones intracelulares de Na y K observandose que las tres cepas acumulan K en presencia de NaCl. La cepa m tolerante a la salinidad contiene más Na y acumula menos K que las otras dos. Se ha estudiado la germinación de dos variedades de semillas de alfalfa: europea y marroquí. La germinación de la variedad europea es inhibida parcialmente a 0.5% NaCl y completamente a 1.5%. En la variedad marroquí la inhibición parcial occure a 0.9% y la supresión de la germinación a 2% de NaCl. En presencia de 1.5% de NaCl las tres cepas deR. meliloti infectan las plantulas de alfalfa formando nódulos que contienen bacteroides morfologicamente normales. A pesar de ello in 1% de Na Cl los nódulos son incoloros y las plantas no se desarrollan tan bien. En plantas que han nodulado en presencia de NaCl la actividad nitrogenasa disminuye a 0.4%, es muy debil a 1% y esta inhibida totalmente a 1.5% de NaCl. De todo ello podemos concluir que la planta húesped y el proceso de fijación simbiótico de nitrógeno parecen ser más sensibles al cloruro sódico de lo que lo son las bacterias por sí mismas.

     

Relationship between nitrogen fixation and mycorrhiza

Summary Since the discovery of mycorrhizal symbiosis 100 years ago, its role in the nitrogen metabolism of plants has received much attention. In early literature there are numerous reports of the fixation of atmospheric nitrogen by mycorrhizal fungi. N-fixation has been suggested in most kinds of mycorrhizal systems, i.e. ectomycorrhizal forest trees, orchids, Ericales, and VA-mycorrhizal plants. Today, however, it is generally accepted that only procaryotic organisms can fix atmospheric nitrogen and that both ecto- and endomycorrhizal fungi lack this capacity. Many vascular plants possess both mycorrhizae and N-fixing symbiotic organs. This group includes legumes with rhizobial nodules and non-legumes with actinorrhizal nodules. Mycorrhizae of such systems can be either ectotrophic or endotrophic, or both. Nitrogen fixation in forests and other natural ecosystems has recently been attributed mainly to associative-symbiotic bacteria, i.e. bacteria living in the rhizosphere or close proximity of plant roots. Since the roots, in fact, are usually also infected by mycorrhizal fungi, a new concept of mycorrhizosphere has been introduced. Relationships between mycorrhizal fungi and N-fixing bacteria of the mycorrhizosphere are poorly known. N-fixing bacteria have been found even inside the fungal mantle of ectomycorrhizae.

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Resumen Desde el descubrimiento de la simbiosis micorrízica hace 100 años su papel en el metabolismo nitrogenado de las plantas ha recibido una atención preferente. En la literatura más antigua peuden encontrarse numerosas referencias relacionadas con la fijación de nitrógeno atmosférico por hongos micorrízicos. La fijación de nitrógeno ha sido sugerida una y otra vez para la mayoría de sistemas micorrízicos (ectomicorrizas de árboles, orquídeas, ericaceas y plantas con micorrizas VA). Hoy en día se acepta, sin embargo, que en términos generales tan solo organismas procariotas son capaces de fijar nitrógeno atmosférico y por lo tanto los hongos tanto ecto como endo-micorrízicos no pueden tener dicha propiedad. Un gran número de plantas poseen a la vez micorrizas y organismos simbióticos de fijación de N. Estas incluyen las leguminosas con nódulos deRhizobium y no leguminosas con nódulos actinorrízicos. Las micorrizas de dichas sistemas pueden ser ecto o endotróficas o ambos tipos a la vez. La fijación de nitrógeno en bosques y otros ecosistemas naturales ha sido recientemente atribuida principalmente a bacterias de tipo asociative-simbiótico, es decir bacterias que viven en ia rizosfera o en las cercanías de las raíces de las plantas. Debito a que las raíces, de hecho, estan al mismo tiempo infectadas por hongos micorrízicos, un nuevo concepto, la micorrizofera ha sido acieñado. Las relaciones entre hongos micorrízicos y bacterias fijadoras de N son poco conocidas. Se han encontrado bacterias fijadoras de N todavia dentro el manto fúngico de las ectomicorrizas.

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Résumé Depuis la découverte de la symbiose mycorhizienne, il y 100 ans, son rôle dans le métabolisme azoté des plantes a reçu beaucoup d'attention. Dans la litérature ancienne, on trouve beaucoup de rapports sur la fixation de l'azote atmosphérique par les champignons des mycorhizes. La fixation de N été suggérée pour la plupart des systèmes de mycorhizes, c'est à dire pour les ectomycorhizes des arbres forestiers, des orchidées, des Ericales, et pour les plantes à mycorhizes yésiculaires-arbusculaires (VA). Aujourd'hui, cependant, il est généralement reconnu que neuls les organismes procaryotes peuvent fixer l'azote atmosphérique et que, par conséquent, les champignons des ecto- et endo-mycorhizes sont dépourvus de cette aptitude. Un grand nombre de plantes vasculaires possèdent à la fois des mycorhizes et des organes symbiotiques fixant l'azote. Ce groupe comprend les légumineuses à nodules rhizobiens et des nonlégumineuses à nodules actinorhiziens. Les mycorhizes de ces systèmes peuvent être ecto- ou endo-trophiques ou les deux à la fois. La fixation de l'azote dans les forêts et d'autres écosystèmes naturels a récemment été attribuée aux bactéries associatives-symbiotiques, c'est à dire à des bactéries vivant dans la rhizosphère où en proximité étroite avec les racines des plantes. Comme les racines, en fait, sont en même temps inféctées par des champignons mycorhiziens, un nouveau concept de la mycorhizosphère s'est introduit. Les relations entre champignons des mycorhizes et bactéries fixatrices de l'azote sont mal connues. On a trouvé des bactéries fixatrices à l'intérieur même du manteau fongique des ecto-mycorhizes.

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Invited paper presented at the VII International Conference on the Global Impacts of Applied Microbiology, Helsinki, 12-16.8.1985. Session 10.     

Scientists' judgements of the prospects for biological nitrogen fixation research

Summary More than 100 scientists responded to a mail survey concerning prospects for 33 technological developments related to biological nigrogen fixation. Respondents anticipated that most of the hypothesized developments in the legume/Rhizobium and rice/Azolla areas would occur in the next 10 years, while generally developments in nitrogen-fixing cereals and other research would occur later. An additional 28 technological advances were suggested by respondents. Scientists responded that the increasing cost of chemical fertilizer was the major driving force, lack of trained extension workers the major constraint, and research funding the most important issue concerning the development and adoption of the technology.

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Resumen Más de 100 científicos han contestado a una encuesta por correo sobre las perspectivas de 33 avances tecnológicos relacionados con la fijación biológica de nitrógeno. Los encuestados anticiparon que la mayor parte de los hipotéticos avances en los temas: leguminosas/Rhizobium y arroz/Azolla ocurrirían en los próximos 10 años, mientras que descubrimientos en cereales fijadores de nitrógeno y otros temas afines ocurrirían más tarde. Los encuestados sugirieron además otros 28 posibles avances tecnológicos. Los científicos identificaron la carestía de los fertilizantes como el motivo más importante que impulsa la investigación en estas areas, señalaron la falta de extensionistas cualificados como el mayor problema y la financiación de la investigación como la cuestión más importante para el desarrollo e implementación de neuvas tecnologías.

