Cellulolytic activities ofTrichoderma hamatum grown on different carbon substrates

Summary The exoglucanase, endoglucanase and -glucosidase produced byTrichderma hamatum cultured on four different carbon sources, cellulose, cellobiose, carboxymethylcellulose (CMC) and starch, were monitored. Cellulose gave the best overall mycelial growth and highest endoglucanase activity. Exoglucanase activity was best on CMC and -glucosidase greatest on starch. The data suggest that a carbon source suitable for mycelial growth may not be suitable for cellulolytic activities, and that cellulose may not be the best substrate for the development of activity of the three enzyme components of cellulase of a particular fungus.

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Resumen Se estudió la producción de exoglucanasa, endoglucanasa y -glucosidase porTrichoderma hamatum en medios con cuatro fuentes distintas de carbono: celulosa, celobiosa, carboximetilcelulosa (CMC) y almidón. En celulosa se dió el mejor crecimiento de micelio y la mayor actividad endoglucanásica. La actividad exoglucanásica fue mejor en CMC y la -glucosidásica en almidón. Los datos obtenidos sugieren que una fuente de carbono adecuada para el crecimiento de micelio puede no serlo para las actividades celulolíticas y que la celulosa puede no ser el mejor sustrato para el desarrollo de las actividades de los tres enzimas componentes de la celulasa de un determinado hongo.

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Résumé Les exo-glucanase, endo-glucanase et -glucosidase produites patTrichoderma hamatum cultivé sur diverses sources de carbone (cellulose, cellobiose, carboxyméthyl-cellulose (CMC) et amidon) ont été étudiées. La cellulose procure la meilleure croissance mycélienne et l'activité endo-glucanase la plus élevée. L'activité exo-glucanase est plus élevée sur CMC et l'activité -glucosidase sur amidon. Ces résultats montrent qu'une source de carbone convenant à la croissance mycélienne peut ne pas convenir aux activités cellulolytiques et que la cellulose peut ne pas être le meilleur substat pour l'activité des trois enzymes composantes de la cellulase produite par un champignon donné.

     

Evaluation of chemical pre-treatment for biodegradation of agricultural lignocellulosic wastes byAspergillus niger

Summary Chemical pre-treatment with NaOH, NaClO₂ or peracetic acid of wheat straw, bagasse, corn cobs and groundnut shells increased cellulose utilization, cellulase activity and protein content ofAspergillus niger AS-101 used as a test biodegradative microorganism.

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Resumen El pre-tratamiento químico con NaOH, NaClO2 o àcido peracético de paja de trigo, bagazo, mazorcas de maíz y cáscaras de cacahuete, incrementó la utilización de celulosa, la actividad celulásica y el contenido en proteínas deAspergillus niger AS-101.

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Résumé Le prétraitement chimique par NaOH, NaClO₂ ou par l'acide peracétique de la paille de froment, de la bagasse, des épis de maïs ou des coquilles d'arachide, augmente l'utilisation de la cellulose, l'activité de la cellulase et le contenu en protéines d'Aspergillus niger AS-101, utilisé comme souche test dans la biodégradation par les microorganismes.

     

Role of luminous bacteria in chitin degradation in the intestine of fish

Summary Chitinolytic activity of three luminous bacterial species viz.,Vibrio harveyi, V. fischeri andPhotobacterium leiognathi, was estimated. The stomach of the fishTachysurus arius which harbours luminous bacteria also possesses chitinase activity. The magnitude of non-bacterial chitinase activity appeared to exceed that of the bacterial origin as evidenced by the enzyme activity detected in fish tested with antibiotics. In fishes which lack an indigenous chitinase, the microbial chitinase is likely to play an important role in chitin digestion.

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Role des bactéries lumineuses dans la dégradation de la chitine dans l'intestin de poisson

Résumé On a estimé l'activité chitinolytique de trois espèces de bactéries lumineuses, notammentVibrio harveyi, V. fischeri andPhoto bacterium leiognathi. L'estomac du poisson Tachysurus arius qui héberge les bactéries lumineuses possède aussi l'activité chitinasique. L'activité chitinasique non-bactérienne dépasse celle d'origine bactérienne ainsi qu'il en résulte de l'activité enzymatique chez les poissons traités aux antibiotiques. Chez les poissons déficients en activité chitinasique indigène, la chitinase microbienne joue probablement un rôle important dans la digestion de la chitine.

