Survival of Azotobacteraceae desiccated over silica gel

Summary The suitability of desiccation over silica gel for preserving 213 strains of 14 species of Azotobacteraceae was examined.Azomonas insignis did not survive desiccation and rehydration.Azomonas agilis andAzotobacter beijerinckii survived desiccation but remained viable for only short storage times. In general, otherAzotobacter spp.,Azorhizophilus paspali, Azomonotrichon macrocytogenes, Beijerinckia spp., andDerxia gummosa are amenable to preservation by this technique. The results are discussed in relation to cellular features that enhance resistance to desiccation and the ecology of these organisms.

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Resumen Se estudió la conveniencia de la desecación en silicagel para preservar 213 cepas pertenecientes a 14 especies de Azotobacteriaceas.Azomonas insignis no sobrevivió al proceso de desecación y rehidratación.Azomonas agilis yAzotobacter beijerinckii sobrevivieron a la desecación pero solo fueron viables durante un corto periodo de tiempo. En general esta técnica puede emplearse para mantener otras especies deAzotobacter spp., Azorhizophilus paspali, Azomonotrichon macrocytogenes, Beijerinckia spp. yDerxia gummosa. Los resultados obtenidos se discuten teniendo en cuenta las características celulares que favorecen la resistencia a la desecación y la ecología de estos microorganismos.

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Résumé La convenance de la dessiccation sur silica-gel pour la conservation de 213 souches appartenant à 14 espèces d'Azotobacteraceae a été éxaminée.Azomonas insignis ne survit pas à la dessiccation et rehydratation.Azomonas agilis etAzotobacter beijerinckii survivent à la dessiccation, mais ne restent viables que peu de temps. En général, lesautresAzotobacter spp.,Azorhizophilus paspali, Azomonotrichon macrocytogenes, Beijerinckia spp. etDerxia gummosa peuvent être conservés par cette technique. Les résultats sont discutés en relation avec les structures cellulaires qui conditionnent la résistance à la dessiccation et avec l'écologie des organismes.

     

Rhizobium biomass production in batch and continuous culture with a malt-sprouts medium

Summary The growth of nine strains of four different species ofRhizobium (R. leguminosarum, R. meliloti, R. phaseoli andR. japonicum) was studied with media containing malt sprouts extract (MSE), in place of yeast extract (YE), as source of nitrogen and growth factors. The results obtained in batch cultures indicated that all the strains grew well in MSE medium. In the case of fast-growing strains the biomass increased with increase in the concentration of MSE in the medium, but with the slow-growing strains, likeR. japonicum, growth was inhibited completely by using a concentration of MSE (containing 3.75% w/v of solids) of 40% v/v. With all the strains the concentration of cells attained was greater than 5×10⁹ cells/ml, which clearly indicates that MSE is a suitable component of media, and one which can be used instead of YE. The results of continuous culture experiments showed that a high productivity of cells (15.3×10⁸ cells/ml/h) could be obtained using MSE medium.

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Producción de Rhizobium en cultivos batch y continuo sobre medio conteniendo extracto de raiz de malta

Resumen Se estudió el crecimiento de nueve cepas de cuatro especies diferentes deRhizobium (R. leguminosarum, R. meliloti, R. phaseoli y R. japonicum) en medios de cultivo conteniendo extracto de raíz de malta (ERM), en reemplazo de extracto de levaduras (EL), como fuente de nitrógeno y factores de crecimiento. Los resultados obtenidos en cultivos en batch indicaron que todas las cepas crecieron bien en los medios con ERM. En el caso de las cepas de crecimiento rápido la biomasa se incrementó con la concentración de ERM en el medio de cultivo, pero con las cepas de crecimiento lento(R. japonicum) el desarrollo celular se inhibió completamente para concentraciones de ERM (conteniendo 3,75% p/v de sólidos) de 40% v/v. Con todas las cepas empleadas la concentración celular alcanzada fue superior a 5×10⁹ cél/ml, lo que indica claramente que el ERM es un adecuado componente para los medios de cultivo que puede reemplazar al EL. Los resultados de los experimentos realizados en sistema continuo mostraron que se puede alcanzar una alta productividad (15,3×10⁸ cél/ml/h) utilizando un medio de cultivo suplementado con ERM.

