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.

     

Effect of moisture and salt stress on selectedRhizobium phaseoli strains

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

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

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

     

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

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

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

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

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Submitted as ICRISAT J. A. No. 475.     

Detection and purification of plasmids present inThermus strains from Icelandic hot springs

Summary Two procedures to detect and purify covalently closed circular plasmid DNA present inThermus strains from Icelandic hot springs are described in detail. Using these procedures, plasmid DNA was detected in IcelandicThermus strains B₁ and B₂, and 0.2–0.4 mg of pure plasmid DNA was isolated from a litre of the cultures (8.5–9.0 g wet weight). Strain B₁ harboured one plasmid species, pCLK 1; strain B₂ harboured two plasmid species, pCLK 2 and pCLK 3.

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Detección y purificación de plásmidos presentes en cepas de Thermus de manantiales calientes de Islandia

Resumen Se describen detalladamente los procedimientos para detectar y purificar DNA-plásmidos covalentemente cerrados que se hallan en cepas deThermus aisladas de manantiales calientes de Islandia. Usando la metodología descrita se detectó DNA plásmico en las cepas islandesas deThermus B₁ y B₂. Se aisló 0.2–0.4 mg de DNA plásmico puro a partir de un litro de cultivo (8.5–9.0 g de peso fresco). La cepa B₁ contenia una especie de plásmido, pCLK 1; mientras que la cepa B₂ contenia dos, pCLK 2 y pCLK 3.

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Détection et purification de plasmides présents dans des souches de Thermus provenant de sources thermales islandaises

Résumé Deux procédés pour la détection et la purification d'ADN plasmidiques circulaires de souches deThermus provenant de sources thermales islandaises sont décrits de façon détaillée. Par ces procédés, de l'ADN plasmidique a été décelé dans les souches islandaises deThermus Bl et B2, et 0.2–0.4 mg d'ADN plasmidique pur a été isolé à partir d'un litre de culture (8.5–9.0 g, poids humide). La souche Bl héberge une suele éspèce de plasmide (pCLK 1); la souche B2 héberge deux éspèces de plasmides (pCLK 2 et pCLK 3).

     

Survival ofRhizobium trifolii in soil following inoculation of arrowleaf clover

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

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

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

     

Aeration requirements ofRhizobium cultures

Summary To obtain a high concentration ofRhizobium in broth cultures, the process conditions should be adjusted to the medium and strain used. Oxygen may be a growth-limiting factor if the micro-organism requirements are not satisfied. In this work the process conditions in shake flasks and stirred fermenters were established, based on the oxygen supply rate, in relation to the cell oxygen demand of the variousRhizobium strains used in inoculant preparations. The strains used wereRhizobium meliloti B-36,R. phaseoli F-10,R. trifolii A-22,Rhizobium spp. LL-22,R-leguminosarum D-91 andR. japonicum 5019. They had maximum oxygen demand rates from 135 to 360 ml O₂/l/h in media containing 10 g of carbon source/l, 4 g of yeast extract/l and mineral salts. When the operations were conducted in Erlenmeyer flasks with a volume liquid/volume flask of 0.150 in a rotary shaker at 250 rev/min and 2.5 cm eccentricity, the oxygen absorption rate was 355 ml O₂/l/h. In mechanically stirred fermenters with a liquid depth/fermenter diameter of 1, with an agitation rate of 250 to 450 rev/min and an air flow rate of 0.5 v/v/min, the bacteria had oxygen absorption rates of between 233 and 661 ml O₂/l/h. These conditions allowed the attainment of 1.2 to 2.4×10¹⁰ viable cells/ml from between 24 and 72 h.

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Resumen Para obtener alta concentración de células deRhizobium en caldos de fermentación deben ajustarse las condiciones de proceso al medio y cepas utilizadas. El oxígeno puede resultar uno de los factores limitante del crecimiento si no satisfacen las necesidades del microorganismo. En el presente trabajo se establecen condiciones de proceso en Erlenmeyers agitados y en fermentadores en base a la velocidad de absorción de oxígeno y relación a la demanda para los medios y las distintas cepas utilizadas en la preparación de inoculantes. Las cepas empleadas,Rhizobium meliloti B-36;R. phaseoli F-10;R. trifolii A-22;Rhizobium spp. LL-22;R. leguminosarum D-91; yR. japonicum 5019, presentaron máximos valores de demanda de oxígeno en el rango de 135 a 360 ml O₂/l/h en medios que contienen 10g/l de fuente de carbono, 4g/l de extracto de levadura y sales minerales. Para las especies indicadas se estableció que operando en agitador rotatorio a 250 r.p.m. y 2,5 cm de excentricidad deben utilizarse Erlenmeyers con una relación de volumen de líquido a volumen de frasco de 0,150 (para estas condiciones la velocidad de absorción de oxígeno es de 355 ml O₂/l/h) mientras que en fermentadores con agitación mecánica y para una relación de altura de líquido a diámetro de tanque igual a uno las condiciones establecidas se encuentran comprendidas en el ámbito de velocidades de agitación de 250 a 450 r.p.m. y caudal de aire de 0,5 v/v/min (estos valores corresponden a velocidades de absorción de oxígeno comprendidas entre 233 a 61 ml O₂/l/h). Las condiciones indicadas permiten obtener concentraciones celulares de 1,2 a 2,4×10¹⁰ cel/ml en tiempos de 24 a 72 horas de proceso.