     

Hydrolysis of rice straw to fermentable sugars byTrichoderma enzymes

Summary ATrichoderma sp. (IMB-Tr) isolated from rice straw possessed cellulolytic and xylanolytic activity, comparable to those produced byTrichoderma reesei QM 9414 (a proven cellulolytic fungus). IMB-Tr produced 2.9 and 1.9 times, respectively, greater -glucosidase activity compared toT. reesei when grown on microcrystalline cellulose and rice straw. Percentage enzymic hydrolysis increased with increase in the sodium hydroxide concentration used in the pretreatment of rice straw and with the increase of enzyme concentration used in the hydrolysis. The extracellular enzyme fraction ofT. reesei possessed greater hydrolytic power than that of IMB-Tr. However, when a combined enzyme preparation from the two organisms was used, an appreciable degree of synergism was observed; an increase in reducing sugars up to 39% was seen. The reducing sugar produced by enzymic hydrolysis was mainly glucose, xylose and cellobiose. Fermentation of a 4.8% (w/v) sugar hydrolysate (produced by the enzymic hydrolysis of rice straw) bySaccharomyces cerevisiae produced 10.7 g/l of ethanol compared to 18.8 g/l produced by the fermentation of 4.8% (w/v) pure glucose.

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Resumen Se ha aíslado a partir de paja de arroz una cepa deTrichoderma sp. (IMB-Tr) que posee actividades celulolíticas y xilanolíticas comparables a las deTrichoderma reesei QM 9414 (un hongo probadamnete celulolítico). IMB-Tr produjo 2.9 y 1.9 veces más actividad -glucosidásica queT. reesei cuando ambos se hicieron crecer en celulosa microcristalina y en paja de arroz respectivamente. El porcentaje de hidrolisis enzimática se incrementó con el aumento en la concentración del hidróxido sódico empleado en el pretratamiento de la paja de arroz y con el aumento de la concentración enzimática utilizada en la hidrolisis. La fracción extracelular enzimática deT. reesei poseía un mayor poder hidrolítico que la de IMB-Tr, sin embargo cuando se usó un preparado enzimático combinado de ambos microorganismos se obtuvo un apreciable efecto sinérgico, observándose un incremento de hasta un 39% de los azucares reductores producidos. Estos azucares fueron principalmente glucosa, xilosa y celobiosa. La fermentación de un 4.8% (p/v) del hidrolisado azucarado (producido por la hidrolisis enzimática de la paja de arroz) porSaccharomyces cerevisiae produjo 10.7 g/l de etanol comparado a 18.8 g/l obtenidos de la fermentación de 4.8% (p/v) de glucosa pura.

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Résumé Une souche deTrichoderma sp. (IMB-Tr), isolée à partir de paille de riz, a une activité cellulolytique et xylanolytique comparable à celle deTrichoderma reesei QM 9414 (champignon cellulolytique reconnu). L'activité -glucosidase d'IMB-Tr cultivé sur cellulose micro-cristalline ou sur paille de riz est, respectivement, 2.9 et 1.9 fois plus élevée que celle deT. reesei. Le pourcentage d'hydrolyse enzymatique croit avec la concentration de la soude employée pour le pré-traitement de la paille et avec la concentration d'enzyme utilisée pour l'hydrolyse. La fraction exocellulaire de l'enzyme a une activité hydrolysante plus élevée dans le cas deT. reesei que dans celui de IMB-Tr. Cependant, si on emploie un mélange des activités enzymatiques des deux organismes, on constate une nette synergie et un accroissement des sucres réducteurs allant jusqu'à 39%. Les sucres réducteurs obtenus par hydrolyse enzymatique comprennent principalement du glucose, du xylose et du cellobiose. La fermentation parSaccharomyces cerevisiae d'un hydrolysat enzymatique de paille de riz contenant 4.8% (poids/vol.) de sucres fournit 10.7 g/l d'éthanol, au lieu de 18.8 g/l obtenus par fermentation de glucose pur à la même concentration.

     

Production of ethanol by aZymomonas sp strain,free and immobilized in pectin

Summary AZymomonas sp strain, alcohol tolerant, isolated from spontaneously fermenting sugarcane juice, was tested for the production of ethanol in batch, free and immobilized in pectin. CaCl₂ was used during the preparation of the beads and also added to the fermentation medium to improve the stability of the beads. It was found that immmobilization, as well as CaCl₂ above 1 gl^–1 impaired fermentation to some extent. As theZymomonas-pectin beads maintained their fermentative capacity and mechanical stability during about 40 successive batch fermentations, this opens up the possibility of using them for the continuous production of ethanol. The role of free cells as well as the effect of the preincubation of the beads on fermentation are also discussed.

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Resumen Una cepa deZymomonas alcohol tolerante, aislada de jugo de caña de azúcar en fermentación espontánea, fue utilizada para ensayos de producción en lote de etanol, tanto libre como inmovilizada en pectina. En este último caso se utilizó CaCl₂ en la preparación de las perlas como así también como componente del medio de fermentación, con el objeto de aumentar la estabilidad de las perlas. Los resultados obtenidos indican que tanto la inmovilización como una concentración de Cl₂Ca en el medio superior a 1 g/l perjudicaron en cierto grado la fermentación. Las perlas deZymomonas-pectina mantuvieron la actividad fermentativa y estabílidad mecánica durante 40 fermentaciones en lote sucesivas, abriendo la posibilidad de su utilización en la producción continua de etanol. También se analiza la influencia sobre la fermentación de las células libres y de la preincubación de las perlas.

