The effect of methanol on citric acid production from galactose by Aspergillus niger

Summary The effect of methanol on the ability of several strains of Aspergillus to produce citric acid from galactose has been investigated. In the absence of methanol, very little production (less than 1 g/l) was observed. In the presence of methanol (final concentration 1% v/v), however, citric acid production and yeilds were increased considerably. Strong relationships were observed between citric acid production and the activities of the enzymes 2-oxoglutarate dehydrogenase and pyruvate carboxylase in cell-free extracts. During citric acid production, in the presence of methanol, the activity of 2-oxoglutarate dehydrogenase was low and that of pyruvate carboxylase high. In the absence of methanol, where little citric acid was produced, the reverse was true. It is suggested that the presence of methanol may increase the permeability of the cell to citrate, and the cell responds to the diminished intracellular level by increasing production via repression of 2-oxoglutarate dehydrogenase.     

Rearing, reproductive behaviour and gamma sterilization of fruit fly, Dacus zonatus (Diptera: Tephritidae)

Investigations were made on rearing, reproductive behaviour and gamma sterilization of one-day old male adults of Dacus zonatus. The larvae were successfully reared on an artificial diet based on wheat shorts. Adult emergence ranged from 89–99% with a sex ratio of about 1:1. Mating occurred at dusk and its duration ranged from 8–13 hours. Males mated a second time with the same female but preferred mating if the already mated female was replaced with a sexually mature virgin female. The optimum dosage for inducing sterility amongst one-day old male adults was 12 kR.

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Zusammenfassung Zucht und Fortpflanzungsverhalten von Dacus zonatus (Saunders) wurde untersucht. Die Larven wurden vier Generationen lang an einer Diät aus Weizenkleie, Bierhefe, granuliertem Zucker, Agar, Nipagin, Salzsäure und Wasser gehalten. Die Arbeit gibt Daten über Verpuppungsprozentsatz (69,3%), Puppengewicht, Dauer der Ei + Larvenperiode, Schlüpfen der Adulten, Präovipositionszeit, Fruchtbarkeit, Fertilität und Lebensdauer der Adulten. Die Schlüpfrate der Adulten betrug 89–99%, das Geschlechtsverhältnis lag etwa bei 1:1. Die Kopulation findet während der Abenddämmerung statt, sie dauert 8–13 Stunden. Maximum der Kopulationen zwischen dem 10. und 15. Tag nach dem Schlüpfen. Männchen paarten sich ein zweites Mal mit dem gleichen Weibchen, bevorzugten jedoch geschlechtsreife jung-fräuliche Weibchen. Die Eiablage begann am 2.–7. Tag nach der Paarung, die Eizahl betrug bei gepaarten Weibchen 91–564.Die optimale Dosis zur Erzeugung von 99,3% Sterilität bei Bestrahlung von einem Tag alten Männchen war 12 kR. Die Lebensdauer der Bestrahlten war vermindert.

     

The role of finite population size and linkage in response to continued truncation selection

Summary In an attempt to analyse long-term response in finite dioecious populations, selection processes are simulated on a computer with situations of parental population size, linkages between loci, selection intensity, and heritability, specified in a 3⁴ factorial design. A diploid polygenic system of 40 loci on 4 chromosomes is considered for additive genes. Linkage levels are specified as free recombinations, adjacent loci 5 map units apart, and as clusters on chromosomes with a distance of only .5 units between adjacent loci. Parental populations of 8, 16, and 64, truncation selection of 1/2, 1/4, and 1/8 of the progeny each generation, and initial heritability of 1, 1/3, and 1/9 are simulated for various populations.For these populations, which are initially samples from a theoreticalHardy-Weinberg situation, it is shown that an initial linear phase of response, which may last for only 2 or 3 generations in some cases, depends on the intensity of selection alone. The effects and interactions of all the above factors on the curvilinearity of response in later generations are analysed. It appears that linkages between loci have a strong influence in reducing the rate of response and the total response. In the extreme cases of gene clusters in a parental population size of 8 with low heritability, truncation selection is relatively almost completely ineffective in causing change in the mean over generations. The effect of tight linkage is also exhibited in causing more reduction in genotypic variance than can be accounted for by corresponding response.The depressing effect of finiteness of population size on the rate of response and the total response appears to increase in geometric proportion with linkages between loci. The number of generations to fixation appears to be reduced in a similar manner. A strong interaction between population size and linkage is thereby found in various analyses. With parental populations as large as 64, linkage effects on response are negligible when recombinations between adjacent loci are .05 or more. In such situations there is a slower rate of response in later generations with linkage but the total response attained and the rate of fixation of inferior genes is about the same as for free recombinations. Increase in the intensity of selection appears to augment the effects of linkage in reducing the rate of response in later generations. This type of interaction is attributed to the accumulation of gametic disequilibria due to selection which are retained in the population over generations with linkage.