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Résumé Plus de 100 scientifiques ont répondu à une enquête menée par courrier et concernant la perspective de 33 développements technologiques relatifs à la fixation biologique de l'azote. Ces scientifiques anticipent que la plupart des développements prévus par hypothèse dans domaines des interractions légumes-Rhizobium et riz/Azolla vont se réaliser dans les 10 prochaines années, tandis que d'une manière plus générale, les développements dans les céréales fixatrices d'azote et d'autres domaines de recherche, vont se réaliser plus tard. Ces scientifiques suggèrent en outre 28 développements technologiques supplémentaires. Ils ont fait savoir que le coût accru de fertilisants chimiques était la force motrice principale, que le manque d'ouvriers qualifiés d'entretien était la contrainte principale et que la subsidation de la recherche était l'objectif le plus important pour le développement et la popularisation de cette technologie.

     

Survival ofRhizobium trifolii in soil following inoculation of arrowleaf clover

Summary Arrowleaf clover (Trifolium vesiculosum Savi) is an annual forage legume that is sown in south-eastern USA when temperature and moisture conditions may not be suitable for survival of inoculant rhizobia. Survival of two antibiotic-resistant strains of rhizobia on seed or quartz particles was evaluated under controlled conditions in the laboratory. At 30°C and 75% r.h., lime coating of inoculated seed, soil pH (4.2 and 6.7), and surface or subsurface sowing of inoculated seed did not significantly (P = 0.05) affect the survival of either rhizobial strain. The use of gum arabic as an inoculant adhesive resulted in better rhizobial survival than sucrose or water, but even with gum arabic treatment the population of strain 162Y10 declined fromc. 10,000/seed to less than ten/seed in six days. Survival of strain 162Y15 appeared better andc. 200 rhizobia/seed survived for six days. When inoculated seed were incubated at 45°C, soil pH, method of sowing, lime coating of the seed, and r.h. (75% and 100%) did not influence rhizobial survival. The gum arabic adhesive enhanced survival over the use of sucrose but survival was still poor. No viable rhizobia were detected after two days of incubation. High r.h. (100%) and 30°C favoured survival and growth of both rhizobial strains when inoculated onto quartz particles placed on, or mixed into, soil at pH 4.2. Coating inoculated quartz particles with lime increased the growth of rhizobia under these conditions, but sucrose and gum arabic were equally effective as inoculant adhesives.

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Resumen Supervivencia de Rhizobium trifoliien el suelo después de la inoculación de trébol El trébol en punta de flecha arrowleaf (Trifolium vesiculosum Savi) es una leguminosa de forraje anual que se siembra en el S.E. de EUA en un periodo en el cual las condiciones de humedad y temperatura no suelen ser las adecuadas para la supervivencia de inóculo deRhizobium. La supervivencia en semillas o partículas de cuarzo de dos cepas deRhizobium resistentes a antibiôticos se evaluó bajo condiciones controladas en laboratorio. A 30°C y 75% de humedad relativa, ni el recubrimiento con cal de la semilla inoculada, ni la profundidad de la siembra (en superficie o no) ni el pH del suelo (4.2 y 6.7) alteraron significativamente la supervivencia de las dos cepas estudiadas. El uso de goma arábiga como adhesivo para el inóculo comparado con el uso de sucrosa o agua mejoró la supervivencia delRhizobium. Sin embargo incluso con el tratamiento con goma arábiga la población de la cepa 162Y10 declinó desde 10000/semilla hasta valores inferiores a 10/semilla en seis días. La cepa 162Y15 pareció tener mejor supervivencia y 200Rhizobium por semilla sobrevivieron a los seis días. Cuando las semillas inoculadas se incubaron a 45°C, el pH del suelo, el encalado de la semilla y la humedad relativa (75 y 100%) no influenciaron la supervivencia deRhizobium. El uso de goma arábiga mejoró relativamente la supervivencia aunque esta fue pobre de todos modos. No se detectaronRhizobium viables después de un periodo de incubación de dos días. Una elevada humedad relativa (100%) y una temperatura de 30°C favorecieron la supervivencia de ambas cepas cuando estas se inocularon en particulas de cuarzo, las cuales se situaron o, alternativamente, se mezclaron con suelo a pH 4.2. El recubrimiento con cal de las particulas de cuarzo inoculadas favoreció el crecimiento deRhizobium annque tanto sucrosa como goma arábiga fueron igualmente efectivos como adhesivos para el inóculo.

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Résumé Survie dans le sol de Rhizobium trifoliiaprès inoculation de trèfle sagittaire Le trèfle sagittaire (Trifolium vesiculosum Savi) est une légumineuse annuelle fourragère cultivée dans le Sud-Est des USA à une période de l'année où les conditions de température et d'humidité peuvent ne pas convenir à la survie de rhizobiums inoculés. La survie de deux souches de rhizobiums résistants aux antibiotiques sur des graines ou sur des particules de quartz a été evaluóe au laboratoire, dans des conditions contrôlées. A 30°C et r.h. 75%, l'enrobage dans la chaux des graines inoculées, le pH du sol (4, 2 et 6, 7) et le semis, soit en surface, soit recouvert, ne modifient pas significativement (P = 0,05) la survie des deux souches de rhizobiums. L'emploi de gomme arabique comme adhésif de l'inoculum assure une meilleure survie des rhizobiums que le saccharose ou l'eau. Mais, même avec la gomme arabique, la population de la souche 162Y10 décroit en six jours de 10,000 à moins de dix cellules par graine. La survie de la souche 162Y15 semble meilleure: 200 cellules survivantes par graine au bout de six jours. Lorsque les graines inoculées sont incubées à 45°C, le pH du sol, la méthode de semis, l'enrobage de la graine dans la chaux et le r.h. (75 et 100%) n'ont pas d'influence sur la survie des rhizobiums. La gomme arabique améliore la survie mieux que le saccharose, mais trés faiblement. Après deux jours d'incubation, on ne trouve plus de rhizobiums viables. Un r.h. élevé (100%) et une température de 30°C améliorent la survie et la croissance des deux souches de rhizobiums lorsque celles-ci sont inoculées sur des particules de quartz ou mélangées au sol à pH 4, 2. L'enrobage par la chaux des particules de quartz inoculées accroit la survie des rhizobiums dans ces conditions, mais le saccharose et la gomme arabique sont aussi efficaces somme agents d'adhésion de l'inoculum.

     

MIRCENs: Mechanism for international co-operation in applied microbiology and biotechnology

Summary In order that developing countries reach industrial parity with the technologically advanced societies, international co-operation utilizes the twin vehicles of bilateral and multilateral assistance, which are built around the cornerstone of technology transfer. Broadly speaking, technology transfer from North to South has mirrored goals and technological growth patterns that are common to the industrialized societies. A factor often overlooked is the direct local participation of local scientists vis-à-vis local decision-makers, in the various stages of developing, implementing and maintaining sustained self-reliant and self-developed technological growth. The evolution, the achievements and the future prospects of the MIRCEN—a global network of core-MIRCEN laboratories and their regional networks, along with those in the industrialized societies, self-recommends itself as an apt mechanism for national development and international co-operation in applied microbiology and biotechnology.

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Resumen Para que los países en desarrollo alcancen la igualdad con sociedades tecnológicamente más avanzadas, la cooperación internacional utiliza la asistencia uni y/o bilateral que se articula en torno a la transferencia de tecnología. En términos generales, las transferencias tecnológicas Norte-Sur han reflejado objetivos y modelos de crecimiento tecnológico comunes a los de las sociedades industrializadas. Un factor, a menudo olvidado, es la participación directa de científicos junto con los responsables locales en la toma de decisiones, durante los distintos estadios de desarrollo, aplicación y mantenimiento de un crecimiento tecnológico autosuficiente y desarrollado localmente. La evolución, resultados y proyectos de futuro de los MIRCENs, formados por una red global de centros-nucleo MIRCEN con su correspondiente red regional, hacen que estos se constituyan en un mecanismo idoneo para el desarrollo nacional y la cooperación internacional.