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Résumé Pour obtenir une haute concentration de cellules deRhizobium dans des milieux de fermentation, il faut ajuster les conditions de processus au milieu et aux souches utilisés. L'oxygène peut être un des facteurs limitants de la croissance du microorganisme si ses besoins ne sont pas assouvis. Dans ce travail, pour les milieux employés, on établit des conditions de processus dans des Erlenmeyers et dans des fermenteurs. Ces conditions se basent sur la vitesse d'absorption d'oxygène et sur la demande cellulaire, de différentes souches deRhizobium, utilisées dans la préparation d'inoculants. Les souches employées sont:Rhizobium meliloti B-36;R. phaseoli F-10;R. trifolii A-22;Rhizobium spp. LL-22;R. leguminosarum D-91 etR. japonicum 5019. Elles ont presenté des valeurs du besoin maxima d'oxygène entre 135 et 360 ml O₂/l/h dans des milieux contenant 10g/l de source de carbone, 4g/l d'extrait de levure et sels minéraux. Pour les espèces indiquées, en opérant dans un agitateur rotatif à 250 tours/minute et 2,5 cm d'excentricité on a établi qu'il faut utiliser des Erlenmeyers dont le rapport volume de milieu liquide/volume de récipient est 0,150 (pour ces conditions, la vitesse d'absorption d'oxygène est 355 ml O₂/l/h); tandis que dans des fermenteurs avec agitation mécanique et pour un rapport hauteur de milieu liquide/diamètre de tank égal à l, les conditions établies se trouvent entre vitesses d'agitation de 250 à 450 tours/minute et un débit d'air de 0,5 litre par volume de milieu et par minute (ces valeurs d'operation correspondent aux vitesses d'absorption d'oxygène de 233 à 661 ml O₂/l/h). Ces conditions permettent d'obtenir des concentrations cellulaires de 1,2 à 2,4×10¹⁰ cellules viables par millilitre apres 24 à 72 heures de processus.

     

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

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

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

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

     

The East AfricanRhizobium MIRCEN; A framework for promoting regionally co-ordinated biological nitrogen fixation

Summary The Nairobi MIRCEN, which addresses itself to N₂-fixation by legume-rhizobia systems, was established in 1977 in the Departments of Soil Science and Botany of the University of Nairobi as one of the first four MIRCENs. The centre embraces Eastern Africa region. The countries served include Uganda, Sudan, Tanzania, Zambia, Zimbabwe, Rwanda, Lesotho, Malawi, Mauritius, Ethiopia and Kenya. Its broad responsibilities include collection, identification, maintenance, testing and distribution of rhizobia cultures compatible with leguminous crops of the region. Additionally, the centre provides training facilities for scientific personnel and extention workers, and its also disseminates information onRhizobium technology. The centre maintains liaison with appropriate microbiologists, agronomists and institutions within and outside the region. The population of Eastern Africa is increasing rapidly at the rate of 3% per annum while growth in agricultural output continues to lag behind at 1.5% per annum. Grain legumes (beans, cowpeas, pigeon peas) play an important role in the diet of the people, yet the agronomic yields of these legumes are markedly low due to poor practices. The Nairobi MIRCEN has since its inception employed an interdisciplinary approach in tackling the problems of increased legume production. The University staff (agronomists, microbiologists, physiologists, pathologists, soil scientists) who themselves are associated with specific research programmes (e. g. cowpea improvement programme, pigeon pea, MIRCEN) work very closely. This paper reports on some of the achievements of the Nairobi MIRCEN on (a) production and distribution ofRhizobium inoculants (b) research activities on legume-rhizobia symbiosis and other N₂-fixing organisms (c) training of scientific personnel (d) dissemination of information and (e) fostering regional and international co-operation.