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Production de Rhizobium en culture discontinue et continue sur milieu à base de germes de malt

Résumé La croissance de neuf souches appartenant à quatre éspèces différentes deRhizobium (R. leguminosarum, R. meliloti, R. phaseoli etR. japonicum) a été étudiée avec des milieux contenant, comme source d'azote et de facteurs de croissance, un extrait de germes de malt (MSE) au lieu d'extrait de levure (YE). Les résultats obtenus en culture discontinue (batch) montrent que toutes les souches poussent bien en milieu MSE. Dans la cas des souches à croissance rapide, la biomasse augmente proportionnellement à la concentration de MSE dans le milieu. Par contre, pour les souches à croissance lente, commeR. japonicum, la croissance est complètement inhibée lorsque la concentration en MSE (contenant 3.75% w/v de solides) atteint 40% (v/v). Avec toutes les souches, on obtient une concentration en cellules supérieure à 5×10⁹/ml, ce qui indique clairement que le MSE convient bien et peut être utilisé à la place de YE. Les expériences réalisées en culture continue montrent qu'on peut obtenir avec le milieu MSE une productivité en cellules très élevée (15.3×10⁸ cellules/ml/h.).

     

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.

     

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.

     

Incidence and enterotoxigenicity of enterotoxigenic (Escherichia coli) from uncooked meat sausages

Summary The incidence of enteropathogenicEscherichia coli was higher (33 to 50%) in uncooked chicken sausages than in pork sausages (10 to 43%). The toxigenic isolates in general were of O5 and O89 sero types ofE. coli. The amount of toxin produced varied in raw and boiled sausages as tested by ileal loop and rabbit skin permeability tests. The toxin production was invariably higher at 28°C or 37°C in raw and boiled sausages than at 45°C.

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Resumen La incidencia de cepas enteropatógenas deEscherichia coli fue mayor (33 a 50%) en salsichas de pollo crudas que salsichas de cerdo. Los aislados toxinogénicos pertenecían en su mayoría a los serotipos O5 y O89 deE. coli. La variación en la cantidad de toxina producida entre salsichas crudas y hervidas se midió mediante pruebas de permeabilidad en asa ileal y piel de conejo. La producción de toxinas, tanto en salsichas crudas como hervidas, era mayor a 28°C o a 37°C que a 45°C.

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Résumé L'incidence de souches entéropathogènes d'Escherichia coli était plus élevée (33 à 50%) dans les saucisses de poulet cru que dans les saucisses de porc cru (10 à 43%). Les souches toxigènes d'E. coli isolées étaient en général de type sérologique O5 ou O89. Les tests du loop iléal et de la perméabilité de la peau de lapin ont démontré que la quantité de toxine produite variait dans les saucisses crues et bouillies. La production de toxine était invariablement plus élevée à 28 ou à 37°C qu'à 45°C tant dans les saucisses crues que dans les saucisses bouillies.

     

A role for glycine in light stimulated nucleic acid synthesis by blastocladiella emersonii

Résumé Les plantules de Blastocladiella emersonii prélevées de cultures synchrones puis incubées en présence de glycine à la lumière absorbent, par comparaison avec celles maintenues à l'obscurité: a) moins de glycine lors de leur première phase de développement (à faible activité isocitritasique); b) plus de glycine lors de leur deuxième phase de croissance et multiplication nucléaire prolongées (à forte activité isocitritasique). Ces effets s'annulent en absence de CO₂.Incubées en présence de glycine-2-C¹⁴, les plantules dans leur 2^ème phase de développement (b) ont accumulé davantage de radioactivité dans leur acide désoxyribonucléque (ADN) à la lumière qu'à l'obscurité.Les radio-chromatogrames d'ADN hydrolysé ont révélé que le C¹⁴ était essentiellement incorporé dans les bases pyrimidiques, cytosine et thymine.     

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.     

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.

