Cellulose degradation and cellulase activity of five cellulolytic fungi

Biodegradation of pure cellulose powder, bagasse and wheatstraw by five cellulolytic fungi,Aspergillus niger, Chaetomium globosum, Scopulariopsis brevicaulis, Trichoderma koningii andTrichothecium roseum, was studied in solid culture conditions. Minimum degradation was with pure cellulose. Bagasse and wheatstraw were the most suitable for growth and activity of cellulolytic fungi. All fungi contained cellulase activity.

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Résumé On a étudié la biodégradation de la poudre de cellulose pure, de la bagasse et de la paille de froment chez cinq moisissures cellulolytiques,Aspergillus niger, Chaetomium globosum, Scopulariopsis brevicaulis, Trichoderma koningii etTrichothecium roseum, en condition de culture sur milieu solide. La dégradation minimum a lieu avec la cellulose pure. La bagasse et la paille de froment offrent la meilleure croissance et la meilleure activité cellulolytique fungale. Toutes les moisissures exhibent l'activité de la cellulase.

     

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.

     

Cultivation ofPleurotus florida mushroom on rice straw and biogas production from the spent straw

Rice straw, used as a substrate for three successive crops of the fruiting bodies ofPleurotus florida having 22% protein, had less cellulose but more nitrogen and ash than the original straw.In vitro digestibility using bacterial cellulase released 4.3-fold more reducing sugars per g cellulose from spent straw than from plain straw. There was 8-fold increase in biogas production from the spent straw compared with the original when used either in 31 (w/w) or 11 (w/w) combination with cattle dung.

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Résumé La paille de riz, utilisée comme substrat pour trois récoltes successives de corps fruités dePleurotus florida, à 22% de protéines, contenait moins de cellulose mais plus d'azote et de cendres que la paille originelle. La digestionin vitro par une cellulase bactérienne, relarguait 4.3 fois plus de sucres réducteurs par g de cellulose à partir de la paille résiduaire qu'à partir de la paille originelle. On observe un accroissement de 8 fois dans la production de biogas à partir de la paille résidualle par rapport à la paille originelle lorsque cellesci sont utilisées en combinaison avec la bouse de vache dans les proportions soit de 31 soit de 11 (p/p).

     

Production of β-glucosidase byCladosporium resinae

Summary Cladosporium resinae QM 7998 produced high activities of extracellular and constitutive -glucosidase when grown on a variety of sugars or cellulose. Starch and ribose induced enzyme synthesis several fold.Cladosporium resinae could utilize agricultural waste residues for growth and -glucosidase production. The initial pH of the medium had a marked effect on enzyme prowduction and optimum pH was between 4.0 and 5.0 depending on the assay method. Mixed culturing ofC. resinae with yeasts, viz.Saccharomyces cerevisiae andCandida utilis, increased the -glucosidase production while that with other fungi decreased the enzyme yield. The- glucosidase preparation fromC. resinae significantly increased the saccharification of rice and wheat straw (untreated or delignified) withTrichoderma reesei QM 9414 cellulase preparation.

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Résumé Cladosporium resinae QM 7998 produit des concentrations élevées de -glucosidase tant extracellulaire que constitutive lorsqu'elle croît sur une variété de sucres ou sur la cellulose. On a trouvé que l'amidon et le ribose augmentent de plusieurs fois la quantité d'enzyme synthétisée.Cladosporium resinae peut utiliser des résidus agricoles pour sa croissance et pour la production de -glucosidase. Le pH initial du milieu exerce un effet marqué sur la production d'enzyme et le pH optimum est compris entre 4.0 et 5.0 selon les conditions de l'essai. La croissance mixte deCladosporium resinae avec diverses levures, notammentSaccharomyces cerevisiae etCandida utilis, augmente la production de -glucosidase tandis que celle avec d'autres moisissures diminue le rendement en enzyme. La -glucosidase deCladosporium resinae augmente de manière significative la saccharification des pailles de riz et de froment (non-traitées ou délignifiées) traités par la cellulase deTrichoderma reesei QM 9414.