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Resumen El MIRCEN de Nairobi que se orienta hacia el estudio de la fijación de nitrógeno en los sistemas leguminosa-rhizobium, se estableció en 1977 en el seno del Departamento de Ciencias del Suelo y Botánica de la Universidad de Nairobi como uno de los cuatro primeros MIRCENs. El centro abarca toda la región Este de África, sirviendo a los siguientes países: Uganda, Sudán, Tanzania, Zambia, Zimbabue, Ruanda, Lesotho, Malawi, las Mauricio, Etiopía y Kenia. Los vastos cometidas del centro incluyen la recogida, identificación y mantenimiento de cepas deRhizobium compatibles con las leguminosas propias o no de la región. El centro proporciona además facilidades para las formación de personal investigador y de extensión agraria, aparte de divulgar información relativa a la tecnología de uso deRhizobium. El centro también mantiene vínculos con microbiologos, agrónomos e instituciones relacionadas tanto dentro como fuera de la región. La población de África del Este crece rapidamente con un indice del 3% anual, sin embargo, el output agricola sigue por debajo con un crecimiento de tan solo 1.5% por año. Las legumbres (alubias, fújoles etc) juegan un papel importante en la dieta de la población, no obstante los rendimientos de dichos cultivos permanecen extremadamente bajos debido al elevado coste de los abonos inorgánicos. El MIRCEN de Nairobi ha tratado, desde su concepción, de resolver de una forma interdisciplinar los problemas inherentes a la obtención de un incremento en la produción de legumbres. El personal de la Universidad (agrónomos, biólogos, fisiólogos, patólogos, edafólogos) trabajan en estrecha colaboración aún que cada uno de ellos este adscrito a un programa específico (programa de mejora del fújol, MIRCEN). Este trabajo muestra algunos de los resultados obtenidas en le MIRCEN de Nairobi en las siguentes areas: (a) producción y distribución de inóculo deRhizobium; (b) investigaciones sobre la simbiosisRhizobium-leguminosas y otros organismos fijadores de nitrógeno; (c) formación de personal investigador; (d) divulgación de información; (e) adopción y promoción de programas de cooperación nacinoal e internacional.

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Résumé Consacré à la fixation de N₂ par les systèmes rhizobium-légumineuse, le MIRCEN de Nairobi est l'un des quatre premiers Centres créés. Il a été implanté en 1977 dans le Département de Pédologie et de Botanique de l'Université de Nairobi. Ce centre couvre toute l'Afrique Orientale, les pays desservis étant l'Ouganda, le Soudan, la Tanzanie, la Zambie, le Zimbawe, le Rouanda, le Lesotho, l'Ile Maurice, l'Ethiopie et le Kenya. Ses larges attributions comprennent la collection, l'identification, la maintenance, le contrôle et la distribution de cultures de rhizobiums compatible avec les légumineuses cultivées dans la région. De plus, le Centre assure la formation de personnel scientifique et de techniciens supplétifs, et diffuse des informations sur la technologie desRhizobium. Il assure enfin des liaisons avec des microbiologistes et des agronomes et avec des institutions scientifiques situées dans et en dehors de la région. La population de l'Afrique Orientale s'accroit rapidement au rythme annuel de 3%, tandis que la production agricole regresse de 1,5% par an. Les graines de légumineuses (haricot, cowpea, pigeon-pea) jouent un rôle important en alimentation humaine, mais les rendements, à cause du coût élevé des engrais minéraux, sont très faibles. Depuis sa création, le MIRCEN de Nairobi a recours, pour améliorer la production des légumineuses, à une approche interdisciplinaire. Le personnel scientifique de l'Université (agronomes, microbiologistes, physiologistes, pathologistes et pédologues) sont engagés dans des programmes de recherche spécifiques (MIRCEN, amélioration du cowpea et du pigeon-pea) et travaillent en collaboration étroite. Dans cet article, quelques réalisations du MIRCEN de Nairobi sont rapportées, notamment en ce qui concerne: (a) la production et la distribution de souches deRhizobium, (b) les recherches sur la symbioseRhizobium-Légumineuses, (c) la formation de personnel scientifique, (d) la diffusion de l'information, et (e) l'établissement de relations régionales et internationales.