     

Effect of moisture and salt stress on selectedRhizobium phaseoli strains

Summary Studies in Rossmoyne silt loam by the plate count (PC) and fluorescent antibody (FA) techniques showed that flooding had no detrimental effects on survival and N₂-fixing capacity ofR. phaseoli strains. Short-term flooding apparently stimulated the activity of the bacteria, as indicated by the increase in nodulation and yield ofPhaseolus vulgaris. The strains also differed in their ability to survive desiccation, and a decline in the population of all strains occurred at moisture tensions greater than 15 bars. The inhibitory concentrations of salts to growth ofR. phaseoli in solution were 0.3% for Na and K chlorides and 1.0% for Ca and Mg chlorides. The effects of Na and K sulphates were similar to the Na and K chlorides at 0.3% except for strain C-05 which was inhibited by 0.1% Na sulphate. Comparative growth averaged over all strains grown with 0.1% salts showed that the degree of inhibition was the same for both chloride and sulphate salts but that Na salts showed the greatest, and Mg salts the least, inhibition. It was concluded that some strains ofR. phaseoli can survive soil flooding, desiccation, and salt stress in large enough numbers to initiate nodule formation in some soils.

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Resumen Estudios realizados en Rossmoyne, en suelos de tipo limoso, ricos en materia orgánica han mostrado mediante técnicas de conteo en placa (PC) y de anticuerpos fluorescentes (FA) que la inundación de campos no iba en detrimento de la supervivencia y de la capacidad de fijación de N₂ de algunas cepas deR. phaseoli. La actividad de las bacterias parece verse estimulada por inundaciones de corta duración según se deduce del incremento en la nodulación y en la cosecha dePhaseolus vulgaris. Las distintas cepas mostraron diferencias en su habilidad para sobrevivir a la sequía, observándose una disminución en la población de todas las cepas a tensiones superiores a 15 bars. Las sales en disolución inhibieron el crecimiento deR. phaseoli a las concentraciones siguientes: 0.3% para los cloruros de Na y K, y 0.1% para los cloruros de Ca y Mg. Los efectos de los sulfatos de Na y K a una concentración de 0.3% fueron similares a los observados para los cloruros, excepto para el caso de la cepa C-05 que fue inhibida por 0.1% de sulfato de Na. El crecimiento medio, comparativo, de todas las cepas en un medio con un 0.1% de sales mostró que cloruros y sulfatos tenían un mismo grado de inhibición y que las sales de Na tenían el mayor efecto inhibidor, teniendo las de Mg el menor.

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Résumé Des études effectuées sur la terre limoneuse de Rossmoyne par les techniques de numération sur gélose (PC) et d'anticorps fluorescents (FA) ont montré que l'inondation n'a pas d'effet défavorable sur la survie et la capacité à fixer l'azote de certaines souches deR. phaseoli. Une brève inondation du sol parait stimuler l'activité des bactéries, comme l'indique le fait que la nodulation et le rendement dePhaseolus vulgaris sont accrus. L'aptitude des souches à survivre à la dessication est variable. D'autre part, les populations de toutes les souches diminuent lorsque la tension d'humidité dépasse 15 bars. Les concentrations salines inhibant la croissance deR. phaseoli en milieu liquide sont de 0,3% pour le chlorure de Na et de K, et de 0,1% pour le chlorure de Ca et de Mg. Les sulfates de Na et de K sont, comme les chlorures, inhibiteurs à la concentration de 0,3%, sauf dans le cas de la souche C-05 qui est inhibée par 0,1% de sulfate de Na. A la concentration de 0,1%, les chlorures et les sulfates exercent le même degré d'inhibition sur toutes les souches, mais les sels de Na sont plus inhibiteurs que ceux de Mg. En conclusion, certaines souches deR. phaseoli peuvent survivre à l'inondation, à la dessication et à l'action des sels en nombres suffisants pour initier la formation de nodules.

     

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.     

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.