     

Changes of organic constituents of crop residues and poultry wastes during fermentation for biogas production

Summary Rice straw, maize, and cotton stalks and poultry droppings, both as such and with either wheat straw litter or sawdust litter, were used as substrates for biogasification. Water slurry combinations, each containing a crop residue and a type of poultry wastes, were prepared to achieve a uniform C/N ratio 301 (w/w) and a total solids content 10% (w/v). Biogas generated and its methane component, as well as changes brought about in the major organic constituents of the feedstocks, were monitored in laboratory biogas digesters for 90 days at 35°C. The maximum cumulative volumes of biogas and methane, were respectively 30 and 14 l/l with rice straw plus wheat straw poultry droppings. The minimum volumes were 15 l biogas/l with cotton stalks + sawdust poultry droppings and 8 l methane/l with rice straw + sawdust poultry droppings. Rice straw combinations gave the highest rates of volatile solids disappearance, short-chain fatty acid formation, and NH₄ -N liberation. No consistent trend among the poultry wastes mixed with each crop residue was evident. Changes in water-soluble substances, protein, fats, hemicellulose, cellulose and lignin depended on the components of each feedstock mixture.

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Changement dans les composants organiques des résidus de récolte et des déchets avicoles lors de la fermentation pour la production de biogaz

Résumé La paille de riz, les fanes de maïs et les tiges de coton ainsi que le lisier avicole, comme tels ou en mélange avec la litière de paille de froment ou de sciure ont servi de substrats pour la biométhanisation. On a préparé des combinaisons de boues aqueuses, chacune contenant un résidu de récolte et un type de lisier avicole, de manière à respecter un rapport C/N uniforme de 301 (p/p) et un contenu total en solides de 10% (p/vol.). On a suivi le biogaz produit et son contenu en méthane, ainsi que les changements apparus dans les principaux constituents organiques des substrats, dans des digesteurs de laboratoire pendant 90 jours à 35°C. On a obtenu les volumes cumulés maximum respectivement de 30 l/l de biogaz et de 14/l de méthane pour la paille de riz plus le lisier avicole avec paille de froment. On a obtenu les volumes cumulés minimum de 15l/l de biogaz pour les tiges de coton avec le lisier avicole avec sciure de bois et de 8 l/l de méthane pour la paille de riz et le lisier de poule avec sciure de bois. Les combinaisons avec la paille de riz ont donné les vitesses les plus élevées de disparition des solides volatils, de formation d'acides gras à courte chaîne et de libération d'azote ammoniacal. Il n'y a pas de tendances évidentes pour les lisiers avicoles mélangés avec les divers résidus de récolte. Les changements en substances hydro-solubles, en protéines, graisses, hémicellulose, cellulose et lignine dépendent de la composition de chaque mélange de substrats.

     

Saccharification of cellulosic substrates byAspergillus niger cellulase

Chemical pre-treatment enhanced saccharification of agricultural lignocellulosic residues usingAspergillus niger cellulase by between 16 and 38%. Maximum saccharification (76%) of alkali-treated bagasse was with 0.5% substrate over 48 h using 0.3 U enzyme/ml.

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Résumé Le pré-traitement chimique augmente de 16 à 38% la saccharification de résidus agricoles ligno-cellulosiques lorsque l'on utilise la cellulase d'Aspergillus niger. On a obtenu la saccharification maximum (76%) de la bagasse traitée à l'alcali avec 0.5% de substrat en 48 h de traitement avec 0.3 unités d'enzyme par ml.

     

Bioconversion of kinnow-mandarin waste into single-cell protein

Summary Kinnow-mandarin waste (peel, pulp and seeds) was assessed for single-cell protein (SCP) production byChaetomium globosum andSporotrichum pulverulentum in shake-flask culture. The maximum protein enrichment (32% and 34%) of the substrate was achieved after 5 and 7 days of incubation by the two organisms, respectively. Of various nitrogen sources, NaNO₃ and NH₄Cl gave maximum protein enrichment of the substrate byC. globosum andS. pulverulentum, respectively.