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

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

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

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

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

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

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

     

Fruiting ofLentinus edodes (Shiitake) in liquid media

Summary Eight dikaryotic stocks ofLentinus edodes (Berk.) Sing. were studied in respect to fruiting in several different formulations of chemically-defined liquid media. On the two media which included the same four solutions (minerals, trace elements, vitamins and salicylic acid) the stocks differed only slightly in growth but were markedly different in primordia and fruitingbody formation. Stocks also showed variation in respect to fruiting, following incubation in media from which one of the solutions was omitted, and it was suggested that this was a consequence of differences in genes controlling fruiting. Inorganic substances (glass wool, vermiculite and perlite) served satisfactorily in supporting fruiting bodies in liquid media. Light was essential for borwn-pigment formation of the mycelial coat and for fruiting-body maturation but was not required for formation of primordia.

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Resumen Se estudío la fructificación de ocho cepas dikaríoticas de Lentinus edodes en varias fórmulas químicas diferentes de medio líquido definido. En dos medios que contenían las mismas cuatro soluciones (mineral, elementos trazas, vitaminas y ácidos salicílico) las diferencias en crecimiento entre las cepas eran apenas perceptibles pero eran marcadamente diferentes en relación a la formación del primordio y del cuerpo fructífero. Las cepas también mostraban variación en la fructificatión cuando se incubaban en un medio al cual una de las soluciones se le omitía, sugiriéndose ésto como una consecuencia de diferencias en los genes controlando la fructificación. Sustancias inorgánicas (lana de vidrio, vermiculita y perlita) fueron usadas satisfactoriamente como soporte de los cuerpos fructíferos en medio líquido. La luz era esencial para la formación del pigmento marrón de la capa micelial y para la maduración del cuerpo fructífero, pero no era requerida para la formación de primordio. Received 1 November 1986; accepted 29 December 1986

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Résumé Huit souches dicaryotes deLentinus edodes (Berk.) ont été étudiées en ce qui concerne la fruitification dans différentes formulations de milieux liquides chimiquement définis. Sur les deux milieux contentant les quatre mêmes solutions (composés minéraux, oligo-éléments, vitamines et acide salicylique), les souches différent peu en ce qui concerne la croissance, mais par contre foretement en ce qui concerne la formation de primordia et de fructifications. La fructification des souches varie aussi lorsque l'incubation est effectuée dans des milieux où l'une gènes contrôlant la frucitification. Certaines substances minérales (laine de verre, vermiculite et perlite) soutiennent efficacement les fructifications en mlieu liquide. La lumière est nécessaire à la pigmentation brune du mycélium et à la maturation des fructifications, mais n'influe pas sur la production de primordia.

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Visiting Professor in the Department of Biology, CUHK, from the State University of New York at Buffalo, USA.     

African fermented foods: from art to science

Summary The fermentation of food has the following advantages: longer keeping quality, variety in flavour, making inedible foods edible. In addition, the fermented foods have enhanced nutritional values and decreased toxicity. Unfortunately, production of these foods in most African countries is largely unsophisticated and does not allow for increased production to meet increasing demand. To improve the production, there should be scientific investigations into the microbial culture involved in the fermentation, the processing equipment and the methods of optimizing the fermentation conditions.Research on the fermentation of African locust bean and soybean to producedawadawa (iru) is reviewed with a view to exposing the scientific background available for transforming the production from art to science.

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Resumen La fermentación de alimentos tiene las siguientes ventajas: calidad de conservación superior, variedad de sabores y permite el consumo de productos previamente incomestibles. Además los alimentos fermentados tienen mayores propiedades nutritivas y menor toxicidad. Desafortunadamente la elaboración de este tipo de alimentos en la mayoría de paises africanos esta poco desarrollada y no permite el incremento de producción necesario para satisfacer el incremento de la demanda. Para mejorar la producción deberían de realizaese estudios sobre los procesos microbiológicos envueltos en la fermentación, sobre el equipamiento y sobre los métodos para optimizer las condiciones de fermentación.Se hace una revisión de los trabajos realizados sobre la fermentación de una variedad africana de soja para la producción dedawadawa (iru) exponiendo la información disponible a fin de transformar esta elaboración de arte en ciencia.

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Résumé La fermentation des aliments possède les avantages suivants: une qualité de plus longue conservation, une variété de flaveurs, et la transformation d'aliments non comestibles en aliments comestibles. De plus, les aliments fermentés ont une valeur nutritonnelle accrue et une moindre toxicité. Malheureusement, la production de ces aliments fermentés reste largement fruste dans la plupart des pays africains et ne permet pas une production accure pour satisfaire une demande en augmentation. Pour améliorer la production, il importerait d'investiguer dans la science des cultures microbiennes impliquées dans la fermentation, dans l'équipement technologique et dans les méthodes d'optimisation des conditions de fermentation. On passe en revue la recherche sur la fermentation de la caroube africaine pour produire ledawadawa (iru) dans l'esprit d'exposer les connaissances de base disponibles pour transformer cette production d'un art à une science.