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Résumé Une souche deZymomonas sp., tolérante à l'éthanol, isolée d'un moût spontanné de canne à sucre, a été testée pour sa faculté de produire de l'éthanol en milieu non renouvelé, à l'état libre ou à l'état immobilisé dans la pectine. On s'est servi du CaCl₂ pour la préparation des billes. Le CaCl₂ a également été ajouté au milieu de fermentation pour améliorer la stabilité des billes. Tant l'immobilisation que la présence du CaCl₂ au delà de 1 g par litre inhibent la fermentation jusqu'à un certain point. Mais le fait que les billes deZymomonas dans le pectine conservaient leur capacité fermentative et leur stabilité mécanique pendant environ 40 fermentations successives en milieu non renouvelé, ouvre la possibilité de les utiliser néanmoins en production continue d'éthanol. On discute aussi le rôle dans la fermentation des cellules libres ainsi que l'effet de la préincubation des billes.

     

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.

     

Methane fermentation of water hyacinth: effect of retention time and temperature

Summary The influence of retention times of 10, 20, 30 and 40 days on the semi-continuous anaerobic digestion of water hyacinth was tested at the laboratory level. Biogas was successfully produced using 50 and 30 g total solids/l slurries at retention times of 30 and 40 days. The retention time of 40 days proved to be much better than shorter retention times in terms of total gas produced, methane percentage and degree of decomposition of organic matter. The effect of incubation temperatures of 25, 37, 45°C and the variable temperature range of 32 to 42°C on the semicontinuous digestion of water hyacinth was also tested in the laboratory. Biogas could be successfully produced at all temperatures tested except at 45°C. At 37°C and at the variable temperature range of 32 to 42°C gas production was very rapid. Digestion at 25°C was more efficient and gas release was slower. Digestion at 45°C was very erratic.

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Resumen Se estudió, a escala de laboratorio, la influencia de tiempos de retención de 10, 20, 30, y 40 días en la digestión anaerobia semi-continua del jacinto acuático (Eichornia crassipes). A partir de pasta de jacinto acuático con 50 y 30 g de sólidos totales/l de pasta y con tiempos de retención de 30 y 40 días la obtención de gas fue eficaz. La retención de 40 días fue mucho mejor que retenciones mucho más cortas en relación con la producción total de biogás, el porcentaje de metano obtenido y la descomposición de sólidos volátiles. También se estudió el efecto de temperaturas de incubación de 25, 37 y 45°C y de un gradiente de temperaturas de 32–42°C en la fermentación. La producción de biogas fue eficaz a todas las temperaturas ensayadas excepto a 45°C. A 37°C y utilizando el gradiente de temperaturas la obtención de gas fue muy rápida. La digestión a 25°C fue más eficaz pero la liberación de gas más lenta; la fermentación a 45°C dió resultados erráticos.

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Résumé On a testé à l'échelle du laboratoire, l'influence des temps moyens de séjour de 10, 20, 30 et 40 jours sur la biométhanisation semi-continue de la jacinthe d'eau. La production de biogaz était satisfaisante aux concentrations de 50 et 30 g de solides totaux par litre et pour des temps moyens de séjour de 30 et 40 jours. Le temps moyen de séjour de 40 jours s'est révélé bien meilleur que les temps moyens de séjour plus courts en matière de gaz total produit, pourcentage de méthane et conversion de la matière organique. On a également testé au laboratoire l'effet des températures d'incubation de 25, 37 et 45°C et celui d'une température fluctuant entre 32 et 42°C sur la biométhanisation semicontinue de la jacinthe d'eau. La production de biogaz était satisfaisante à toutes les températures sauf celle de 45°C. La production de gaz était très rapide à 37°C et dans la région variable de 32 à 42°C. La biométhanisation à 25°C était plus efficiente mais la vitesse de production du gaz était plus lente. La biométhanisation à 45°C était très erratique.

     

Evaluation of methods of extraction and partial characterization of cell wall carbohydrates of brewer's yeast strain,Saccharomyces cerevisiae

Summary Three procedures, the use of ethylene diamine, KOH, or pronase digestion, were compared for their ability to yield mannan, glucan and chitin from a strain of brewer's yeast,Saccharomyces cerevisiae. The use of KOH caused the greatest loss of total carbohydrate, and pronase digestion caused the least. Water-soluble carbohydrate (mannan) was best separated by the use of detergent (ethylene diamine). Chitin could not be separated from glucan; even after hot acid and alkali digestion a small amount of glucan remained associated.