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Bioconversion des résidus de la mandarine-kinnow en protéine uni-cellulaire

Résumé On a examiné la possibilité de produire des protéines uni-cellulaires (POU) à partir de résidus de la mandarine-kinnow (pelures, pulpe, et pépins) par la culture deChaetomium globosum et deSporotrichum pulverulentum en flacons agités. L'enrichissement maximum en protéines du substrat, soit 32 et 34% est obtenu après 5 et 7 jours d'incubation respectivement par les deux organismes. Parmi les diverses sources d'azote, NaNO₃ et NH₄Cl ont permis respectivement l'enrichissement maximum en protéines du substrat parC. globosum etS. pulverulentum.

     

Chimie et morphologie submicroscopique des parois cellulaires de l'AscomycèteChaetomium globosum

Résumé L'objet de cette étude a été la composition chimique et la morphologie submicroscopique des parois cellulaires de l'AscomycèteChaetomium globosum, cultivé en milieu liquide. Ces parois sont composées de polysaccharides (68% env.), de protéines (29% env.), de lipides (3% env.). La fraction des polysaccharides contient des sucres neutres (72% env.), et des sucres aminés (28% env). La présence de glucane présentant des types de liaisons (13) et (16) et de chitine a été démontrée. La composition de la partie protéique a été étudiée et sa participation à la structure générale de la paroi, a été établie. La sérine, la thréonine et l'acide aspartique sont probablement engagés dans les liaisons glacanne-protide.Une mise en évidence des polysaccharides en microscopie électronique par la méthode au periodate-thiosemicarbazide-protéinate d'argent selon Thiery, a rendu possible l'observation de détails très fins de la structure submicroscopique des parois. Cette méthode et celle des ombrages métalliques ont également été utilisées pour tenter de localiser les différents polymères constitutifs dans la paroi native et dans la paroi ayant subi des extractions alcalines et des traitements enzymatiques divers.La morphologie submicroscopique et la composition chimique de la capsule mucilagineuse qui enveloppe les hyphes ont également été étudiées mais de façon moins approfondie.Les résultats obtenus ont souligné, une fois de plus, la complexité et le haut degré d'organisation de la paroi cellulaire fongique de type glucane-chitine commune aux Ascomycètes et aux Basidiomycètes.

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Chemical and submicroscopic structure of the cell walls of the AscomyceteChaetomium globosum

Summary The chemical composition and submicroscopic morphology of the hyphal cell walls of the AscomyceteChaetomium globosum, grown in liquid medium, have been studied. The walls are composed of polysaccharide (ca. 68%), protein (ca. 29%) and lipid (ca. 3%). In the polysaccharide fraction, which contains both neutral sugar (ca. 72%) and aminosugar (ca. 28%) residues, the presence of chitin and of a glucan with both (13) and (16) linkages has been established. The composition of the protein fraction has been studied and its participation in the general structure of the cell wall confirmed. Serine, threonine and aspartic acid are probably involved in protein-polysaccharide linkages.Localization of polysaccharides by the periodate-thiosemicarbazide-silver proteinate method of Thiery has enabled the electron microscopic observation of extremely fine details of the wall structure. Along with metal shadowing this technique has also been used in an attempt to localize the individual polymeric constituents of the cell wall in its native state and after various alkaline extractions and enzymic digestions.The submicroscopic morphology and chemical composition of the mucilaginous capsule surrounding the hyphae have also been investigated but in less detail.The results emphasize the complexity and high degree of organisation of the glucan-chitin type fungal cell wall.

     

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.

     

Production of protein and cellulase byAspergillus niger in solid state culture

Summary Single-cell protein (SCP) and cellulase production byAspergillus niger AS-101, grown on alkalitreated corn cobs, was studied under various cultural conditions. The maximum yields of SCP and cellulase, under solid-state fermentation were obtained when the culture was incubated at pH 5.5 for 18 d at 30°C with 12% substrate.

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Effect des conditions de culture sur la production de protéines et de cellulases par Aspergillus niger en milieu solide

Résumé La production de protéine d'origine unicellulaire (POU) et de cellulase parAspergillus niger AS-101, cultivé sur des épis de maïs traités à l'alcali, est étudiée sous diverses conditions de culture. Les rendements maximum en POU et en cellulase par fermentation en milieu solide sont obtenus lorsque la culture est incubée à pH 5.5 pendant 18 jours à 30°C et avec une concentration en substrat de 12%.