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Résumé Dans l'intention d'aider les pays en voie de développement à atteindre la parité avec les sociétés technologiquement avancées, la coopération internationale a recours à des assistances à la fois bilatérales et multilatérales, établies autour de la pierre angulaire que sont les transferts de technologie. Les transferts de technologie du Nord vers le Sud reflètent en gros les objectifs et les progrès technologiques des sociétés industrialisées. Un facteur souvent négligé est le concours direct que les scientifiques locaux peuvent apporter aux décideurs de leur pays, et cela aux différents stades du développement, de la mise en oeuvre et de la maintenance des réalisations biotechnologiques locales. L'évolution, les réalisations pratiques et les perspectives d'avenir des MIRCEN-réseau mondial de laboratoires MIRCEN proprement dits, associés à des groupes régionaux et à des laboratoires des sociétés industrialisées—se révèle constituer un mécanisme approprié pour promouvoir les développements nationaux et la coopération internationale en microbiologie appliquée et en biotechnologie.

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Invited paper presented at the VII International Conference on the Global Impacts of Applied Microbiology, Helsinki, 12–16.8.1985. Session 2     

The potential of biotechnology for developed and developing countries

Summary The extraordinary developments occurring in biotechnology throughout the world will lead to significant changes in world commerce, as well as in human health and welfare. A few dramatic advances have already been made in medical and agricultural biotechnology. Production of vaccines employing recombinant DNA methods is one example of the potential for genetic engineering applications in the treatment of hereditable and communicable diseases. Lesser understood, but with equally dramatic promise, is marine biotechnology, an example where the excellent possibilities for industry applications in both developing and developed countries can be elucidated. Recent successes in the cloning of growth hormone genes in salmon and other important genes and gene complexes in fin fish and shellfish promise major changes in production of commercially important fish and shellfish. Pharmacologically active compounds from marine animals and plants can now be harvested effectively, using biotechnology. Specialty chemicals and enzymes with unusual properties, unique to the marine environment, with potential for industrial applications, are being discovered. Thus, new products and new markets appear on the horizon. What has changed the picture significantly is the ready access which is now available to these new materials and compounds by the application of the methods of genetic engineering. No longer is it necessary to depend on sustained harvest, which may be subject to vagaries of weather or climate. By means of genetic engineering, genes coding for economically desirable traits can be cloned and those systems established in the laboratory in controlled culture and production. The enormous natural resources of developing countries cannot be productively harnessed by the developing countries themselves, since the industrial resources needed for the technology and the trained intellectual potential are not in abundant supply. Partnerships between developed and developing countries should be established so that the benefits of biotechnology can be achieved by both. An important role for applied microbiology, thus, is described and a dramatic impact at the global level can be predicted if effective biotechnology partnerships between the developing and developed countries of the world are created.

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Resumen El extraordinario desarrollo de la biotecnología en todo el mundo va a generar importantes cambios tanto en el comercio mundial como en la salud y bienestar de la humanidad. En las áreas de biotecnología médica y agrícola se han realizado importantes progresos. Un ejemplo de las posibilidades de la ingeniería genética en el tratamiento de enfermedades hereditarias y contagiosas es la produccion de vacunas utilizando técnicas de recombinación de ADN. La biotecnología marina es un área menos conocida pero no por ello con menos posibilidades de aplicaciones industriales tanto en países en desarrollo como en los desarrollados. Los éxitos obtenidos recientemente en la clonación de genes que codifican para las hormonas de crecimiento del salmón, así como de otros genes y conjuntos de genes de distintos peces y moluscos, suponen cambios importantes en la producción comercial de pescados y mariscos. Compuestos farmacológicamente activos procedentes de plantas y animales marinos pueden ahora cosechar se más eficientemente gracias a la biotecnología. Se estan descubiendo compuestos químicos y enzimas con propiedades especiales, unicas en el ambiente marino, cuya aplicación industrial tiene un futuro prometedor. Así pues, nuevos productos y nuevos mercados aparecen en el horizonte. La facilidad de acceso ahora disponible a estos nuevos materiales y compuestos, mediante la aplicación de los métodos de la ingeniería genética, ha cambiado significativamente el panorama. Ya no se ha de depender de cosechas sujetas a las variaciones del tiempo y del clima. Mediante la ingeniería genética los genes que codifican para características económicamente deseables pueden clonarse y los sistemas así obtenidos establecerse en laboratorio en condiciones de cultivo y producción controladas. La cantidad de recursos naturales que poseen los países en desarrollo no pueden ser utilizados productivamente por ellos mismos debido a la escasez de desarrollo tecnológico y potencial intelectual de los mismos. Deberián establecerse colaboraciones entre países en desarrollo y países desarrollados de manera que tanto unos como otros puedan beneficiarse de los progresos en biotecnología. Es este un papel importante que puede tener la microbiología aplicada y se puede predicir, a nivel global, un enorme impacto si se crean colaboraciones eficientes entre países en desarrollo y países desarrollados.

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Résumé Les extraordinaires développements de la biotechnologie dans le monde modifieront de façon significative le commerce mondial, aussi bien que la santé et le bien-être de l'homme. Des progrès considérables ont déjà été accomplis dans le domaine de la technologie médicale et agricole. La production de vaccins par les méthodes de l'ADN recombinant est un exemple du potentiel du génie génétique pour le traitement des maladies héréditaires et transmissibles. On connait moins le potentiel tout aussi considérable de la biotechnologie marine où on trouve d'excellents exemples d'applications industrielles réalisables aussi bien dans le pays développés que dans les pays en voie de développement. Les succès récents, obtenus par clonage des gènes d'hormones de croissance chez le saumon et par clonage d'autres gènes et groupes de gènes chez les poissons et les crustacés, laissent prévoir des changements majeurs dans le domaine de la production des poissons et crustacés d'intérêt commercial. Grâce à la biotechnologie, des composés pharmacologiquement actifs peuvent être obtenus à partir d'animaux et de végétaux marins. Des produits chimiques et des enzymes doués de propriétés nouvelles et spécifiques au milieu marin ont été découverts et sont suscéptibles d'applications industrielles. Ainsi, de nouveaux produits et de nouveaux marchés pointent à l'horizon. Ce qui a changé le tableau de façon décisive, c'est la facilité avec laquelle ces nouvelles substances peuvent être obtenues par les méthodes du génie génétique. Il n'est plus nécessaire d'avoir recours à des récoltes exposées aux aléas climatiques. Les gènes codant pour des caractères économiquement désirables peuvent être clonés au laboratoire et utilisés pour une production en cultures contrôlées. Faute de disposer des moyens technologiques et du potentiel scientifique nécessaires, les pays en voie de développement ne peuvent pas utiliser par eux-mêmes leurs énormes ressources naturelles. Des coopérations entre pays développés et moins développés doivent s'établir de façon à ce que la biotechnologie soit mutuellement profitable. La biotechnologie aura ainsi un rôle important et dont on peut attendre des effets considérables à l'échelle mondiale, à condition toutefois d'instituer une coopération effective entre les pays hautement industrialisés et le Tiers Monde.