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Resumen Se comparan tres procedimientos: el uso de etilendiamina, KOH, on una digestión mediante pronasa en relación a su capacidad para obtener manano, glucano y quitina a partir de una cepa de levadura de cervezaSaccharomyces cerevisae. La utilización de KOH causó la mayor pérdida en carbohidratos totales y la digestión con pronasa la menor. El carbohidrato hidrosoluble (manano) se separó mejor con detergente (etilendiamina). La quitina no pudo separarse del glucano, incluso después de un tratamiento con ácido en caliente y una digestión alcalina una pequeña proción de glucano permaneció asociada.

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Résumé Trois procédés de traitement par l'éthylène-diamine, par KOH et par la pronase ont été comparés en ce qui concerne leur aptitude à libérer du mannane, du glucane et de la chitine à partir deSaccharomyces cerevisiae. Le traitement par KOH donne la plus forte, et celui par la pronase la plus faible, perte en carbohydrates totaux. Les carbohydrates hydro-solubles (mannane) sont mieux séparés par un détergent (éthylène-diamine). La chitine n'a pu être complétement séparée du glucane; même après digestion acide ou alcaline à chaud, une petite quantité de glucane est restée fixée.

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Paper presented at the VII International Conference on the Global Impacts of Applied Microbiology, Helsinki, 12–16.8.1985.     

Anaerobic digestion of native cellulosic wastes

Summary Anaerobic digestion is an extensively used bioconversion process to produce gaseous fuel from native lignocellulosic materials. It consists essentially of two steps; acidogenesis and methanogenesis. Most conventional anaerobic digesters are single-stage systems. Animal waste, agricultural residues, sewage sludge and industrial effluents are suitable as feedstock. Biogas productivity in single stage digestion ranges from 0.5–1.5 m³/m³/day at mesophilic (20–40°C) and 1.0–2.5 m³/m³/day at thermophilic (40–60°C) temperatures, and about 30–50% of the volatile solids are converted to biogas. In two-stage systems, acidogenesis is separated from methanogenesis, which improves cellulose hydrolysis and process efficiency. Recent advances in digester design include the introduction of the upflow anaerobic sludge blanket, and fluidized-bed and fixed-film bioreactors, which are operated at much higher loading. Process efficiency can be as high as 97%. An overview of these technologies is presented.

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Resumen La digestión anaeróbica es un proceso de bioconversión muy utilizado para producir gas combustible a partir de materiales de tipo lignocelulósico. El proceso consta esencialmente de dos etapas acidogénesis y metaogénesis. La mayoría de los digestores de tipo convencional son de una sola etapa. Como material de partida pueden utilizarse residuos dé ganado, agrícolas, lodos de depuradoras y efluentes industriales. La producción de biogás en un digestor de una sola etapa va desde 0.5–1.5 m³/m³ día cuando el proceso transcurre a temperaturas mesófilas hasta 1.0–2.5 m³/m³ día cuando lo hace a temperaturas termófilas, transformándose entre un 30 y un 50% de los sólidos volátiles en biogás. En los sistemas con dos etapas la acidogénesis se separa de la metanogénesis con lo cual se mejora la hidrólisis de la celulosa y por lo tanto la eficiencia del proceso. Entre los recientes adelantos en el diseño de digestores cabe incluir la introducción de una manta de flujo ascendente para fangos anaeróbicos y bioreactores con camas fluidas y de lámina fija que pueden usarse con cargas mayores. La eficiencia del proceso puede llegar entonces hasta 97%. En este trabajo se pasa revista a todas estas nuevas tecnologías.

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Résumé La fermentation anaérobie est un procédé de bio-conversion très utilisé pour produire des carburants gazeux à partir de ligno-cellulose. Elle comporte essentiellement deux étapes: acidogenèse et méthanogenèse. La plupart des digesteurs usuels sont des systèmes à un seul étage. Les déchets animaux, les résidus agricoles, les boues d'épandage et certains effluents industriels sont des substrats appropriés. Dans les fermentations à un seul étage, la productivité en bio-gaz varie entre 0,5 et 1,5 m³ par m³ et par jour pour les températures mésophiles (20–40°C) et de 1,0 à 2,5 pour les températures thermophiles (40–50°C); d'autre part environ 30 à 50% des solides volatils sont convertis en bio-gaz. Dans les systèmes à deux étages, l'acidogenèse est séparée de la méthanogenèse, ce qui améliore l'hydrolyse de la cellulose et l'efficacité du procédé. Les progrès récents concernant la structure des fermenteurs comprennent la circulation du dépôt anaérobie et la réalisation de bioréacteurs à lit fluidisé et à film-fixé, ce qui permet d'opérer avec des charges trés supérieures. L'efficacité peut atteindre 97%. Un aperçu de ces nouvelles technologies est présenté dans l'article.