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Based on a paper presented at IFS/UNU Workshop on Development of indigenous fermented foods and food technology in Africa, Douala, Cameroon, 14–18 October, 1985.     

International strain data networks

Summary Microbial resources, in the form of preserved cultures and individual records of the properties of these, are very extensive. However, access to this mass of information is extremely limited and primarily a manual operation. In the last few years, computerized data bases describing microbial strains have been established in many service and research culture collections world-wide. Some of these are planned to become publicly accessible data banks. Active investigation of the possibility of combining some of these data banks into regional networks is underway in at least the Nordic Countries, the UK, the Common Market Countries, Japan and the USA. The United Nations Environment Programme (UNEP), initiated, with further support from the Commission of the European Communities (CEC), and the Fonds National de la Recherche Scientifique (FNRS) of Belgium, an international workshop in Brussels in November 1983 to explore the possibility and modus operandi of a world microbial strain data network. The workshop participants appointed a Working Group and the project has subsequently become sponsored by the Committee on Data for Science and Technology (CODATA) and the World Federation for Culture Collections (WFCC). Key recommendations included: (1) a world system should have the flexibility to include non-computerized as well as computerized information; (2) the system should be distributed rather than be a single centralized data bank, and (3) a number of committees would have to be constituted to implement the project.

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Resumen Los recursos microbiológicos son muy extensos, si como tales consideramos las colecciones de cultivos y los conocimientos sobre sus propiedades almacenados en ficheros individuales. Sin embargo el acceso a toda esta información esta extraordinariamente limitado y se realiza generalmente de forma manual. En estos últimos años se han establecido bancos de datos computarizados describiendo cepas microbianas en centros de investigación y de conservación de colecciones de cultivos en todo el mundo. Algunos de ellos han sido ya diseñados para su conversión a bancos de datos de acceso público. En los países Nórdicos, los países miembros del mercado común, U.K., Japón y U.S.A.; se esta estudiando la posibilidad de reunir algunos de estos bancos de datos para formar una red regional. UNEP, CEC y FNRS de Bélgica patrocinaron en Noviembre 1983 una Reunión Internacional que tuvo lugar en Bruselas, con el fin de explorar las posibilidades y el modus operandi de un banco mundial de datos sobre cepas microbianas. Los participantes de la Reunión nombraron un grupo de trabajo y el proyecto ha sido a partir de entonces patrocinado por CODATA y WFCC. Las recomendaciones clave incluyen: (1) un sistema mundial debe ser lo suficientemente flexible para poder incluir información tanto computerizada como no computerizada; (2) el sistema ha de ser descentralizado; y (3) hay que constituir un cierto número de comités para implementar el proyecto.

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Résumé Les ressources microbiologiques en matière de cultures et de données sur les propriétés individuelles des souches sont considérables. Toutefois, l'accès à cette masse d'informations est encore très limité et nécessite des opérations manuelles. Au cours des dernières années, des informations computorisées sur les souches microbiennes ont été enrégistrées dans le monde entier par beaucoup de collections de cultures, dont certaines s'apprêtent à devenir des banques de données publiquement accessibles. Des études sur la possibilité de combiner ces banques de données sur la base de réseaux régionaux ont été entreprises, notamment dans les pays nordiques, le Royaume Uni, la Communauté Européene, le Japon et les USA. L'UNEP, la Communauté Européenne et le FNRS belge ont tenu à Bruxelles, en novembre 1983, une réunion internationale afin d'explorer la possibilité et le mode de fonctionnement d'un réseau mondial de données sur les souches microbiennes. Les participants ont constitué un groupe de travail et le projet a été patronné par CODATA et WFCC. Il a été essentiellement recommandé: (1) qu'un tel système mondial devrait être assez souple pour inclure à la fois des informations computorisées et non-computorisées; (2) que le système devrait être décentralisé; et (3) qu'il convient d'instituer un certain nombre de comités pour mettre en oeuvre le projet.