     

Etude enzymologique comparee de souches de aspergillius fumigatus et de a. Fischeri d'origine saprophytique ou isolees de lesions humaines ou animales. Repercussions pratiques d'ordre diagnostique

Resume 14 activités enzymatiques (3 deshydrogénases et 11 hydrolases) ont été recherchées systématiquement sur les électrophorégrammes en gel d'agar des extraits de 2 souches de Aspergillus fischeri et de 14 souches de A. fumigatus (8 isolées de lésions humaines ou animales intitulées souches pathogènes, et 6 souches d'origine saprophytique). La composition enzymatique de A. fumigatus est apparue très polymorphe et sans rapport avec l'origine des souches.D'autre part, l'analyse immunoélectrophorétique de ces extraits antigéniques, par des sérums de lapins hyperimmuns et des sérums de malades atteints d'aspergillose, a montré que l'activité chymotrypsique de type II, supportée par l'arc C, est caractérisée de manière plus fréquente et plus intense lorsque les antigènes provenant de souches pathogènes sont opposés à des sérums de malade.De plus, si cette activité chymotrypsique est révélée avec la même fréquence par une souche saprophyte et une souche pathogène, le nombre de précipitines mises en évidence est apparu significativement plus élevé avec cette dernière.Les antigènes utilisés pour le diagnostic de précipitation en gel devraient donc être, de préférence, extraits de souches pathogènes et leur qualité évaluée par des sérums de malades atteints d'aspergillose.     

Dispersal distances of migrating pine weevils, Hylobius abietis, Coleoptera: Curculionidae

Hylobius abietis migrates by flight to new breeding habitats early in summer. Flight speed and height, wind speeds during flight, and flight direction in relation to wind were studied in the field. Flight duration estimates were obtained from flight mill experiments. Using these data dispersal distances of the females in a population were calculated. According to this tentative estimate a majority of the weevils migrated more than 10 km, and some as far as 80 km, during the entire flight period.

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Aire de dispersion de Hylobius abietis (Coleoptera — Curculionidae)

Résumé Hylobius abietis émigre par vol vers de nouveaux habitats tôt en été. La vitesse et la hauteur de vol, la vitesse du vent pendant le vol, et l'orientation du vol en fonction du vent ont été étudiées dans la nature. Après l'envol de nombreux adultes s'élèvent au-dessus des arbres et volent orientés dans le sens du vent, ce qui est certainement une adaptation aux dispersions à distance par le vent. La vitesse de vol est de 1,9 m/s par rapport à celle de l'air. Les captures avec des pièges à succion ont fourni des indications sur la vitesse du vent pendant le vol; en combinant ces données avec les mesures de la vitesse du vol elle-même, une estimation de la fréquence relative des vitesses de disperison a été obtenue.L'estimation de la durée du vol a été obtenue en laboratoire par des expériences avec un moulin de vol. A partir de ces données les distances de dispersion des femelles dans une population ont été calculées. Selon ces essais d'estimation, la majorité des insectes émigrent à plus de 10 kilomètres et certains vont jusqu'à 80 kilomètres pendant l'ensemble de la période de vol.

     

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.

     

Lethal temperatures of some desert Arthropods and the mechanism of heat death

Summary Lethal temperatures for 24 hours' exposure below 10 per cent relative humidity were highest for scorpions and camel-spiders and higher for tenebrionid beetles than for crickets, cockroaches and earwigs. The rate of water-loss increased around the lethal temperature: pre-conditioning for 24 hours resulted in enhanced resistance to high temperatures for up to four hours. Heat death in Ocnera bispida is not related to water-loss and excess moisture adversely affected survival. Death was associated with a decrease in blood pH in this species and in the scorpion Leiurus quinquestriatus. It is suggested that heat death cannot be attributed to a single factor, but that in these cases it may be primarily related to the accumulation of acid waste products of metabolism.