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Zusammenfassung In der Absicht, das Verhalten einer begrenzten diözischen Population über einen langen Zeitraum zu analysicren, wurden Selektionsvorgänge auf einem Computer simuliert. Hierbei wurden die Größe der Elterpopulation, die Koppelung zwischen den Loci, die Selektionsintensität und die Heritabilität in einem 3⁴-faktoriellen Versuch variiert. Es wird ein diploides polygenes System mit vierzig Loci auf vier Chromosomen mit additiver Genwirkung zugrunde gelegt. Für die Koppelungsbeziehungen werden freie Rekombination, ein Abstand von fünf Rekombinationseinheiten zwischen benachbarten Loci und die Bildung von Genclustern auf den Chromosomen mit jeweils nur 0,5Morgan-Einheiten Abstand zwischen benachbarten Loci angenommen. Es werden elterliche Populationen des Umfanges 8, 16 und 64, trunkierende (stutzende) Selektion mit einer Fraktion von 1/2, 1/4 und 1/8 der Nachkommen je Generation und eine ursprüngliche Heritabilität von 1, 1/3 und 1/9 für verschiedene Populationen simuliert.Für alle jene Populationen, die ursprünglich als Stichproben aus einer theoretischenHardy-Weinberg-Situation stammen, kann gezeigt werden, daß eine anfänglich lineare Phase der Reaktion, die in einigen Fällen nur über zwei bis drei Generationen anhält, allein von der Selektionsintensität abhängt. Die Wirkungen und Wechselwirkungen aller oben genannten Faktoren auf die Nichtlinearität der Reaktion in späteren Generationen wird untersucht. Es zeigt sich, daß Koppelung zwischen den Loci einen starken Einfluß auf die Reduktion der Reaktionsgeschwindigkeit und auf die Endreaktion ausübt. In dem extremen Fall der Gencluster in einer Ausgangspopulation des Umfanges 8 mit geringer Heritabilität ist die trunkierende Selektion hinsichtlich der Änderung des Mittels über Generationen hinweg praktisch völlig unwirksam. Die Wirkung enger Koppelung manifestiert sich außerdem in einer stärkeren Reduktion der genotypischen Varianz, als sie auf Grund der entsprechenden Reaktion erklärt werden kann. Der reduzierende Effekt der Begrenzung des Populationsumfanges auf die Reaktionsgeschwindigkeit und die Endreaktion erweist sich als geometrisch proportional zur Koppelung zwischen den Loci. Die Zahl der Generationen bis zur Fixierung wird in ähnlicher Weise reduziert. Hierbei wird eine starke Wechselwirkung zwischen der Populationsgröße und der Koppelung in den verschiedenen Untersuchungen beobachtet. Der Einfluß der Koppelung auf die Reaktion der Populationen kann vernachlässigt werden, wenn die elterliche Population den Umfang 64 hat und die Rekombination zwischen benachbarten Loci 0,05 übersteigt. In derartigen Situationen gibt es zwar eine langsamere Antwortrate in späteren Generationen mit Koppelung, jedoch ist die Endreaktion, die erreicht wird, und die Fixierungsrate überlegener Gene etwa die gleiche wie bei freier Spaltung. Eine Zunahme der Selektionsintensität scheint die Wirkung der Koppelung hinsichtlfch der Reduktion der Reaktionsgeschwindigkeit in späteren Generationen zu vergrößern. Dieser Typ der Wechselwirkung wird der Häufung gametischer Ungleichgewichte, die infolge der Selektion über Generationen in der Population erhalten werden, zugeschrieben.

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Journal Paper No. 5872, Iowa Agriculture and Home Economics Experiment Station, Ames, supported by National Science Foundation Grant 19218 and National Institute of Health Grant GM-13827.

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On leave fromWest Pakistan Agricultural University Lyallpur.

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Statistical Laboratory and Department of Animal Science, respectively.     

On the fixation of genes of large effects due to continued truncation selection in small populations of polygenic systems with linkage