     

Dynamics of the population sizes of cowpea and soybean rhizobia at three locations in West Africa

Summary Variation in the population sizes of rhizobia that are capable of nodulating cowpeas and two soybean cultivars with different symbiotic promiscuities was assessed at three locations in West Africa. Maradi, in Niger, is subject to temperature extremes and prolonged drought; the soil contained fewer rhizobia than those at Onne and at the International Institute of Tropical Agriculture both of which are located in the humid zone of Nigeria. Numbers of rhizobia, especially of cowpea rhizobia in the top 15 cm six weeks after planting, were significantly higher in fields cropped to cowpeas than fallow soil, indicating that cowpea crops built up the population of compatible rhizobia in the root zone.Bradyrhizobium japonicum specific for American soybean cultivars had the smallest population at all three locations, confirming the need for inoculating these cultivars with appropriate rhizobia in tropical soils. In fallow plots, in the absence of the host plant, rhizobial population sizes remained stable for four years.

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Resumen Se estudió la variación en el tamaño de población deRhizobium capaces de nodular en caupíes y en dos cultivars de soja con distintos requerimientos simbióticos, en tres localidades del Oeste de Africa. Maradi, en Nigeria es un lugar con un régimen de temperaturas extremas y sequía prolongada; en este lugar el suelo contenía menor número deRhizobium comparado con las poblaciones encontradas en Onne y en le Instituto Internacional de Agricultura Tropical, ambos lugares situados en la zona húmeda de Nigeria. La población deRhizobium, especialmente deRhizobium associados a caupíes, era significativamente superior en aquellos campos que habían sido cultivados que en las parcelas dejadas en barbecho, indicando con ello que el cultivo de caupíes aumenta la población rizosférica deRhizobium compatibles.Bradyrhizobium japonicum, específico para los cultivars americanos de soja, era el menos abundante en las tres localidades estudiadas, confirmándose así la necesidad de inocular dichos cultivars con elRhizobium apropiado en suelos tropicales. En las parcelas en barbecho, en ausencia de planta huésped, las poblaciones deRhizobium se mantuvieron establizadas durante 4 años.

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Résumé Ce travail concerne l'étude des variations de populations deRhizobium capables de faire noduler le cowpea et deux cultivars de soja soumis à des environnements différents. A Maradi, au Niger, localité éxposée à des températures extrêmes et à une sécheresse prolongée, le sol contient moins deRhizobium qu'à Onne et à l'Institut International d'Agriculture Tropicale, lesquels sont situés dans la zone humide du Nigéria. Six semaines après les semailles, lesRhizobium sont sensiblement plus nombreux dans les champs de cowpea que dans les jachères, ce qui indique que la culture de cowpea entraîne le développement deRhizobium compatibles dans la couche racinaire des 15 centimètres superficiels.Bradyrhizobium japonicum, qui est spécifique des cultivars de soja américain, est la population la plus faible dans les trois sites, confirmant ainsi la nécessité dans les sols tropicaux d'inoculer ces cultivars avec desRhizobium appropriés. En jachère, c'est à dire en l'absence de plante-hôte, les populations rhizobiennes sont restées stables pendant quatre années.

     

Glucoamylase production byAspergillus awamori on rice flour medium and partial characterization of the enzyme

Summary Aspergillus awamori ATCC 22342 was selected from 12 strainsof Aspergillus spp.and Rhizopus spp. as the best producer of amylase. Optimal growth conditions for the enzyme production in shake flasks were provided by: a medium containing 60 g/1 rice flour, 0.075% (w/v) NaNO₂ and 0.075% (v/v) corn-steep liquor, a temperature of 30° C and initial pH value of 6.5. The enzyme was characterized as a glucoamylase with a molecular weight of 49,000. Maximum enzyme activity occurred at 45 C and pH 5.8. The enzyme was stable at 40° C and lost 70 and 90% of activity when heated for 30 min at 50 and 60°C, respectively. Thermal inactivation was slowed in the presence of starch. Michaelis-Menten constants for soluble starch and dextrin were estimated as 12.5 and 33.3 mg/ml, respectively. This enzyme may be used for the production of glucose-rich syrups from rice starch.

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Producción de glucoamilasa por Aspergillus awamori en harina de arroz y caracterización parcial del enzima

Resumen Aspergillus awamori ATCC 22342 se seleccionó entre 12 cepas deAspergillus spp. y deRhizopus spp. como el mejor productor de amilasa. La condiciones óptimas de crecimiento para la producción del enzima en frascos de agitación fueron las siguientes: un medio con la composicion siguiente: 60 g/1 de harina de arroz, 0.075% (m/v) NaNO₂ y 0.075% (v/v) de extracto de maíz (corn steep liquor); una temperatura de 30°C y un pH inicial de 6.5. El enzima fue caracterizado como una glucoamilasa de peso molecular 49,000. La máxima actividad enzimática se obtuvo a 45°C con un pH de 5.8. El enzima era estable a 40 C pero perdió un 70 y un 90% de su actividad cuando se calentó durante 30 min a 50 y 60° C respectivamente. La inactivación térmica fue más lenta en presencia de almidón. Las constantes de Michaelis-Menten para almidón soluble y para dextrina se estimaron como 12.5 y 33.3 mg/ml respectivamente. Este enzima puede utilizarse para la producción de jarabes ricos en glucosa a partir de almidón de arroz.