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Résumé Un nombre d'arthropodes déserticoles a été exposé à des températures létales pendant 24 heures à une humidité relative inférieure à 10%. Les températures létales des scorpions et des Solifuges étaient beaucoup plus élevées que celles des insectes; les températures létales des coléoptères tenébrionides dépassent celles des espèces d'insectes cryptobiontes. Le degré de perte d'eau augmente au voisinage de la température létale.La résistance aux températures élevées est augmentée d'un maximum de 4 heures par une acclimatisation préalable de 24 heures. La mort d'Ocnera bispida par la chaleur n'est pas causée par une perte d'eau; la présence d'un excès d'humidité exerce un effet néfaste sur la survivance. Chez cette espèce et chez le scorpion Leiurus quinquestriatus la mort est associée à une baisse du pH sanguin. L'auteur suggère que la mort ne peut être attribuée à un seul facteur, mais qu'elle est causée, dans le cas des espèces mentionnées, par l'accumulation de produits résiduels acides du métabolisme.

     

Influence des tanins condensés du tégument de fèves (Vicia faba) sur le développement larvaire de Callosobruchus maculatus

Des tanins condensés sont extraits et isolés à partir du tégument de Vicia faba var. Géante Portugaise. Quatre polymères sont quantifiés et identifiés à quatre fractions: A, B, C et D. Ces fractions sont incorporées, en mélange ou séparées à différentes concentrations, dans un milieu nutritif favorable au développement de Callosobruchus maculatus (F.) (Coleoptera, Bruchidae).Les composés phénoliques provoquent la mortalité d'une partie de la population et retardent le développement des survivants. La mortalité observée varie suivant les fractions, leurs doses et le stade de développement de la bruche.La barrière constituée par le tégument des fèves est bien de nature chimique et concerne les tanins condensés.Dans un système de production agricole, l'utilisation des cultivars de fèves riches en tanins faiblement condensés pourrait permettre de réduire les taux d'infestation des graines de V. faba par C. maculatus.     

Fractionation of organic substances during anaerobic digestion of farm wastes for biogas generation

Summary Generation rate of biogas and its methane component, as well as changes of major organic fractions during anaerobic digestion of fresh cow dung alone and in combination with each of air-dry rice straw, maize stalks, and cotton stalks at a ratio of 11 (on the basis of 70°C dry weight of either source) have been monitored in laboratory fermenters for 75 days at 35°C. Mixtures of cow dung + maize stalks produced the highest cumulative volumes of both biogas and its methane component; i.e. 17.9 and 8.31/1 fermented material respectively, cow dung alone surpassed all of the tested biomass regarding the yield of methane production in relation to the volatile solids consumed which gave 636 l/kg; the other materials came in the succession: cow dung + maize stalks, cow dung + rice straw and cow dung + cotton stalks. Acetic, propionic, and butyric were the major detectable fatty acids formed during the digestion course. Cow dung excelled the other treatments in amounts of such acids produced. Combination between cow dung and crop residues resulted in reducing the formation of fatty acids and NH ₄ ⁺ and loss of nitrogen, but enhanced the disappearance of volatile solids, fats, hemicellulose and cellulose. The lignin content remained unchanged.

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Fractionnement de substances organiques pendant la digestion anaerobie de déchets de ferme pour la genèse de biogaz

Résumé La vitesse de genèse du biogaz et son contenu en méthane, ainsi que les modifications des principales fractions organiques pendant la digestion anaérobie a été examinée en fermenteurs de laboratoire pendant 75 jours à 35°C pour les bouses bovines fraîches, seules et en mélange 11 (sur la base du poids sec à 70°C) soit avec la paille de riz séchée au soleil, les fânes de maïs ou les tiges de cotonniers. Le mélange de bouses de vache et de fânes de maïs a produit le volume cumulatif le plus élevé tant de biogaz que de son constituant, le méthane, notamment respectivement 17.9 et 8.31/l de matériel fermenté. Les bouses de vache ont surpassé toutes les biomasses testées quant au rendement de la production de méthane par rapport aux solides volatils consommés qui donna 6361/kg; les autres matières viennent dans l'ordre décroissant: bouses de vache plus fânes de maïs, bouses de vache plus paille de riz et bouses de vaches plus tiges de cotonniers. Les acides gras principaux détectés et formés pendant le cours de la digestion étaient l'acide acétique, l'acide propionique et l'acide butyrique. La biométhanisation de bouses de vache a excellé par rapport à celle d'autres substrats quant aux quantités produites de ces acides. Le mélange de bouses de vache et de résidus agricoles a résulté dans la diminution de la formation d'acides gras et d'ammonium et de la perte en azote mais dans l'augmentation de la disparition des solides volatils, des graisses, de l'hémicellulose et de la cellulose. Le contenu en lignine est resté inchangé.