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Invited paper presented at the VII International Conference on the Global Impacts of Applied Microbiology, Helsinki, 12–16.8.1985. Opening Session     

Impact ofBacillus thuringiensis on pest control with emphasis on genetic manipulation

Summary This paper will bringBacillus thuringiensis (B.t.) into scientific and industrial perspective, then look at the future, particularly at genetics. Since its discovery in 1911,B.t. has had fluctuating impacts on science and on the pest control industry. In the late 1950s, impact on industry was expected because of the great advantages possessed byB.t.. These include its safety for man and wild life, specificity to important groups of insect pests and rapid action due to the unique crystals of toxic protein formed at sporulation. Toxins in these crystals were new to science. However, many constraints—largely unrealised—resulted in its usage increasing unevently, although exponentially, to its present level of several thousand tons per year. Among the most important constraints are its failure to spread in insect infestations and the action of the crystal toxins only as larvicidal stomach poisons, so that application has to be even and frequent. The moderate and variable potency of early products made their use expensive. By 1972, wide ranging research into constraints increased efficacy ofB.t. byca. 100-fold against the commonest assay species,Trichoplusia ni. Industry adopted one very good strain, HD-1. Later, an organised International Selection Programme revealed strains up to 60-fold more potent than HD-1 against certain pests. Studies on the chemistry and modes of action of the crystal toxins explained many differences, indicating how genetic manipulation might lead to dramatic progress. Up to 1980, manipulation ofB.t. was laborious. In two years, single genes encoding toxins were found on plasmids and a conjugation-like process was discovered that effected plasmid exchange at high frequencies, so recombinants could be screened directly by insect bioassay. Strains were tailored with greater potency and/or a better host range than HD1: some were patented. Progress inB.t. has been almost comparable to that in the production of antibiotics. Genetic engineering withB.t. began with the cloning and expression of toxin gene in other bacteria. From these, it can be inserted directly into bacteria inhabiting plant rhizospheres, with the aim of killing root feeding caterpillars. Using further vectors, a gene has been transferred to and expressed in the tobacco plant, making the plant toxic to caterpillars. In future, sequencing ofB.t. DNA should permit more precise insertions into more microorganisms and plants. The very powerful promoter sequence of the toxin gene might be used to improve yields of products of other bacteria beyond the realm of insect control. Recent phases ofB.t. research have had strong impact on science, and industry should increasingly reap benefits from it. However, there are many problems in the developent of industrial products and some ideas may fail at various stages.

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Resumen Este trabajo pretende poner aBacillus thuringiensis (B.t.) en perspectiva tanto en el campo científico como en el industrial para luego contemplar su posible futuro, especialmente en cuanto hace referencia a su ingeniería genética. Desde su descubrimiento en 1911,B.t. ha tenido una serie fluctuante de impactos en el campo científico y en la industria relacionada con el control de plagas. A finales de los años 50 se preveía su impacto industrial a causa de las grandes ventajas que poseíaB.t. que incluyen su seguridad para el hombre y la vida silvestre, especificidad para importantes grupos de plagas de insectos y una acción rapida debido a la singularidad de los cristales de proteina tóxica formados durante la esporulación. Las toxinas de estos cristales eran nuevas para la ciencia. Sin embargo, muchas dificultades no percibidas en su tiempo han resultado en un incremento, aunque exponencial, desigual en el uso deB.t. hasta llegar a los niveles actuales de varios miles de toneladas al año. Entre los problemas mas importantes esta el fracaso en conseguir la propagación de la infestación y la limitación de la toxina de los cristales que actua solo como veneno estomacal de las larvas, lo que conlleva la necesidad de aplicaciones regulares y frecuentes. La escasa y variable efectividad de los productos iniciales hizo que su uso fuera costoso. En 1972 un amplio estudio acerca de estos problemas incrementó unas 100 veces la eficacia deB.t. contraTrichoplusia ni., la mas común de las especies utilizadas en las pruebas de laboratorio. La industria adoptó una cepa muy buena, la HD-1. Mas tarde la organización de un Programa de Selección Internacional reveló la existencia de cepas hasta 60 veces mas potentes que HD-1 contra determinadas plagas. Estudios de la estructura química y de los mecanismos de acción de estas toxinas explicaron muchas de las diferencias encontradas, indicando como la manipulación genética podía conducir a importantes progresos. Hasta 1980 la manipulación deB.t. fue laboriosa. En dos años se encontraron en plásmidos genes individuales codificando toxinas y se descubrió un proceso similar a una conjugación que efectuaba un intercambio de plásmidos a altas frecuencias, pudiendose, por lo tanto, probar los recombinantes directamente, mediante bioensayos con insectos. Se crearon cepas con mayor potencia y/o un mayor rango de huespedes que HD-1, algunas fueron patentadas. El progreso enB.t. ha sido casi comparable al de la producción de antibióticos. La ingeniería genética conB.t. empezó por la clonación y expresión del gen que codifica para la toxina en otras bacterias. A partir de estas el gen puede insertarse directamente en bacterias que viven en la rizosfera de las plantas con el propósito de mater orugas que se alimentan de raices. Utilizando otros vectores un gen ha sido transferido y expresado en plantas de tabaco, convirtiendo a la planta en toxica para las orugas. En el futuro la posibilidad de secuenciar ADN deB.t. permitirá inserciones mas precisas en un mayor numero de microorganismos y plantas. La secuencia del promotor del gen de la toxina podría ser empleada para mejorar la producción de determinadas sustancias por bacterias sin relación con el control de plagas. Recientes progresos en el estudio deB.t. han causado un fuerte impacto en distintos campos científicos y la industria debería incrementar sus beneficios a partir de ellos. Sin embargo, el desarrollo de productos industriales presenta muchos problemas y la realización de algunas ideas puede fallar en distintos estadíos.

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Résumé Ce travail a pour but d'analyser les perspectives scientifiques et industrielles deBacillus thuringiensis (B.t.) et comporte, en outre, des prévisions concernant plus particulièrement la génétique. La découverte deB.t. en 1911 s'est répercutée de façon fluctuante sur la science et sur l'industrie des insecticides. A la fin des années 50, on s'attendait, du fait des grands avantages que présenteB.t., à d'importantes répercussions industrielles. Ces avantages comprennent l'inocuité pour l'homme et la vie sauvage, la spécificité à l'égard de groupes importants d'insectes nuisibles et la rapidité d'action des cristaux de protéine toxique formés pendant la sporulation. Les toxines de ces cristaux constituaient une nouveauté scientifique. Cependant, plusieurs contraintes—la plupart imprévues—ont eu pour conséquence que les applications pratiques ne se sont développées que de façon irrégulière, bien que exponentiellement, jusqu'au présent niveau d'une production de quelques milliers de tonnes par an. Parmi les contraintes les plus importantes figurent l'absence de propagation spontanée dans les populations d'insectes traitées, et la fait que les cristaux toxiques n'agissent que comme un larvicide à action stomacale, de telle sorte que les traitements dans la nature doivent être homogènes et fréquents. L'efficité médiocre et variable des premiers produits rendait leur emploi onéreux. Vers 1972, les vastes recherches entreprises sur ces contraintes ont accru l'efficacité deB.t. d'environ 100 fois à l'égard de l'espèce la plus souvent utilisée pour les tests,Trichophusia ni. L'industrie a adopté la trés bonne souche HD-1. Ultérieurement, un Programme International de Sélection a mis en évidence des souches qui sont jusqu'à 60 fois plus actives que HD-1 à l'égard de certains insectes nuisibles. Des études sur la chimie et les modes d'action des cristaux toxiques ont expliqué beaucoup de points et montré comment les manipulations génétiques peuvent conduire à des progrès sensationnels. Jusqu'à 1980, la manipulation deB.t. était laborieuse. En deux ans, des gènes isolés codant pour les toxines ont été trouvés sur des plasmides et il a été découvert un processus de conjugaison, réalisant à haute fréquence des échanges de plasmides, de sorte qu'il a été possible de trier directement les recombinants par essais sur insectes. Des souches ayant une activité plus puissante et/ou un spectre d'hôtes meilleur que HD-1 ont été construites et certaines ont été brevetées. Le progrès réalisé avecB.t. est preque comparable à celui obtenu pour la production des antibiotiques. Les manipulations génétiques avecB.t. ont commencé par le clonage et l'expression d'un gène de toxine dans d'autres bactéries. A partir de celles-ci, le gène peut être transféré directement à des bactéries vivant dans la rhizosphère des plantes, ceci dans le but de tuer les chenilles qui se nourissent aux dépens des racines. En employant d'autres vecteurs, une gène de toxine a été transféré au tabac et s'y est exprimé, rendant ainsi la plante toxique pour les chenilles. A l'avenir, le sequençage de l'ADN deB.t. dervait permettre des insertions plus précises dans un plus grand nombre de micro-organismes et de plantes. Le très puissant promoteur du gène de la toxine pourrait aussi, en dehors du domaine de la lutte contre les insectes, être utilisé pour améliorer le rendement des produits d'autres bactéries. Toutefois, il persiste encore beacoup de problèmes au sujet du développement des produits industriels, et certaines idées peuvent échouer à divers stades.