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Production de glucoamylase par Aspergillus awamori cultivé sur milieu à la farine de riz et caractérisation partielle de l'enzyme

Résumé Aspergillus awamori ATCC 22342 a été sélectionné parmi 12 souches d'Aspergillus spp. et deRhizopus spp. comme étant le meilleur producteur d'amylase. Les conditions optimales de croissance pour la production d'enzyme en fioles agitées sont: un milieu contenant 60 g/1 de farine de riz, 0.075% (w/v) de NaNO₂ et 0.075% (v/v) de liqueur de corn steep, une température de 30° C et un pH initial de 6.5. L'enzyme a été caractérisé comme étant une glucoamylase de poids moléculaire 49,000. L'activité maximum de l'enzyme se situe à 45°C et pH 5.8. L'enzyme est stable à 40°C et perd 70 et 90% de son activité par chauffage pendant 30 min à 50 et à 60°C, respectivement. L'inactivation thermique est ralentie en présence d'amidon. Les constantes de Michaelis-Menten pour l'amidon soluble et pour la dextrine ont été éstimées, respectivement, à 12.5 et 33.3 mg/ml. Cet enzyme peut être utilisé pour la production de sirops riches en glucose à partir d'amidon de riz.

     

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.

     

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.

     

Fermentation research in Nigeria

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

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

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

     

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

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

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

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

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

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

     

Control of simuliid blackflies and mosquitoes withBacillus thuringiensis subsp.israelensis

Summary Bacillus thuringiensis subsp.israelensis produces a -endotoxin which is insecticidal against larvae of mosquitoes and blackflies. The toxin particles introduced into the water at concentrations of a few ng/ml kill rapidly after uptake by target larvae. Breakdown of the function of the gut epithelium is the primary cause for the lethal action of the toxin. The molecular mode of action is not yet understood in its details. However, it appears that the toxin is cytolytic and acts by disruption of membrane permeability systems. Field efficacy ofB. thuringiensis subsp.israelensis has been demonstrated in many countries. Most impressive results were obtained in West Africa where this microbial larvicide has been included in a large field programme to control blackflies, the vector of river blindness.

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Resumen La característica mas importante deBacillus thuringiensis es la producción de un metabolito con propiedades insecticidas durante el proceso de esporulación. Este se deposita normalmente en forma cristalina dentro del esporangio. Dichos cristales al ser ingeridos por larvas de insectos susceptibles se disuelven en el intestino y los polipéptidos liberados son activados mediante proteolisis. Las moléculas tóxicas resultantes matan a los insectos por destrucción del epitelio intestinal. Entre 30 subespecies, la denominadaisraelensis o BT H-14 es activa contra algunas familias de Diptera entre las cuales encontramos especies pertenecientes a los génerosCulex, Aedes, Anopheles ySimulium que son vectores de enfermedades tropicales infecciosas. La subespecieisraelensis, descubierta hace tan solo 10 años, ha sido ya utilizada por varias compañias como la base de potentes insecticidas para el control de los estadios larvales de dichos vectores. La toxina producida por la especieisraelensis esta incluida en una envuelta y tan solo una parte de la inclusión tiene extructura cristalina. La solubilización de la inclusión bajo condiciones reductoras produce una banda prominente en un rango de pesos moleculares entre 25000 y 30000 daltons. Se encuentran ademas bandas adicionales alrededor de 130000 y 65000 daltons. El modo de acción a nivel molecular no esta totalmente dilucidado. Sin embargo, parece ser que la toxina es citolítica y actua alterando los sistemas de permeabilidad de membrana. La eficacia en el campo deBacillus thuringiensis subsp.israelensis ha sido demostrada en muchos paises. Los resultados mas notables se han obtenido en la región oeste de Africa donde la cepa BT H-14 fue empleada en una gran operación de campo para controlar las larvas deSimulium damnosum, vectores de la cegera de rio. Como resultado se redujo la incidencia de la enfermedad. Se conocen distintos procedimientos para incrementar la eficacia de preparaciones comerciales. La modificación de las toxinas mediante ingeniería genética y la mejora de las formulaciones para conseguir una mayor persistencia son ejemplos de dos áreas prometedoras en la cuales se esta investigando en varios laboratorios.