     

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     

Serial organization of broodin Myrmica

Summary In the antMyrmica rubra L. (=laevinodis Nyl.) two brood cycles (from egg to adult) run concurrently, and are so phased that eggs and pupae occur together and larvae hatch when new workers are appearing. The mechanism of coordination is investigated. Dephasing experiments in which either the queen or the larvae are added late, although affecting performance adversely in the former case, do not bring to light any strong intrinsic alignment mechanism, even when food is short.The factors affecting the shape and size of brood-type frequency distribution peaks are considered. The pupal peak is later if larvae are small and numerous, or if food is short; and in these conditions worker attention is concentrated on relatively few of the largest. Temperature, if above prepupation threshold, hastens the peak. The egg peak is not much affected by wide variation in the larval population, but is substantially smaller if food is short. There is evidence that the queen's total annual output is limited so that a bad start may be later compensated orvice versa.Extrinsic co-ordinating influences are then considered, and it is found that the temperature relations of developmental processes may be adapted by natural selection so that the brood pattern is set in motion and controlled each year by the rise and fall in mean temperature. By spring, the whole colony is ready to respond to warmth, and larval growth, oviposition and prepupation start in that order. Once set in step in this way they so remain owing to the isochronism of incubation, metamorphosis and larval life. The season closes when as a result of independent parallel changes in queen and worker respectively, oviposition ceases and larval dormancy gives way to prepupation.

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Resumen En la hormigaMyrmica Rubra L. (=Laevinodis Nyl.), concurren dos períodos de cría de huevos a adultos en cuyas fases los huevos y crisálides ocurren juntos y la larva sale al mismo tiempo que aparecen las nuevas trabajadoras.Se investiga el mecanismo de coordinación. Experimentando con las fases es decir, agregando mas tarde ya sea la reina o la larva, aunque afecta adversamente el funcionamiento de la reina, no se produce ningún mecanismo esencial de alineación aun cuando es poco su alimento.Se consideran los factores que afectan figura y tamaño de pico de distribución de frecuencia del tipo cría.En las crisálides, el pico ocurre más tarde si la larva es pequeña y numerosa o si el alimento es escaso y en estas condiciones la atención de la trabajadora se concentra sobre relativamente pocas de las más grandes.La temperatura si sobre comienzo de la crisálide, adelanta el pico de distribución. En el huvo el pico no se ve muy afectado por la variación en la populación de la larva pero es considerablemente mas pequeña si escasea el alimento.Es evidente que la producción total anual de la reina es escasa asi que un mal principio compensaríase quizá, o vice versa.Luego se consideran las influencias de coordinación ajenas y se encuentra que la relación de temperatura de procesos de desarrollo se pueden adaptar por medio de selección natural asi que se empieza el tipo de cría y se controla anualmente por el aumento y disminución de temperatura. Al llegar la primavera, toda la colonia esta lista para el calor y aun cuando puede crecer la larva y puédense poner algunos huevos a temperaturas medianas no es hasta que ocurre un aumento importante que empiezan el estado pre-crisálide y colocación de huevos cuantitativa. Una vez empezado esto permanecen juntos puesto que la formación del embrio y metamorfosis, toman el mismo período. La temporada se cierra cuando como resultado de cambios paralelos independientes en la reina y trabajadora respectivamente, cesa la colocación de huevos y adormecencia larval da lugar al estado pre-crisálide.