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Invited paper presented at the VII International Conference on the Global Impacts of Applied Microbiology, Helsinki, 12–16 August 1985. Session 8.     

Identification of inoculant strains and naturalized populations ofRhizobium leguminosarum bvtrifolii using complementary methodologies

Introduced clovers (Trifolium repens andTrifolium subterraneum) fall to persist more than two years in Uruguayan improved pastures. Three strains of naturalizedRhizobium leguminosarum bvtrifolii, isolated from persistent clover pastures inoculated several years ago, and two commercial inoculant strains have been identified. Serological techniques (enzyme-linked immunosorbent assay—ELISA) and total cell protein pattern have been selected as sensitive and reliable methods for strain identification. Indirect ELISA was suitable for detecting rhizobia in cultures or in nodules. Two of the naturalized strains had distinct protein profiles but they could not be differentiated by the immunological method with a polyclonal antibody.

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Résumé Des trèfies (Trifolium repens etTrifolium subterraneum) introduits dans des pâturages améliorés d'Uruguay, n'ont pu s'y maintenir plus de deux années. On a identifié 3 souches naturalisées deRhizobium leguminoserum bvtrifolii de pâturages aux trèfies persistants, inoculés il y a plusleurs années, ainsi que 2 souches d'inoculation industrielles. Des techniques sérologiques (ELISA: enzyme-linked immunosorbent assay) et l'histogramme des protéines cellulaires totales ont été sélectionnées comme méthodes sensibles et fiables pour l'identification des souches. Le test ELISA indirect est vaiable pour détecter les rhizobia en culture ou dans les nodules. Deux des souches naturalisées avaient leur propre profil protéique mais elles n'ont pu être différenclées par la méthode immunologique utilisant un anticorps polyclonal.

     

Nodulation,vegetative growth,infestation with the spider miteTetranychus cucurbitacearum (Sayed) and seed yield of N-fertilized soybean plants in the Nile Delta

Summary A field experiment was conducted at Sakha Agricultural Research Station, Kafr El-Sheikh, A.R. Egypt, to study the effect of inoculation with the symbiotic N₂-fixerRhizobium japonicum on nodulation, vegetative growth and seed yield of soybeans cultivated in Nile Delta clay-loam alluvial soil, with N-fertilization rates of 48, 96, 144 or 192 kg N/ha. Special attention was given to infestation with the spider miteTetranychus cucurbitacearum (Sayed). Soybeans in noninoculated plots failed to nodulate. In the inoculated plots, nodule number and weight, plant dry weight and N-content, seed yield and N-content and weight/100 seeds responded to inoculation plus N-fertilization up to 96 kg N/ha added as one dose 30 days after planting. Inoculation at all levels of applied N gave higher yields than non-inoculation at corresponding N levels. Infestation with the spider miteTetranychus cucurbitacearum over a 10-week period was highest for inoculation with the symbiotic N₂-fixer and N-fertilization at 96 kg N/ha, the same treatment which gave the highest N-content in plant vegetative tissue.

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Resumen En la Estación de Investigación Agraria de Sakha, Kafr El-Sheik, A.R. Egipto, se estudió el efecto de la inoculación conRhizobium japonicum sobre la nodulación, el crecimiento vegetativo y el rendimiento en semillas, de plantas de soja, cultivadas en un suelo de aluvión, arcillo-limoso, del Delta del Nilo, con las siguientes dosis de abonado nitrogenado: 48, 96, 144 ó 192 kg N/ha. Se prestó especial atención a la infestación por el ácaroTetranychus cucurbitacearum (Sayed). Las plantas de soja de las parcelas no inoculadas no nodularon. En las parcelas inoculadas el número de nódulos y su peso, el peso seco y el contenido en nitrógeno de las plantas, la cosecha de semillas, el contenido en nitrógeno de estas y el peso de 100 semillas respondieron a la inoculación más la fertilización hasta la dosis de 96 kgN/ha añadidos de vez, 30 días después de la siembra. La inoculación incrementó la cosecha respecto al tratamiento no inoculado en todas las dosis de nitrógeno consideradas. La infestación por el ácaroTetranychus cucurbitacearum, observada durante un periodo de 10 semanas, fue máxima para el tratamiento inoculado con dosis de abonado de 96 KgN/ha, que fue así mismo el tratamiento que dió mayor contenido en N del tejido vegetativo de la planta.

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Résumé Une expérimentation sur le terrain a été conduite à la Station de Recherche en Agriculture de Sakha, Egypte, pour étudier l'effect de l'inoculation deRhizobium japonicum sur la nodulation, la croissance végétative et le rendement en graines du soja, cultivé dans un sol alluvial d'argile gras du Delta du Nil, avec un taux de fertilisation respectivement de 48, 96, 144 et 192 kg d'azote par hectare. Une attention particulière a été réservée à l'invasion par la mite araignéeTetranychus cucurbitacearum (Sayed). Les sojas de parcelles non-inoculées n'ont pas développés de nodules. Dans les parcelles inoculées, le nombre et le poids des nodules, le poids sec de la plante et sa teneur en azote, le rendement en graines ainsi que le poids et la teneur en azote par 100 graines ont répondu à l'inoculation plus la fertilisation azotée jusqu'à 96 kg d'azote par hectare et ajouté une dose unique 30 jours après la plantation. L'inoculation à tous les niveaux d'ajouts d'azote a produit des rendements plus élevés que la non-inoculation pour les mêmes taux d'ajout d'azote. L'invasion par la mite araignéeTetranychus cucurbitacearum pendant une période de 10 semaines a été la plus élevée dans le cas de l'inoculation avec le fixateur symbiotique d'azote et la fertilisation azotée à 96 kg par hectare, c'est-à-dire le même traitement que celui qui a résulté en la teneur la plus élevée en azote dans le tissus végétatif végétal.

     

Effect of ammonium nitrate on nodulation and nitrogen fixation (acetylene reduction) of the tropical legumeSesbania rostrata

Summary The effect of ammonium nitrate on nodulation and nitrogen fixation (acetylene reduction activity) was investigated usingSesbania rostrata, a tropical legume with the ability to nodulate both roots and stems. Plants were grown in plastic pots on silica sand and gravel, inoculated one month after sowing and then continuously irrigated with an automatic irrigation system. Four nitrogen treatments were applied: 0, 1.5, 3.0 and 6.0mm NH₄NO₃. Related symbiotic parameters were evaluated 20 days later. With 3.0mm NH₄NO₃, root nodulation was inhibited. At that concentration, stem nodulation was not affected, but related nitrogenase activity decreased 85% and was completely inhibited at 6.0mm NH₄NO₃. Increasing NH₄NO₃ concentration resulted in a diminution of stem nodule size. Stem and root acetylene reduction were strongly inhibited by high mineral nitrogen concentrations; however root nitrogen fixation was more affected than stem nitrogen fixation.