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Résumé La principale caractéristique deBacillus thuringiensis est de produire, au cours de la sporulation, un métabolite insecticide. Celui-ci se dépose habituellement dans le sporange sous forme cristalline. Ces cristaux, lorsqu'ils sont ingérés par des insectes sensibles, se dissolvent dans l'intestin, et les polypeptides ainsi libérés sont activés par protéolyse. Les molécules toxiques qui en résultent tuent les insectes par destruction de l'épithélium intestinal. Parmi les 30 sous-espèces décrites, celle appeléeisraelensis ou BT H-14 est active à l'égard de quelques familles deDiptera parmi lesquelles on trouve des espèces appartenant aux GenresCulex, Aedes, Anopheles etSimulium, qui sont des vecteurs de maladies infectieuses tropicales. La sous-espèceisraelensis, découverte il ya seulement 10 ans, a déjà été utilisée par plusieurs firmes comme base de puissants insecticides pour la lutte contre les stades larvaires de ces vecteurs. La toxine produite par la sous-espèceisraelensis est contenue dans une enveloppe et une partie seulement de l'inclusion présente un arrangement cristallin. La solubilisation de l'inclusion en milieu réducteur donne une bande prédominante, correspondant à un poids moléculaire de 25 à 30.000 daltons. Des bandes accessoires sont situées autour de 130.000 et 65.000 daltons. Le mode d'action au niveau moléculaire n'est pas encore connu en détail. Cependant, il semble que la toxine soit cytolytique et agisse par destruction des systèmes de perméabilité membranaire. L'efficacité sur le terrain deB. thuringiensis subsp.israelensis a été démontrée dans de nombreux pays. Les résultats les plus impressionants ont été obtenus en Afrique Orientale, où BT H-14 a été employé dans une large opération sur le terrain de lutte contre les larves deSimulium damnosum, vectrices de la cécité des rivières. Il existe plusieurs possibilitiés pour accroître l'efficacité des préparations commerciales. La modification de la toxine par manipulation génétique et l'amélioration de la persistance des formules sont deux perspectives prometteuses, actuellement à l'étude dans plusieurs laboratoires.

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

Isolation and characterization of variants ofRhizobium leguminosarum bvphaseoli

Summary Seven spontaneous variants ofR. leguminosarum byphaseoli were isolated from three stock cultures by their diversity in colony morphology. Five variants had small opaque or translucent colonies and two variants, large gummy colonies. There were marked differences between strains, but not between variants of the same strain, in the utilization of carbon sources. The large gummy colony variants were more tolerant to streptomycin and novobiocin and less effective or ineffective in N₂ fixation than the variants of small non-gummy colonies; they were also of higher competitive ability than the other variants from the same strain. At least for one strain, competitiveness seemed less subject to variation.

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Resumen A partir de cultivos de referencia, y debido a la diversidad morfológico de sus colonias, se aislaron siete variantes espontaneas deR. leguminosarum bvphaseoli. Cinco de las variantes presentaron colonias pequeñas, opacas o traslucidas. Las colonias de las otras dos variantes eran grandes y de aspecto gomoso. En la utilización de fuentes de carbono se observaron diferencias marcadas entre distintas cepas pero no entre variantes de la misma cepa. Las colonias grandes y de aspecto gomoso eran más tolerantes a la estreptomicina y a la novobiocina, menos eficaces que las variantes de colonias pequeñas en cuanto a la fijación de N₂, y mostraron además una mayor habilidad competitiva frente a las otras variantes de la misma cepa. Al menos en una de las cepas la competitividad estaba menos sujeta a variaciones.

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Résumé Sept variants spontanés deR. leguminosarum bvphaseoli ont été isolés à partir de trois cultures stock sur la base de la diversité de la morphologie de leurs colonies. Cinq variants se présentaient en colonies petites, opaques à translucides, trandis que deux variants se présentaient en grandes colonies visqueuses. Il y avait des différences marquées entre souches mais pas entre variants de la même souche, quant à l'utilisation de sources carbonées. Les variants se présentant en grandes colonies visqueuses étaient plus tolérants à la streptomycine et à la novobiocine et moins efficaces voire inefficaces pour la fixation de l'N₂, que les variants des petites colonies non visqueuses; elles présentaient aussi une capacité de compétition plus élevée que les autres variants de la même souche. Au moins pour une souche, la capacité de compétition semblait moins sujette à variation.