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Résumé Chez la FourmiMyrmica rubra L. (=lævinodis Nyl.), on remarque deux cycles de couvaison (depuis l'uf jusqu'à l'insecte adulte) qui se déroulent simultanément et qui sont ordonnés de telle façon qu'il se trouve en même temps des ufs et des nymphes et que l'éclosion de larves corresponde à l'apparition de nouvelles ouvrières.Examen du système de coordination.Les expériences introduisant des erreurs de phase par suite de l'introduction tardive de la reine ou des larves ont, dans le premier cas, relevé une influence défavorable à l'évolution normale; néanmoins, elles n'ont mis en lumière aucun mécanisme d'alignement essential, même lorsque l'alimentation est restreinte.Étude des agents pouvant modifier la forme et l'ampleur des pointes de la distribution de fréquence de couvées-type. La pointe de la nymphose est retardée si les larves sont nombreuses ou s'il y a carence alimentaire. Dans ces conditions, les soins des ouvrières visent particulièrement un petit nombre de larves choisies parmi les plus grosses. Si la température subit une hausse alors que la nymphose se prépare, elle active l'apparition de la pointe. De grandes variations de la population larvaire modifient peu la pointe de ponte, mais celle-ci est sensiblement réduite par une carence alimentaire.On peut démontrer que le rythme de ponte de la reine varie au cours de l'année; de ce fait, un mauvais début peut être compensé par la suite et réciproquement.Si l'on étudie ensuite la coordination des conditions externes, on trouve que les rapports existant entre les températures de développement sont susceptibles de s'adapter par sélection naturelle; en conséquence, la marche de la couvaison s'amorce et se règle ensuite chaque année sur les variations de la température moyenne.Dès le printemps, la colonie entière est à même de réagir à la chaleur et, quoique des températures modérées n'empêchent ni la croissance des larves ni une légère ponte, la préparation à la nymphose et la ponte abondante ne se déclenchent qu'après une élévation sensible de température. Ainsi commencés, les deux cycles se développeront de pair, puisque l'embryogenèse et la métamorphose accusent toutes deux le même mouvement périodique. La saison se termine lorsque, par suite de modifications s'opérant en même temps mais indépendamment chez la reine et les ouvrières respectivement, la ponte cesse; l'engourdissement de la larve cède alors le pas à la préparation de la nymphose.

     

Tolerance ofRhizobium phaseoli to acidity,aluminium and manganese

Summary Strains ofRhizobium phaseoli were evaluated with respect to their ability to grow or survis when subjected to various stresses common to soils of the tropics. These stresses included low pH, high Al and Mn. In liquid culture 10 strains ofR. phaseoli all grew well at pH 5.0, a few strains grew at pH 4.5 and one at pH 4.0. Some strains grew at pH 4.0 after repeated transfer to medium at this pH, but this characteristic remained stable for only one strain, S-442, which combined a tolerance to low pH with an improved tolerance to Al and Mn compared to the parent strain P-442. Survival studies of S-442 and P-442 in three acidic Brazilian soils, at their natural pH (4.2–4.6) and when limed to near neutral pH, showed little difference in numbers after a 21–30 day period. Only a one log cycle decrease in numbers of P-442 occurred in the Erechim soil that had a 185 mol/l Al concentration in the soil saturation extract. Strains ofR. phaseoli were screened for their ability to grow in liquid culture at pH 5.0 in the presence of Al up to 100 mol/l (16 strains) and Mn up to 320 g/ml (13 strains). Strains differed in relative tolerance to both Al and Mn with some strains being capable of excellent growth at the highest concentrations of Al and Mn employed. With the exception ofR. phaseoli (C-12) the ability to tolerate high levels of Mn did not show any relationship to Al tolerance. It was concluded that soil stress factors need not have a serious impact on survival ofR. phaseoli in soils because sufficient variability in tolerance to these factors occurs naturally among strains.

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Resumen Se evaluaron cepas deRhizobium phaseoli en relación con su habilidad para crecer o sobrevivir bajo las condiciones de stress que son habituales de suelos tropicales. Estas condiciones comprenden bajos pH y altas concentraciones de Al y Mn. Diez cepas deR. phaseoli crecieron bien, en cultivo líquido, a pH: 5; tan solo algunas lo hicieron a pH: 4.5 y únicamente una cepa creció a pH: 4.0. Aunque varias cepas consiguieron crecer a pH: 4.0, tras transferencias sucesivas a un medio con dicho pH, esta característica solo logró establizarse en la cepa S-442 que combinó esta tolerancia a la acidez con un incremento en la tolerancia a Al y Mn comparada con la cepa parental P-442. Se realizaron estudios sobre la supervivencia de las cepas S-442 y P-442 en tres suelose ácidos del Brasil, en estado natural (pH: 4.2–4.6) y neutralizados con cal. Se observaron pocas diferencias cuantitativas al cabo de un periodo de 21–30 dias un solo ciclo Log de P-442 mostró una disminución numérica en un suelo denominado Erechim que contenía 185 mol/l de Al medido en extracto de pasta saturada. Se estudió la capacidad de cepas deR. phaseoli para crecer en cultivo liquido a pH: 5.0 en presencia de hasta 100 mol/l de Al (16 cepas) y 320 g/ml de Mn (13cepas), algunas de estas cepas fueron capaces de crecer a las máximas concentraciones de Al y Mn utilizadas. ExceptuandoR. phaseoli (C-12) la tolerancia a niveles altos de Mn no estaba correlacionada con la tolerancia al Al. Se concluyó que estos factores edáficos de stress no deberían de tener efecto alguno en la supervivencia deR. phaseoli en suelo, ya que existe una variabilidad natural de tolerancias a dichos factores suficiente para garantizar esta supervivencia.