     

Solid-state methane generation

Summary An 80 m³ solid-state batch-reactor, built from flexible material (up to 75% of the reactor surface area) impermeable for gases was investigated, using different systems of insulation. A mixture of agricultural wastes containing approximately 27% solids was used as feedstock. Loading was accomplished by utilizing the available farm machinery for solids handling. The required solids retention time for sufficient gas production rate was 30 days. During this period of time, the running temperature gradually decreased from 55°C to below 35°C, resulting in a decrease in volumetric gas production rate from 1.6 to 0.6 per m³ reactor volume per day. The methane content of the produced biogas averaged 60% per m³ reactor volume per day. Approximately 30% of biodegradable volatile solids was converted into gas under these conditions.

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Resumen Se estudió un fermentador de residuos sólidos de 80 m³ construido por materiales flexibles (hasta 75% de la superficie total), impermeable a gases y con distintos sistemas de aislamiento. Para alimentar el fermentador se utilizó una mezcla de residuos agricolas con un contenido en sólidos aproximado de 27%. La carga se efectuó mediante maquinaria agrícola adecuada para el manejo de sólidos. La retención de sólidos en el fermentador necesaria para producir gas fue de 30 días. Durante este periodo la temperatura del sistema disminuyó gradualmente de 55°C hasta por debajo de 35°C resultando en una dismiución en la producciòn en volumen del gas desde 1.6 hasta 0.6 m³ por m³ de volumen del reactor y por día. La media de contenido de metano en el gas producido fue de 60%. Aproximadamente un 30% de los sólidos volátiles biodegradables se convirtieron en gas bajo estas condiciones.

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Résumé Un réacteur de 80 m³ en milieu non renouvelé, pour l'état solide et construit pour 75% de sa surface en matériau souple imperméable aux gaz, a été étudié pour différents systèmes d'isolation. Le substrat d'alimentation du réacteur était constitué d'un mélange de déchets agricoles contenant à peu près 27% de solides. La charge du réacteur était effectuée en utilisant la machinerie disponible de la ferme. Le temps moyen de rétention des solides pour une vitesse suffisante de production de gaz était de 30 hours. Pendant cette période, la température du milieu réactionnel a baissé progressivement de 55°C à moins de 35°C, entraînant une diminution progressive de la vitesse de production volumétrique du gaz de 1.6 à 0.6 m³ par m³ de volume de réacteur par jour. Le contenu en méthane du gaz produit oscillait autour de 60%. Environ 60% de solides volatils biodégradables étaient convertis en gaz dans ces conditions.

     

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.

     

Synthesis of xylanase byTrichoderma reesei

Summary Xylanase is synthesized byTrichoderma reesei when grown in the presence of xylan, cellulose or phosphocellulose. Xylan is the best inducer of xylanase. Other cellulolytic enzymes such as endoglucanase and FPase are synthesized in small quantities, but the level of -glucosidase is very high. Mutants with altered levels of cellulolytic enzymes showed an unaltered level of xylanase, suggesting its independent control in this organism.

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Resumen Trichoderma reesei sintetiza xilanasa cuando se hace crecer en presencia de xilano, celulosa o fosfocelulosa. El xilano es el mejor inductor de xilanosa. Tambien se producen otros enzimas celulolíticos en pequeñas cantidades como endoglucanasa y FPasa aunque la producción de -glucosidasa puede alcanzar niveles elevados. Mutantes con niveles de enzimas celulolíticos alterados no mostraron ninguna modificación en los niveles de xilanasa sugiriéndose pues un control independiente de dicho enzima en este organismo.

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Résumé Une xylanase est synthétisée parTrichoderma reesei lorsque cet organisme est cultivé en présence de xylane, de cellulose ou de phospho-cellulose. Le xylane est le meilleur inducteur. D'autres enzymes cellulolytiques, notamment une endo-glucanase et une FP-ase, sont synthétisées en faibles quantités, mais le niveau en -glucosidase est trés élevé. Des mutants ayant des niveaux d'enzymes cellulolytiques modifiés présentent un niveau de xylanase inchangé, ce qui suggère que cette enzyme est contrôlée de façon indépendante.