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Resumen Se estudió el efecto del nitrato amónico en la nodulación y la fijación de nitrógeno, medida mediante la reducción de acetileno, utilizandoSesbania rostrata, una leguminosa tropical que forma nódulos tanto en raíz como en tallo. Las plantas se cultivaron en arena de sílice y grava, en macetas de plástico, se inocularon un mes después de la siembra y a partir de este momento se regaron continua y automáticamente. Se aplicaron cuatro tratamientos de N; 0, 1.5, 3.0, y 6.0mm NH₄NO₃ Los parámetros relativos a la simbiosis se evaluaron 20 días después. La nodulación en raíz se inhibió con 3.0mm NH₄NO₃, sin embargo a esta concentración la nodulación en tallo no estaba inhibida aunque la actividad nitrogenasa disminuyó en un 85%, quedando totalmente inhibida a 6mm NH₄NO₃. El incremento en la concentración de nitrato amónico produjo una disminución del tamaño de los nódulos del tallo. Elevadas concentraciones de nitrógeno mineral inhibieron fuertemente la reducción de acetileno tanto a nivel de raíz como de tallo, aunque la fijación de nitrógeno resultó más afectada en la raíz.

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Résumé L'effet du nitrate d'ammonium sur la nodulation et la fixation d'azote (réduction de l'acétylène) a été étudié avec la légumineuse tropicaleSesbania rostrata, qui présente la particularité de noduler à la fois sur la tige et sur les racines. Les plantes ont été cultivées dans des pots en plastique sur un mélange constitué de sable siliceux et de gravier. Un mois après le semis, elles ont été inoculées et placées sous irrigation continue au moyen d'un système automatique permettant l'apport du milieu nutritif. Quatre concentrations en azote ont été utilisées: 0, 1,5, 3,0 et 6,0 mmol/l NH₄NO₃. Les paramètres symbiotiques ont été analysés 20 jours plus tard. La nodulation racinaire est totalement inhibée en présence de 3,0 mmol/l NH₄NO₃. Cette concentration en azote combiné n'a pas d'effet apparent sur la formation des nodules de tige, mais leur activité nitrogénase diminue de 85%; leur activité est totalement inhibée en présence de 6,0 mmol/l NH₄NO₃. L'augmentation de la concentration en nitrate d'ammonium, se traduit par une diminution de la taille des nodules de tige. Les fortes concentrations en azote combiné ont un effet inhibiteur très marqué sur les activités réductrices d'acétylène racinaire ou caulinaire deS. rostrata; toutefois cet effet est plus sensible au niveau racinaire qu'au niveau caulinaire.

     

Observations on the use ofSesbania rostrata as green manure in paddy fields

Summary Sesbania rostrata is a wild annual legume that grows in West Africa in waterlogged soils during the rainy season. This plant can bear N₂-fixing nodules on roots and stems at the same time. Stem nodules result from the infection of predetermined sites (dormant root primordia distributed on the stems) by a specific strain ofRhizobium. The mode of infection ofS. rostrata is unique among the legumes, as it involves both an intercellular invasion by rhizobia and the development of infection threads. Inoculation of the stems is achieved by spraying a liquid culture of the specificRhizobium on the shoots. Properly inoculatedS. rostrata can fix up to 200 kg N₂/ha in 50 days. A unique property ofS. rostrata is to nodulate and fix nitrogen even when the amount of combined nitrogen in the soil is high. Based on 1 m² microplot trials conducted in Senegal during the summer the use ofS. rostrata as green manure doubled rice yields. These results were later confirmed in trials conducted on 25 m² plots. In winter, when the day length is shorter,S. rostrata grows poorly but flowers readily.Sesbania rostrata trials should be conducted in two successive stages: (1) assessment ofS. rostrata behaviour in a given geographic region; (2) assessment of the effect ofS. rostrata green manure on rice yields.

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Observaciones sobre el uso de Sesbania rostrata como abono verde en arrozales

Resumen Sesbania rostrata es una planta leguminosa anual que crece espontaneamente en el Oeste de Africa en suelos inundados durante la temporada de lluvias. Esta planta puede formar nódulos fijadores de nitrógeno en raíces y tallos simultaneamente. Los nódulos en tallos resultan de la infección por una cepa específica deRhizobium de lugares predeterminados (primordios de raíces latentes, distribuidos en el tallo). El tipo de infección que ocurre enS. rostrata es único en leguminosas ya que aparte de una invasión intercelular deRhizobium conlleva el desarrollo de hebras de infección. La inoculación de los tallos se realiza pulverizando sobre estos una cultura líquida delRhizobium especifico mediante un spray.Sesbania rostrata adecuadamente inoculada puede fijar hasta 200 kg/ha de nitrógeno en cincuenta días. Una propiedad singular de esta planta es su capacidad para nodular y fijar nitrógeno aún cuando el nitrógeno combinado existente en el suelo sea elevado. En experiencias realizadas durante el verano en Senegal en pequeñas parcelas de un metro cuadrado el uso deS. rostrata como abono verde dobló la cosecha de arroz. Estos resultados se confirmarén más tarde en parcelas experimentales de 25 m². Durante el invierno cuando el dia se acorta nel crecimiento deS. rostrata se ve frenado y tiene lugar la floración. Los próximos ensayos conS. rostrata deberían de realizarse a dos nivels: (1) estudio del comportamiento deS. rostrata en una determinada área geográfica; (1) estudio del efecto de la utilización deS. rostrata como abono verde en arrozales.

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Observations sur l'utilisation de Sesbania rostrata comme engrais vert dans les rizières

Résumé Sesbania rostrata est une légumineuse annuelle poussant dans les sols inondés de l'Afrique de l'Ouest pendant la saison des pluies. Cette plante peut porter des nodules fixateurs d'azote à la fois sur les racines et sur les tiges. Les nodules de tige proviennent de l'infection de sites prédéterminés (primordia de racines répartis sur les tiges) par une souche spécifique deRhizobium. Le mode d'infection deS. rostrata est unique parmi les légumineuses; il comporte en effet deux étapes: invasion intercellulaire par lesRhizobiums et développement de cordons d'infection. On inocule les tiges en pulvérisant sur les parties aériennes une culture liquide duRhizobium spécifique. S'il est convenablement inoculé,S. rostrata peut fixer jusqu'à 200 kg N₂/ha en 50 jours. Une caractéristique remarquable deS. rostrata est de noduler et de fixer l'azote même en présence de doses élevées d'azote combiné dans le sol. Des expériences conduites pendant l'été sur des microparcelles de 1 m² au Sénégal ont montré que l'utilisation deS. rostrata comme engrais vert pourrait doubler les rendements du riz. Ces résultats ont été confirmés ultérieurement sur des parcelles de 25 m². En hivers, lorsque la durée du jour est plus courte,S. rostrata se développe mal et fleurit facilement. Les essais à conduire surS. rostrata doivent comporter deux étapes: (1) évaluation du comportement deS. rostrata dans une région géographique donnée; (2) évaluation de l'effet de l'emploi de l'engrais vertS. rostrata sur les rendements du riz.

     

Mycorrhizae of actinorhizal plants

Summary Actionorhizal nodules occur on some 200 species from 20 different and apparently unrelated angiosperm genera. These plants, typically woody perennials ranging in habit from semiprostrate shrubs to massive trees, can, by virtue of their nitrogen-fixing capacity, grow on and colonize substrates low in combined nitrogen. Many of these plants additionally support a mycorrhizal association. In some cases the mycorrhizal association is exclusively ecto, in others exclusively endo while in yet others both ecto and endo are recorded from the same plant. The type of infection occurring and the actual nature of the endophyte associated with a particular host species would appear to vary depending on the habitat of the host, the prevailing environmental conditions and associated plant species. Laboratory studies on the physiological relationships existing between the host plant and its nodular and mycorrhizal endophytes indicate that in general a mycorrhizal infection can lead to increased uptake of phosphate, increased nodulation and increased nitrogenase resulting in overall enhancement of plant growth and yield. It is also evident, however, that to establish an efficient triple symbiosis consideration must be given to endophyte specificity and genetic variability, inoculation regimes and environmental factors. These will be discussed in relation to host response in the field and to the formulation of field inoculation procedures. The importance of a mycorrhizal association in relation to the resistance of certain actinorhizal plants to water stress and to pathogens will also be discussed. Finally consideration will be given to the impact of mycorrhizal associations on the contribution that such plants can make in stress areas and in agroforestry on a global scale.