     

Aspects of the reproductive biology of three species of Ectobius (Dictyoptera: Blattidae)

Ootheca production is here investigated in three species of field-dwelling cockroaches under both field and controlled conditions. Mating is shown to have a significant effect on the length of the pre-oviposition and inter-oviposition periods, fecundity, female longevity and the formation of the ootheca. The occurrence of facultative parthenogenesis is confirmed in Ectobius lapponicus and E. pallidus.

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Résumé Les effets de l'accouplement sur certains aspects de la biologie de la reproduction ont été étudiés, pour trois espèces de blattes champêtres du genre Ectobius, à la fois en conditions expérimentales et en conditions naturelles. E. lapponicus et E. pallidus se révèlent être des parthénogénétiques facultatives, bien que ce mode de reproduction entraîne une réduction de la fertilité de ces espèces. Cette parthénogenèse est thélytoque. Quelques ufs non fécondés de E. panzeri se développent partiellement, mais n'éclosent pas. Des différences dans certains aspects de l'oviposition apparaissent chez les 3 espèces entre les femelles vierges et les femelles accouplées. Les périodes de pré-oviposition et d'inter-oviposition sont allongées chez les femelles vierges. La forme des oothèques varie, celles déposées par les femelles accouplées sont plus courtes et plus larges. Des différences spécifiques sont manifestes dans le mode de dépôt et dans le sens de rotation de l'oothèque, ce dernier caractère étant aussi affecté de quelque façon par la copulation. La longévité des femelles vierges est plus grande que celles des femelles accouplées, bien qu'un moindre nombre d'oothèques soit déposé. En général les femelles des trois espèces se comportent de façon semblable dans les conditions expérimentales et en milieu naturel.

     

β-Glucosidase biosynthesis inThermomonospora curvata

Summary -Glucosidase biosynthesis was induced inThermomonospora curvata during early exponential growth on cellobiose, cellulose and protein-extracted lucerne fibre in mineral salts minimal medium at 53°C. Only about 3% of the total culture -glucosidase was found in cell-free fluid when the actinomycete was grown on cellobiose or purified cellulose. A variety of non-lytic agents including detergents, salts, proteinase and electroporation failed to release the cellbound enzyme. However, cells grown on the fibre released more than 50% of their -glucosidase. The maximal amount of extracellular accumulation was dependent on the initial concentration of fibre in the medium. Thermal instability at 53°C was the major cause for low exracellular -glucosidase activity in cellobiose- and cellulose-grown cultures. In cultures grown on the fibre, the extracellular enzyme was stabilized against thermal denaturation by the composition of the cell-free fluid, but was degraded by transient proteinase activity. Proteolysis decreased the average beta-glucosidase specific activity from about 460mU/mg extracellular protein to about 80mU/mg within 1 day after the appearance of the proteinase.

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Biosynthèse de -glucosidase chez Thermomonospora curvata

Résumé La biosynthèse de -glucosidase a été induite chezThermomonospora curvata pendant la phase exponentielle précoce de croissance sur cellobiose, sur cellulose et sur fibre de lucerne dont on avait extrait les protéines, en milieu minéral minimum à 53°C. A peine 3% de la -glucosidase totale dans la culture a été retrouvée dans le milieu acellulaire lorsque l'actinomyète a crû sur cellobiose ou sur cellulose purifiée. Une foule d'agents non-lytiques, comprenant des détergents, des sels, la protéinase et l'électroporation n'ont pas réussi à libérer l'enzyme liée aux cellules. Toutefois, les cellules développées sur la fibre ont libéré plus de 50% de leur -glucosidase. La quantité maximum d'accumulation extra-cellulaire a dépendu de la concentration initiale de fibre dans le milieu. L'instabilité thermique à 53°C a été la casue majeure des seuils faibles de -glucosidase extra-cellulaire dans les cultures sur cellobiose ou cellulose. Dans les cultures développées sur fibre, l'enzyme extra-cellulaire était stabilisée contre la dénaturation thermique par la composition du milieu acellulaire, mais elle était dégradée par l'activité transitoire de la protéinase. La protéolyse a décru l'activité spécifique moyenne de la -glucosidase d'environ 460 mU/mg de protéine extra-cellulaire à environ 80 mU/mg endéans la journée après l'apparition de la protéinase.