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Résumé Des souches deRhizobium phaseoli ont été téstées pour leur aptitude à se développer et à survivre lorsqu'elles soumises à diverses contraintes habituelles dans les sols tropicaux, c'est à dire des pH acides et à de fortes teneurs en Al et Mn. En culture liquide, 10 souches deR. phaseoli ont toutes poussé à pH 5,0, un petit nombre à pH 4,5 et une seule à pH 4,0. Certaines souches parviennent, après repiquages répétés, à se developper à pH 4,0; mais ce caractère ne s'est stabilisé que dans le cas d'une seule souche (S-442), qui présente à la fois une résistance à l'acidité et une tolérance accrue à Al et Mn par rapport à la souche originelle P-442. L'étude de la survie de S-442 et P-442 dans trois sols brésiliens acides, à leur pH naturel (4,2–4,6) et après chaulage à pH neutre, n'a montré au bout de 21 à 30 jours que de faibles différences numériques. Dans le sol d'Erechim, où la concentration en Al est de 185 mol/l, on n'a constaté dans l'extrait de sol à saturation qu'une diminution de la population d'un seul facteur logarithmique. Des souches deR. phaseoli ont été téstées pour leur aptitude à pousser en milieu liquide à pH 5,0 et en présence de concentrations allant jusqu'à 100 mol/l d'Al (16 souches) et 320 g/l de Mn (13 souches). Les souches différent en ce qui concerne leur résistance à la fois à Al et à Mn, certaines étant capables de se développer très bien aux concentrations en Al et Mn les plus élevées. A l'exception deR. phaseoli C-12, la tolérance aux fortes concentrations en Mn ne présente aucune corrélation avec la résistance à Al. En conclusion, les facteurs d'agression n'ont pas d'effet important sur la survie deR. phaseoli dans le sol, étant donné que le tolérance des souches à ces facteurs peut varier de façon suffisante.

     

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.

     

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.

     

L'Enregistrement thermique continu dans les populations d'Apis mellifica avec Couvain

Résumé Les enregistrements thermiques continus m'ont permis de confirmer la constance de la température dans le nid à couvain:1^o Du début à la fin de l'élevage; 2^o dans les ruches faibles comme dans les ruches fortes; 3^o dans les cadres du centre comme dans les cadres extrêmes du nid à couvain.J'ai constaté cependant des variations journalières de cette constante thermique plus importantes que celles signalées jusqu'à présent.J'ai mis également en évidence l'action de divers facteurs sur le comportement thermique de la colonie avec couvain: journées très chaudes, refroidissement brusque, orage, désertion, dérangement dans la colonie (visites ou chocs), claustrations.Une grande constance thermique en hiver dans certaines colonies d'Abeilles s'explique toujours par la présence de petites quantités de couvain.     

World culture collections ofRhizobium

Summary Reliable and efficientRhizobium germplasm banks are essential for the development of research and for practical application. The second edition of the World Catalogue ofRhizobium Collections lists 64 institutions in 38 countries holding some 3000 effective, tested strains. MIRCENs Culture Collections are playing an important role in this way and in the dissemination of valuable strains for legume inoculation. Constraints for development are: adequate facilities and equipment, trained personnel, co-ordination of effort. Recommendations are: preparation of an inventory on technical aspects, new directives for training and for next edition of the Catalogue, establishment of specialized germplasm banks.