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Resumen Alrededor de 200 especies a 20 generos de Angiospermas distintos y aparentemente no relacionados presentan nódulos actinorrízicos. Dichas plantas, tipicamente perennes y leñosas cuyo hábitat va desde matorrales semi-postrados hasta árboles de grant tamaño, pueden, debido a su capacidad para fijar nitrógeno, crecen y colonizan sustratos deficientes en nitrógeno combinado. Muchas de estas plantas forman además una asociación micorrízica, en algunos casos exclusivamente ecto- en otros exclusivamente endo-, pudiendose encontrar casos con ambos tipos a la vez. El tipo de infección y la naturaleza del endófito asociado con una especie de huésped particular parece variar con el hábitat del huésped, las condiciones ambientales predominantes y las especies de plantas asociadas. Estudios de laboratorio de las relaciones fisiológicas existentes entre la planta huésped y sus endófitos nodulares y micorrízicos indican que en general una infección micorrízica conduce a un incremento en la absorción de P, en la nodulación, y en los niveles de nitrogenasa resultando todo ello en una mejora del crecimiento y del rendimiento de la planta. Es evidente que, sin embargo, para establecer una triple simbiosis de este tipo ha de considerarse la especificidad del endófito y su variabilidad genética, así como el tipo de inoculación y los distintos factores ambientales implicados. Todo ello ha de ser discutido en relación con la respuesta del huésped en el campo y con la forma de inoculación a emplear. También se discute la importancia de la asociación micorrízica en relación con la resistencia de distintas plantas actinorrízicas al stress hídrico y a ciertos patógenos. Finalmente tambíen se toma en cuenta el impacto que las asociaciones micorrízicos pueden tener en áreas con problemas y en silvicultura en general.

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Résumé de ces plantes présentent en outre des associations mycorhiziennes. Celles-çi sont soit ectotrophes, soit endo-trophes, soit encore, dans le cas de certaines plantes, à la fois ecto-et endotrophes. Le type d'infection et la nature de l'endophyte associé à une plante donnée varient suivant l'habitat de l'hôte, les conditions de l'environnement et les espèces de plantes associées. Les études de laboratoire sur les relations physiologiques entre la plante-hôte et ses endophytes nodulaires et mycorhiziens indiquent que, d'une manière générale, l'infection mycorhizienne accroît l'absorption des phosphates, la nodulation, et l'activité nitrogénase, ce qui augmente de façon globale la croissance et le rendement de la plante. II est d'autre part évident que l'établissement d'une triple symbiose efficace dépend de la spécificité de l'endophyte, de sa variabilité génétique, du mode d'inoculation et de facteurs environnementaux. Ces différents points sont discutés en se référant à la réponse de l'ôte et au mode d'inoculation sur le terrain. D'autre part, l'importance des associations mycorhiziennes en ce qui concerne la résistance de certaines plantes actinorhiziennes à la sécheresse et aux agents pathogènes est discutée. Enfin, ce travail comporte des considérations sur l'importance des associations mycorhiziennes pour la contribution que ce groupe de plantes peut apporter en zone aride et, d'une manière générale, en agronomie forestière.

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Invited paper presented at the VII International Conference on the Global Impacts of Applied Microbiology, Helsinki, 12–16 August 1985. Session 10.     

Studies on the cellulolytic bacteria and cellulose degradation in a cattle waste-fed biogas digester

Summary Production of acetate, the key substrate for methane formation in anaerobic digesters, is limiting in cattle waste-fed biogas digesters due to the lignocellulosic nature of the substrate. Since the rate of cellulose hydrolysis affects acetate production, and the number and type of cellulolytic bacteria that exist in a cattle waste biogas digester is not known, 110 cellulolytic bacterial isolates belonging to the Bacillaceae, Propionibacteriaceae and Lactobacillaceae, and coryneform bacteria likeCellulomonas, were isolated from different depths of an operating 10³ KVIC type biogas digester. The population of cellulolytic bacteria varied between 2.0×10³ and 1.4×10⁵/g slurry. Some bacterial isolates exhibited higher cellulase activity than others, with acetate as the major end-product. In general, acetate, propionate and butyrate were the common end-products but one isolate was homoacetogenic and a few others produced propionate or butyrate orisobutyrate in small amounts with acetate. Cellulose degradation rate in the digester was dependent upon the cellulose: lignin ratio.

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Resumen La producción de acetato, substancia clave para la formación de metano en digestores anaerobios, es el factor limitante en las plantas de biogás, alimentadas mediante residuos de ganado, debido a la naturaleza lignocelulósica del material de partida. La velocidad de hidrolisis de la celulosa afecta a la producción de acetato, sin embargo, nose conocen ni el tipo ni la cantidad de bacterias que existen en una planta de biogas de dichas características. Se aislaron 110 cepas bacterianas con propiedades celulolíticas que pertenecían a los grupos de Bacillus, Propionibacterias, y coryneformes, (como el géneroCellulomonas). Estudiando la población de bacterias celulolíticas a distintas profundidades de un digestor de biogás del tipo 10³ KVIC, se observó que ésta variaba entre 2.10³ y 1.4 10³ celulas/g de residuo liquido analizado. Algunos de los aislados bacterianos mostraron una mayor actividad celulolitica que otros, siendo el acetato el producto final mayoritario. En general los productos finales más corrientes fueron: acetato, butirato y propionato; sin embargo, una de las cepas aisladas era homoacetogénica y algunas otras produjeron pequeñas cantidades de propionato, butirato oisibutirato junto con acetato. La velocidad de degradación de la celulosa dependía de la relación celulosa: lignina.

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Résumé Dans les digesteurs anaérobies produisant du biogaz à partir de fumier de bovins, la production d'acétate, qui est l'étape essentielle conduisant au méthane, est limitée à cause de la nature ligno-cellulosique de la matière première. Il a été procédé à des prelévements à différentes profondeurs dans un digesteur KVIC en service, et à 110 isolements de bactéries cellulolytiques appartenant aux Bacillaceae, Propionibacteriaceae, Lactobacillaceae et bactéries coryneformes du typeCellulomonas. Les populations de bactéries cellulolytiques dénombrées varient entre 2,0×10³ et 1,4×10⁵ par g. d'échantillon. Certaines des bactéries isolées ont une activité cellulase plus élevée que d'autres, et dans tous les cas l'acétate est le produit prédominant. D'une manière générale, l'acétate, le propionate et le butyrate constituent les produits principaux. Une souche est homo-acétogène. Un petit nombre d'autres produisent, en dehors de l'acétate, de faibles quantités de propionate, de butyrate et d'isobutyrate. La vitesse de dégradation de la cellulose dans le digesteur dépend du rapport cellulose/lignine.