     

Glucoamylases of a fungus isolated from a rotting cassava tuber

Summary Aspergillus niger H-9 is a fungal strain isolated from a rotting cassava tuber in Thailand. In the present study, the production of the enzymes was carried out as solid state ricebran-soybean fermentation. Two types of glucoamylases were isolated and purified. The purified glucoamylases were found to be homogenous on 7.5% polyacrylamide gel disc electrophoresis. The molecular weights of glucoamylase I and II were 59,400–72,600 and 43,000–52,600 respectively. The Km values of glucoamylase I and glucoamylase II were 12.5 and 6.25 mg glucose/ml when soluble starch was used as substrate. The optimal pH of both enzymes was 4.0–5.0. The optimum temperatures for the activities of glucoamylase I and glucoamylase II were 60 and 70°C respectively. Both enzymes were stable in the pH range 3.0–6.0 and temperature stable below 50°C. Both glucoamylases were active on various kinds of starch and dextrin including raw starch. Glucoamylase II was, however, found to hydrolyse raw starch better than glucoamylase I.

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Resumen Aspergillus niger H-9 es una cepa aislada en Tailandia a partir de tuberculos de cassava afectados de podredumbre. En este trabajo la producción de enzimas tuvo lugar mediante fermentación en un medio sólido compuesto por fibra de arroz y soja. Se aislaron y purificaron dos tipos de glucoamilasas. Al realizar una electroforesis en disco de polyacrilamida al 7.5% se observó que las glucoamilasa purificadas eran homogeneas. Los pesos de las glucoamilasas I y II eran respectivamente 59,400–72,600 y 43,000–52,600. Las Km respectivas fueron 12.5 y 6.25 mg ml^–1 cuando se utilizó almidón soluble como substrato. El pH optimo para ambos enzimas fue 4.0–5.0. Las temperaturas óptimas para la glucoamilasa I y la glucoamilasa II fueron respectivamente de 60 y 70°C respectivamente. Ambos enzimas eran estables en el intérvalo de pH 3.0–6.0 y a temperaturas por debajo de 50°C. Los dos enzimas eran activos fiente a distintos tipos de almidón y dextrina incluyendo almidón bruto. La glucoamilasa II hidrolizó mejor el almidón bruto que la glucoamilasa I.

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Résumé Aspergillus niger H-9 est une souche de moisissure isolée en Thailande à partir de tubercules pourris de manioc. Dans cette étude, la production d'enzymes a été obtenue par fermentation en milieu solide sur son de riz et soja. Deux types de gluco-amylases ont été isolés et purifiés. Les enzymes purifiés sont homogènes en disque-éléctrophorèse sur gel de polyacrylamide. Les poids moléculaires des gluco-amylases I et II sont respectivement de 59,400–72,600 et 43,000–52,000 et leurs Km pour l'amidon soluble de 12.5 et 6.25 mg de glucose/ml. Le pH optimum des deux enzymes est compris entre 4.0 et 5.0. Leurs températures optimales sont respectivement de 60 et 70°C. Les deux enzymes sont stables de pH 3.0–6.0 et aux températures inférieures à 50°C. Les deux gluco-amylases sont actives sur différents types d'amidon et de dextrines, y compris l'amidon cru. Toutefois, la gluco-amylase II hydrolyse l'amidon cru plus activement que la gluco-amylase I.

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Paper presented at the VII International Conference on the Global Impacts of Applied Microbiology, Helsinki, 12–16 August 1986.     

Nucleotide sequences of 5S rRNA from twoVibrio spp., V.fluvialis andV. parahaemolyticus

Summary We have determined the nucleotide sequences of 5 S ribosomal RNAs from two marineVibrio species,V. fluvialis andV. parahaemolyticus. Comparisons among these and the 5S rRNA sequence fromV. cholerae indicate homologies in excess of 92%. Comparisons are also made with the 5S rRNA sequences from two other members of the family Vibrionaceae.

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Secuencias de nucleótidos de la 5S-rRNA de dos especies de Vibrio, V. fluvialisy V. parahaemolyticus

Resumen Se han determinado las secuencias de nucleótidos correspondientes a 5S-rRNA ribosómico de dos especies deVibrio marinas:V. fluvialis yV. parahaemolyticus. Comparaciones entre estas y la correspondiente secuencia 5S-rRNA deV. cholerae indican una homología superior al 92%. También se han comparado las secuencias 5S-rRNA de dos otros miembros de la familia Vibrionáceas.

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Séquences nucléotidiques du r-ARN 5S de deux espèces de Vibrio, V. fluvaliset V. parahaemolyticus

Résumé Nous avons déterminé les séquences nucléotidiques de l'ARN ribosomique 5S chez deux espèces deVibrio, V. fluvialis etV. parahaemolyticus. La comparaison de ces deux séquences entre elles et avec celle deV. cholerae montre une homologie supérieure à 92%. Il a également été procédé à une comparaison avec les séquences du r-ARN de deux autres membres de la famille de Vibrionaceae.