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Resumen Los bancos de germoplasma deRhizobium son esenciales tanto para el desarrollo de la investigación como para el de las aplicaciones prácticas. La segunda edición del catálogo mundial de las colecciones deRhizobium cuenta con 64 instituciones repartidas en 38 países con un total de más de 3000 cepas de probada eficacia. Las colecciones de cultivos de los MIRCEN tienen un papel importante tanto en su valor intrínseco como en la distribución de cepas eficaces para la inoculación de leguminosas. Los principales problemas con los que se enfrenta su desarrollo son: facilidades adecuadas y equipamientos; personal cualificado y coordinación de esfuerzos. Las recomendaciones son: preparación de inventarios sobre aspectos técnicos; nuevas directrices para la formación de personal y para la edición de catálogos; establecimiento de bancos de germoplasma especializados.

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Résumé Des collections deRhizobium fiables et efficaces sont essentielles à la fois pour la recherche et pour les applications agricoles. La deuxième édition du catalogue mondial des collections deRhizobium comporte 64 institutions, situées dans 38 pays, et environ 3.000 souches testées. Les collections de cultures des MIRCEn jouent un rôle important sur le plan scientifique et en ce qui concerne la distribution de souches utilisées pour l'inoculation des légumineuses. Leur développement est soumis à des difficultés concernant les installations et l'équipement, le personnel qualifié, et la coordination des efforts. Il est recommandé de faire l'inventaire des aspects techniques et de formuler de nouvelles directives pour la formation technique, pour la prépartion d'une nouvelle édition du catalogue, et pour l'établissement d'une banque de gènes spécialisée.

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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     

Fermentation research in Nigeria

Summary The development of fermentation research in Nigeria since independence in 1960 is reviewed. The first section deals with microbiological studies on traditional fermented foods and beverages, in relation to attempts aimed at developing starter cultures, processes and preservation methods for the fermented products, namely gari, foo-foo, ogi, pito, dawadawa and palm wine. Some recent advances are high-lighted, for example, the use of local microbial strains, carbohydrate sources, bittering agents and tropical fruits as appropriate, in beer brewing and wine making, and the use of palm wine in vinegar production. The last section reviews diverse attempts in which local microbial strains and local substrates have been applied to research for development of other fermentation products such as microbial biomass, antibiotics, bioinsecticides, biogas, enzymes and chemicals.

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Resumen Se pasa revista al desarrollo de las investigacines sobre fermentación en Nigeria desde la independencia en 1960. La primera parte trata los estudios microbiolicos realizados en alimentos y bebidas que tradicionalmente se fermentan, más especificamente: gari, foo-foo, ogi, pito, dawadawa y vino de palma Se ponen de relieve algunos avances como el uso de cepas microbianas, fuentes de carbohidratos, amargos y frutas tropicales locales para la producción de vino y cerveza, y el uso del vino de palma para la producción de vinagre. La última parte revisa los ensayos en los que se han utilizado cepas microbians y sustratos locales para el desarrollo de otros productos fermentados como biomasa microbiana, antibióticos, bioinsecticidas biogás, enzimas y otros productos químicos.

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Résumé Le développement de la recherche en fermentation est passée en revue au Nigéria depuis son indépendance en 1960. La première partie détaille les recherches microbiologiques sur les aliments et boissons fermentés, en relation avec les efforts pour développer les levains, les procédés et les méthodes de conservation des produits fermentés notamment le gari, le foo-foo, l'ogi, le pio, le dawadawa et le vin de palme. Des progrès récents ont mis en lumière, par exemple, l'emploi de souches microbiennes, de sources d'hydrates de carbone, d'agents d'amertume et de fruits tropicaux selon le cas, tous locaux, dans la fabrication de la bière et du vin ainsi que l'usage du vin de palme pour la production de vinaigre. La dernière section passe en revue divers efforts qui ont consisté à appliquer des substrats et des souches microbiennes locaux au développement d'autres produits de fermentation comme la biomasse microbienne, des antibiotiques, des bioinsectisides, le biogaz, des, enzymes et des produits chimiques.