     

Observations et discussions sur le développement embryonnaire des Phoronida

Resume La fécondation est généralement interne chez les phoronidiens. La segmentation des ceufs est totale, egale (parfois légèrement inégale) et de type radiaire (avec quelquefois une apparence fortuite de segmentation spirale). La gastrula est formée par embolie. La bouehe derive de la zone blastoporale sans formation d'un vrai stomodeum. L'anus est mis en place par perforation de l'ectodersme et représente une néo-formation indépendante du blastopore. Le mesoderme est issu par proliferation cellulaire des regions antérieure et laterales de l'archentéron. Le protoccele est forme par des cellules mésodermiques se disposant le long de la paroi du lobe préoral. Le métaccele est issu probablement suivant les espèces d'une ou deux masses. La formation du mesoderme correspond á une variation de la méthode entéroccelique typique. Les phoronidiens doivent être considérés comme des deutérostomiens, d'après l'ensemble de nos résultats (voir aussi Emig, 1973).

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Observations and discussions on the embryonic Development in Phoronida

Summary Internal fertilization (in metaccelom) generally occurs in Phoronida. The eggs are extruded to the exterior through the nephridia, shed freely into the sea-water or retained in the lophophoral concavity. The cleavage of phoronid eggs is total, equal (or subequal) and radial (with sometimes fortuitous appearance of spiral cleavage patterns). The gastrula is formed by emboly. The mouth is derived from the anterior remnant of the blastopore without a true stomodeum. The anus arises by perforation, as an independent structure of the blastopore. The mesoderm formed by budding originates as isolated cells proliferated from the anterior and lateral surfaces of the archenteron. In the preoral hood appears a protoccel by mesodermal cells lining the walls of the blastoccel. The trunk clom (or metaccel) of Actinotrocha originates from one or two posterior masses of mesodermal cells. It is possible that the mode of formation of this coelom varies in respect to the different species. The mesoderm elaboration is considered as a modified enteroccelous method.The acceptance of Phoronida as deuterostomes is regarded as the logical consequence of the present considerations (see also Emig, 1973): radial cleavage, origin of mesoderm by a derived enteroccelous method, trimetamerous actinotrocha.

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Abbréviations des figures a anus - lp lobe préoral - ar archentéron - b blastoccele - ma mésoderme de la région anterieure de l'archentéron - ml mésoderme des régions latérales de l'archentéron - bl blastopore - mes cellule mésodermique - bo bouche - n ebauche des - n éphridiesect mesderme - s sophage - end endoderme - p protocle - est estomac - t ebauche des tentacules - g ebauche du ganglion nerveux - te tentacule - gn glandes nidamentaire - v vestibule - i intestin     

The effect of shikimate onNostoc linckia

Growth, heterocyst frequency and nitrogenase-catalysed hydrogen evolution, but not nitrogenase activity, hydrogen uptake and photosynthetic O₂ evolution activities of the cyanobacteriumNostoc linckia, were significantly affected by shikimic acid (up to 10 g/ml). Exposure ofN. linckia to shikimic acid at 50 g/ml for 24 h caused fragmentation of filaments into 10- to 15-celled trichomes.

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Résumé L'acide shikimique (jusqu'à 10 g/ml) anecte de manière significative la croissance, la fréquence des hétérocystes, l'emission d'hydrogène catalysée par la nitrogénase, et de manière non significative l'activité de la nitrogénase, le prélèvement d'hydrogène et la génération photosynthetique d'O₂ de la cyanobactérieNostoc linckia. L'exposition deN. linckia à l'acide sinkinique à 50 g/ml pendant 24h a causé la fragmentation des filaments en trichomes de 10 à 15 cellules.