     

Production of ethanol by a flocculentSaccharomyces sp. in a continuous upflow reactor using sucrose,sugar-cane juice,and molasses as the carbon source

Summary A flocculentSaccharomyces sp., isolated from spontaneously fermenting sugar-cane juice, was used to produce ethanol in a continuous upflow reactor. Media of different composition were tested using the same fermentation conditions. The best results were obtained fermenting either sugar-cane juice or molasses. The differences observed could be due to the influence of the medium composition on the growth rate and on the expression of the flocculent capacity of the yeast, both factors which modified the cell biomass concentration within the reactor.

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Resumen Una cepa floculante deSaccharomyces, aislada de jugo de caña de azúcar, se utilizó para producir etanol fermentando medios de distinta composición en un reactor continuo de flujo ascendente. Los mejores resultados se obtuvieron con jugo de caña de azúcar y con melaza. Las diferencias observadas según el mosto utilizado pueden deberse a la influencia de la composición del medio sobre la velocidad de multiplicación y capacidad foculante de la levadura, modificando de esta manera la concentración de biomasa dentro del reactor.

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Résumé Une souche floculante deSaccharomyces isolée du jus de canne à sucre a été utilisée pour produire l'éthanol, dans un réacteur continu à flux ascendant, par fermentation de milieux de culture de différentes compositions. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec le jus de canne à sucre et les molasses. Les différences qu'on a vues selon le moût utilisé peuvent être dues à l'influence de la composition du milieu sur la vitesse de multiplication et la capacité floculante de la levure, donnant une modification de la concentration de biomasse dans le réacteur.

     

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.

     

Nitrogen fixation in bambara groundnut,Voandzeia subterranea (L.) Thouars

Summary To improve biological nitrogen fixation in bambara groundut (Voandzeia subterranea (L.) Thouars), the relative effectiveness of 24 cultivars was studied in the field at two experimental stations selected for their different ecological conditions. Thirty oneRhizobium strains were isolated and 12 cultivars were screened during this study. Both indigenous and introduced NiftalRhizobium strains were used during a second study on host cultivars xRhizobium strains interactions. Nodulation index and shoot dry weight were used to assess the efficiency. The widest effectiveness spectrum was observed with the indigenous strain MAO 113 and the introduced strain TAL 22.

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Resumen Afín de mejorar la fijación biológica de nitrógeno en el cacahuete de Bambara (Voandzeia subterranea (L.) Thouars), se realizó un estudio de su efectividad relativa en campo en dos estaciones experimentales seleccionadas por sus distintas condiciones ecológicas. Durante este estudio se aislaron treintaiuna cepas deRhizobium y se probaron doce cultivares del huésped. En un segundo ensayo se estudiaron las interacciones huésped xcepa deRhizobium para lo cual se utilizaron cepas deRhizobium Niftal tanto indígenas como introducidas. La eficiencia se valoró determinado el índice de nodulación y el peso seco de la parte aerea. El espectro más amplio de eficacia se observó con la cepa indígena MAO 113 y la introducida TAL 22.

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Résumé Dans le but d'améliorer la fixation biologique d'azote dans la noix de Bambara (Voandzeia subterranea (L.) Thouars), l'efficacité relative de 24 cultivars a été étudiée sur le terrain dans deux stations expérimentales choisies pour leurs conditions écologiques différentes. Trente-etune souches deRhizobium ont été isolées et 12 cultivars ont été testés au cours de cette étude. Tant les souches indigènes deRhizobium que celles Niftal introduites ont été utilisées au cours d'une deuxième étude sur les interractions entre les souches deRhizobium et les cultivarshôtes. L'indice de nodulation et le poids sec de la pousse ont été utilisés pour l'établissement de l'efficience. Le spectre d'efficience le plus large a été observé avec la souche indigène MAO 113 et la souche introduite TAL 22.

     

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.

     

Effect of agitation and Tween 80 addition in the continuous alcohol fermentation

Summary While conducting glucose pulse experiments in the continuous production of ethanol byS. cerevisiae ATCC 4126 in a carbon-limited chemostat, a very poor response and incomplete glucose utilisation was observed. This paper reports the modifications made to the original experimental conditions in order to obtain an optimal behavior of the culture. These modifications include minor culture medium adjustments, Tween 80 addition and improved agitation. The new conditions allowed for a 71% increase in alcohol volumetric productivity and almost complete glucose consumption up to dilution rates of 0.2 h^–1.

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Resumen En un estudio mediante pulsos de glucosa en la producción continua de etanol porS. cerevisiae ATCC 4126 en quimiostato limitado por carbono, se observó una respuesta muy pobre y un consumo incompleto de la glucosa.En este trabajo se presentan las modificaciones hechas a las condiciones experimentales originales que permitieron un comportamiento óptimo del cultivo. Dichas modificaciones incluyeron ajustes menores en el medio de cultivo, adición de Tween 80 y mejoras en la agitación. Las nuevas condiciones llevaron a un 71% de aumento en la productividad volumétrica de alcohol y a consumo casi total de la glucosa hastas velocidades de dilución de 0.2 h^–1.