     

World Health Organization's programme for vaccine development

Summary The very impressive scientific developments in the biomedical sciences which have occurred in recent years provide the prospect of new, more effective vaccines against those communicable diseases for which at present there are either no vaccines or for which existing vaccines are less than satisfactory. These developments include identification of protective antigens by the use of monoclonal antibody techniques and their production by recombinant DNA technology and peptide synthesis. In addition, there is much new information on the functioning of the immune system which provides a basis for rational vaccine design. In October 1983, WHO held a meeting on New Approaches to Vaccine Development. The meeting was attended by eminent scientists in microbiology, immunology, biochemistry, vaccine production and vaccine control. A major recommendation of the meeting to WHO was for the Organization to establish with urgency a programme for vaccine development. The Organization responded positively to this recommendation, agreeing that the gathering momentum of biotechnological research provided WHO with the opportunity to play a crucial role in encouraging, coordinating and developing priorities on new vaccines so that the great potential of recent progress was harnessed for the maximum benefit of all countries. WHO could take advantage of its unique position of being deeply involved in all problems of communicable diseases in the developing world and having at the same time knowledge of scientific achievements in the most privileged countries. The same general view was expressed by the WHO Advisory Committee on Medical Research at its October 1983 session. Since the development of vaccines in most areas is intimately related to the development of diagnostic tools (including reagents), such activities, when appropriate, are considered as part of the Programme. Mankind is now on the threshold of a new era in the technology of vaccine development and production and it behoves WHO to take the leadership in this endeavour.

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Resumen Los importantes desarrollos científicos que han ocurrido en el campo de las ciencias biomedicas en los últimos años proporcionan prospectos de vacunas nuevas y más efectivas contra aquellas enfermedades contagiosas para las cuales o no las había previamente, o si las había no eran totalmente satisfactorias. Entre estos avances se incluyen la identificatión de antigenos protectores mediante el uso de anticuerpos monoclonales y su producción mediante técnicas de ADN recombinante y de síntesis de peptídos. Existe además nueva información sobre el funcionamiento del sistema inmune, lo que proporciona la base para un diseño racional de vacunas. En octubre de 1983 la OMS celebró una reunión sobre Nuevas Tendencias en el Desarrollo de Vacunas. En la reunión participaron eminentes científicos especialistas en microbiología, inmunología, bioquímica, producción y control de vacunas. La recomendación más importante de la reunión para la OMS fue la de establecer con urgencia un programa para el desarrollo de vacunas. La Organización respondió positivamente a esta recomendación, estando de acuerdo en que la situación de las investigaciones biotecnológicas proporcionaba a la OMS la oportunidad de jugar un papel crucial en el apoyo, coordinación y desarrollo de prioridades en las investigaciones sobre nuevas vacunas, de forma que el gran potencial de los progresos recientes fuera aplicado hacia la consecución del maximo beneficio para todos los países. La OMS pudo aprovechar su situación privilegiada de estar profundamente implicada en todos los problemas relativos a las enfermedades contagiosas en los países en desarrollo y de tener simultaneamente conocimiento de los logros cientificos de los países más privilegiados. Este mismo punto de vista fue expresado por el Consejo Asesor de la OMS sobre temas de Investigación Médica en su sesión de octubre de 1983. Puesto que el desarrollo de las vacunas en la mayoría de las áreas esta intimamente relacionado con el desarrollo de medios de diagnóstico (incluyendo reactivos), tales actividales, cuando son apropiadas, se consideran como parte del Programa. La humanidad se halla en el umbral de una nueva era en la tecnología del desarrollo y produción de vacunas, y corresponde a la OMS tomar el liderazgo de este esfuerzo.

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Résumé Les très impressionants progrès des sciences médicales au cours de ces dernières années ouvrent la perspective de vaccins nouveaux et plus efficaces contre les maladies contagieuses pour lesquelles il n'existe pas encore de vaccins, ou celles pour lesquelles les vaccins existants ne sont pas satisfaisants. Ces nouveaux développements comprennent l'identification, grâce à l'utilisation des anti-corps mono-clonaux, d'antigènes protecteurs et leur production par les techniques d'ADN-recombinant ou de synthèse peptidique. De plus, en ce qui concerne le fonctionnnement du système immunitaire, on dispose de beaucoup d'informations nouvelles susceptibles de constituer une base rationelle pour l'élaboration de nouveaux vaccins. En octobre 1983, l'OMS a organisé une réunion sur les nouvelles voies d'approche pour le développement des vaccins. Cette réunion a rassemblé d'éminents scientifiques dans les domaines de la microbiologie, de l'immunologie, de la biochimie, de la production des vaccins et du contrôle des vaccinations. Une recommendation majeure adressée à l'OMS a été d'établir d'urgence un programme pour le développement des vaccins. L'Organisation a répondu favorablement. Elle s'est déclarée d'accord pour constater que la convergence rapide des recherches en biotechnologie donne à l'OMS l'occasion de jouer un rôle crucial en encourageant, coordonnant et établissant des priorités en matière de nouveaux vaccins, de façon à ce que l'immense potentiel des progrès récents soit mis au service de tous les pays et pour leur plus grand bénéfice possible. L'OMS peut prendre avantage de sa position unique. Elle est, en effet, profondément engagée dans tous les problèmes relatifs aux maladies contagieuses dans le monde en développement, et, d'autre part, elle est informée des réalisations scientifiques dans les pays les plus privilégiés. La même vue générale a été exprimée par le Comité Consultatif de l'OMS pour la recherche médicale à sa session d'octobre 1983. Comme, dans la plupart des régions, le développement des vaccins est étroitement lié à celui des moyens de diagnostic (y compris les réactifs), ces dernières activités seront, lorsque cela est approprié, considérées comme faisant partie du Programme. L'humanité est aujourd'hui à la veille d'une ère nouvelle en ce qui concerne le développement et la production des vaccins, et il appartient à l'OMS de prendre la tête de cette entreprise.

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Invited paper presented at the VII International Conference on the Global Impacts of Applied Microbiology, Helsinki, 12–16 August 1985. Session 5     

The transfer of single cell protein technology to the petroleum exporting Arab states

Summary The current status of hydrocarbon and petrochemical based single cell protein (SCP) technologies is assessed with respect to process commercialization. The applicability of such SCP processes for the strategic production of food and feed ingredients in the oil exporting Arab states of the Middle East and North Africa is examined. The possibility of transferring European-developed SCP process technology for commercial-scale SCP production in the Arab states is discussed, and unnecessary problems that plagued SCP process and product development in Europe and Japan are identified.

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Transferencia de la tecnología sobre proteinas unicelulares

Resumen Se valora el estado actual de la tecnología sobre proteínas unicelulares (SCP) a partir de hidrocarburos y de otros productos petroquímicos en relación con la commercialización del proceso. Se estudia la posible aplicación de estas procesos para la producción estratégica de ingredientes para la alimentación tanto humana como animal en los Estados Arabes exportadores de petróleo del Medio Oriente y del Norte de Africa. Se discuten las posibilidades de transferir la techología envuelta en dicho proceso, que ha sido desarrollada en Europa, para la producción a escala comercial de proteínas unicelulares en los Estados Arabes mencionados. Se identifican, además, los problemas surgidos, innecesariamente, que complicaron tanto la producción como el desarrollo del producto en Europa y Japón.

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Le transfert de technologie des bio- protéines dans les pays arabes exportateurs de pétrole

Résumé La situation actuelle concernant la production industrielle de protéines d'organismes unicellulaires (SCP) à partir des hydrocarbures et d'autres matières premières pétro-chimiques est évaluée du point de vue de la commercialisation des produits. L'applicabilité, dans les pays arabes exportateurs de pétrole au Moyen-Orient et en Afrique du Nord, de ces procédés pour la production stratégique d'ingrédients destinés à l'alimentation humaine et animale est discutée. La possibilité de transférer dans les pays arabes les procédés européens de production commerciale de SCP est discutée. D'autre part, certains faux problèmes ayant empêché le développement des SCP en Europe et au Japon sont identifiés.