     

Bacillus thuringiensis and microbial control of flies

Summary Some strains ofBacillus thuringiensis (B.t.) primarily the H serotype 1, produce in the surrounding medium a nucleotide, called thuringiensin, which is structurally related to ATP. Thuringiensin is a larvicide, affecting the moulting and pupation of certain species of the orders Lepidoptera, Diptera, Hymenoptera, Coleoptera and Orthoptera. The highest susceptibility is found in Diptera. Muscabac (Farmos Group Ltd.) is aB.t. preparation, registered in Finland for fly control in livestock buildings and compost toilets. It hasB.t. spores and thuringiensin as active components. Contrary to theB.t. products, based on the proteinaceous endotoxin and used for control of lepidopterous pests, Muscabac has a long-lasting effect due to the growth of the bacterium, and thus continued production of thuringiensin in the treated larval growth sites. Use of chemical insecticides has created a control problem because of the development of resistance. The possibility of fly resistance toB.t. has been tested, rearing 70 generations of the fruit flyDrosophila melanogaster in increasing concentrations of thuringiensin. No true resistance developed, neither was there cross resistance between chemicals and exotoxin. The efficacy of Muscabac for fly control has also been tested in compost and pit latrines in Dar es Salaam, Tanzania, with very promising results.

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Resumen Algunas cepas deBacillus thuringiensis, en especial la cepa H serotipo 1, excretan en el medio en el cual se desarrollan un nucleótido denominado thuringiensina, estructuralmente relacionado con el ATP. La thuringiensina tiene propiedades larvicidas que afectan a la muda y a la pupación de ciertas especies de los órdenes: Lepidoptera, Diptera, Hymenoptera, Coleoptera y Orthoptera; siendo los dípteros los que presentan mayor susceptibilidad. Muscabac (Farmos Group Ltd.) es un preparado a base deB.t., registrado en Finlandia, para el control de moscas en edificios utilizados por el ganado y en plantes de compostaje. Este preparado contiene esporas deB.t. y thuringiensina como ingredientes activos. Al contrario de los compuestos deB.t. a base de endotoxinas proteícas utilizados en la lucha contra plagas de lepidópteros, Muscabac tiene un efecto residual en los lugares de desarrollo larval tratados debido a la producción continuada de thuringiensina por las bacterias en crecimiento. La utilización de insecticidas químicos ha originado problemas de control debido al desarrollo de resistencias. La posibilidad de aparición de resistencia de las moscas aB.t. ha sido estudiada criando 70 generaciones sucesivas de la moscaDrosophila melanogaster en concentraciones crecientes de thuringiensina. No se observó el desarrollo de ninguna resistencia verdadera ni tampoco de resistencias cruzadas entre compuestos químicos y la exotoxina. La eficacia de Muscabac para el control de moscas se ha experimentado así mismo en fosas de compostaje y letrinas en Dar-es-Salam (Tanzania) con resultados prometedores.

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Résumé Certaines souches deBacillus thuringiensis (B.t.), notamment celles appartenant au sérotype H1, excrétent un nucléotide, appelé thuringiensine, qui est structurellement apparenté à l'ATP. La thuringiensine est un larvicide, agissant sur la mue et la pupaison de certaines éspèces de Lépidoptères, Hyménoptères, Coléoptères et Orthoptères. Les Diptères sont les insectes les plus sensibles. Le Muscabac (Farmos Group Ltd) est une préparation deB.t. brévetée en Finland pour la lutte contre les mouches dans les étables et les toilettes. Ses composantes actives sont constituées par un mélange de spores et de thuringiensine. Contrairement aux produits contenantB.t., lesquels ont pour base l'endotoxine protéique et sont utilisés pour la lutte contre les Lépidoptères nuisibles, Muscabac a une action persistante de longue durée, due à la croissance des bactéries et à leur production de thuringiensine dans les biotopes où se développent les larves. La lutte avec les insecticides expose à des problèmes de résistance acquise. La possibilité d'une résistance des mouches àB.t. a été étudiée en élevant 70 générations de mouches de fruits,Drosophila melanogaster, dans des concentrations croissantes de thuringiensine. On n'a pas constaté de résistance réelle, ni de résistance croisée aux produits chimiques et à l'endotoxine. L'efficacité du Muscabac pour la lutte contre les mouches dans des latrines et des fosses d'aisance a été testée à Dar-es-Salam et les résultats obtenus ont été prometteurs.

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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 8