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Résumé Des expériences d'ajouts pulsés de glucose dans la production continue d'alcool parS. cerevisiae ATCC 4126, en chémostat limité en carbone, ont montré une réponse très pauvre et incomplète dans l'utilisation du glucose. Cet article décrit les modifications apportées aux conditions expérimentales originelles en vue d'obtenir le comportement optimum de la culture. Ces modifications incluent des ajustements mineurs du milieu de culture, l'ajout de Tween 80 et une meilleure agitation. Ces nouvelles conditions ont permis un accroissement de 71% de la production volumétrique d'éthanol et la consommation quasi-complète du glucose jusqu'à des taux de dilution de 0.2 h^–1.

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Based on a paper presented at the First Latin American Congress on Biotechnology, Tucumán, Argentina, October 4–8, 1987.     

Fixation d'azote par les cyanobacteries dans les rizières du Mali

Résumé La fixation de l'azote par les cyanobactéries a été étudiée pendant un cycle végétatif dans trois rizières pluviales soudano-sahéliennes ne recevant pas d'engrais azoté. Lorsque l'illumination solaire est forte, et en l'absence de couvert végétal, l'activité réductrice de l'acétylène (ARA) présente deux maximums, en fin de matinée et au milieu de l'après-midi. Dans le cas d'une intensité lumineuse moyenne ou faible et d'une couverture dense, on constate un maximum unique en fin de matinée ou début d'après-midi. Au cours du cycle cultural, l'ARA présente deux maximums, l'un au moment du tallage, l'autre à maturation du riz. En ce qui concerne les cyanobactéries fixatrices, le premier maximum correspond à la prédominance d'espècesd'Anabaena, et le second à la prédominance d'espèces deCylindrospermum. Dans une des rizières étudiées, aucune forme fixatrice de l'azote n'a été observée. Plusieurs espèces hétérocystées non-fixatrices ont été identifiées. Des expériences en vases de végétation ont confirmé l'inhibition de TARA des cyanobactéries par les fortes intensités lumineuses. LesOscillatoria se protègent contre la lumière par phototactisme négatif (enfouissement dans le sol) et par un processus de photocinèse agrégative.

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Nitrogen fixation by cyanobacteria in paddy fields of Mali

Summary Nitrogen fixation by cyanobacteria was studied during a cropping cycle in three rain paddy fields of Mali that had not received exogenous nitrogen. Under intense sunlight and in the absence of a crop canopy, the acetylene reducing activity (ARA) showed two maxima, at the end of morning and in mid-afternoon. With medium or low intensity of light and dense plant cover, a single maximum was observed at the end of the morning. In the course of the cropping cycle, ARA showed two maxima, at the tillering period and at crop ripening. In regard to the nitrogen-fixing cyanobacteria, the first ARA peak corresponded to the predominance ofAnabaena species and the second one to the predominance ofCylindrospermum species. No nitrogen-fixing forms were observed in one of the paddy fields studied. A number of heterocystic non-fixing species have been identified. Pot experiments confirmed the inhibition of ARA in cyanobacteria by high light intensity.Oscillatoria spp. are self-protected against light by negative phototactism and by a process of photokinetic agregation.

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Fijación de nitrógeno por cianobacterias en arrozales de Malí

Resumen Le fijación de nitrógeno por cianobacterias se estudió, durante un ciclo vegetativo completo, en tres arrozales de tipo pluvial, en Malí, a los que no se aportó ningún abono nitrogenado. Cuando la intensidad de la luz solar es fuerte y en ausencia de cubierta vegetal la actividad reductora de acetileno (ARA) presenta dos máximos: el primero al final de la mañana y el segundo a media tarde. Con una intensidad luminosa media o baja y una cubierta vegetal densa se observó un único máximo al final de la mañana o principio de la tarde. Durante el ciclo del cultivo la ARA presenta dos máximos: el primero relacionado con el momento de formación de la espiga y el segundo con la maduración del arroz. En cuanto concierne a las cianobacterias fijadoras, el primer máximo corresponde a una predominancia de especies deAnabaena y el segundo a una de especies deCylindrosporum. En uno de los arrozales estudiados no se ha observado ninguna forma fijadora de nitrógeno. Se han identificado especies no fijadoras de nitrógeno aunque formadoras de heterocistes. La inhibición de ARA por fuertes intensidades luminosas se ha confirmado mediante experiencias en maceta. LasOscillatoria spp. se autoprotegen de la luz mediante fototactismo negativo (se entierran en el suelo) y gracias a un proceso de fotocinesis agregativa.