Summary The proportion of fixed loci for desirable genes and the time required for fixation is studied in simulated diploid populations, which have initially aHardy-Weinberg structure. A symmetric ten-locus system of additive or dominant genes is simulated with linkages between adjacent loci varying as .005, .05, or .5. A constant degree of upper truncation selection within a population is considered over the generations. In different populations the intensity of truncation is varied asN/N,N/N+2,N/N+4, ..., whereN is the parental population size, specified as 2,4,8 or 16. The selection differential in initial generation, , thereby varies from zero to more than two standard deviations in some cases. The initial mean gene frequency,p, simulated in an initial population is .1 or .5.It is pointed out that when selective advantage of a gene is large and is changing with gene frequency, diffusion approximations assuming constant selective advantage, gives higher values for proportion of fixed genes in the case ofp equal to .1 and lower values forp equal to .5. With parental population size of 16 or less, a relation withN alone does not give the proportion of fixed genes. Higher order terms ofN appear to be involved in the relation. For the sameN , the proportion is much higher for lowN.The depressing effect of low recombinations between loci is of different magnitude for differentN andp for a givenN . The increase in the proportion of fixed genes due to increasingN is not as large when is low. High intensity of selection offsets considerably the effects of population size and linkage when gene effects are large. It appears that with increased inbreeding and selection intensity, almost all the genes of large effects and at intermediate frequencies can be rapidly fixed regardless of linkage.Linkage has been shown to cause faster fixation of genes in the absence of selection. With selection, linkage tends to delay fixation. But in the case of very low recombinations, there appears to be a level of population size and selection intensity, below which there is more rapid fixation because of linkage. Selection for dominant genes in the case of very close linkage, delays fixation for a number of generations and this delay results in reducing the depressing effect of linkage.

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Zusammenfassung Der Anteil fixierter Loci für erwünschte Gene und die für die Fixierung erforderliche Zeit werden in einer simulierten diploiden Population untersucht, wobei eine ursprünglicheHardy-Weinberg-Struktur angenommen wird. Es wird ein symmetrisches 10-Locus-System von additiven oder dominanten Genen mit Koppelung zwischen benachbarten Loci, die von 0,005 über 0,05 bis zu 0,5 variiert wird, simuliert. Hierbei wird ein konstantes Ausmaß von trunkierender (stutzender) Selektion für die Obergrenze der Verteilung in der Population betrachtet. In verschiedenen Populationen wird die Intensität der Verteilungsstutzung variiert in der folgenden FormN/N,N/N+2,N/N+4, ..., wobeiN die elterliche Populationsgröße ist, die mit 2,4,8 oder 16 spezifiziert wird. Das Selektionsdifferential der Ursprungsgeneration,i, variiert hierbei in einigen Fällen von 0 bis auf mehr als 2 Standardabweichungen. Die ursprüngliche mittlege Genfrequenz,p, die in einer Ausgangspopulation simuliert wird, ist 0,1 oder 0,5.Es wird gezeigt, daß, im Vergleich zu großem selektivem Vorteil eines Gens und frequenzabhängiger Änderung des Selektionskoeffizienten, Diffusionsnäherungen, die konstante selektive Vorteile voraussetzen, höhere Werte für den Anteil fixierter Gene im Fallp=0,1 und niedrigere Werte fürp=0,5 ergeben. Mit einer elterlichen Population der Größe 16 oder kleiner ergibt die BeziehungNi allein nicht den Anteil fixierter Gene, da Termini höherer Ordnung vonNi in die Bezichung einbezogen sind. Bei gleichemNi ist der Anteil bei kleinemN viel höher. Der reduzierende Effekt einer niederen Rekombinationsrate zwischen den Loci ist von unterschiedlicher Größenordnung bei verschiedenemN und bei einem gegebenenNi. Der Zuwachs im Anteil fixierter Gene infolge eines wachsendenN ist nicht so groß, wennp niedrig ist. Eine hohe Intensität der Selektion gleicht die Wirkungen der Populationsgröße und Koppelung erheblich aus, wenn die Genwirkungen groß sind. Es zeigt sich, daß praktisch alle Gene mit großer Wirkung und intermediärer Frequenz unabhängig von der Koppelung schnell fixiert werden können, wenn eine zunehmende Inzucht und Selektionsintensität vorliegt.Koppelung hat sich als eine Ursache für eine schnellere Fixierung von Genen in der Abwesenheit von Selektion erwiesen. Mit Selektion tendiert Kopplung dazu, die Fixierung zu verzögern. Es zeigt sich jedoch im Falle einer sehr niederen Rekombinationsrate, daß es für die Populationsgröße und Selektionsintensität einen Schwellenwert zu geben scheint, unterhalb dessen eine schnellere Fixierung als Folge der Koppelung auftritt. Eine Selektion auf dominante Gene verzögert im Fall der sehr engen Koppelung die Fixierung für eine Anzahl von Generationen und diese Verzögerung führt dazu, daß der verlangsamende Effekt der Koppelung reduziert wird.

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On leave from West Pakistan Agricultural University, Lyallpur.

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Journal paper No. 5870, Iowa Agriculture and Home Economics Experiment Station, Ames, supported by National Institute of Health Grant No. GM 13827.     

Effect of lactic acid on growth and butanediol production byKlebsiella oxytoca

Summary Production of 2,3-butanediol byKlebsiella oxytoca was enhanced in the presence of low levels (<8 g/l) of added sodium lactate. Cell growth was inhibited, however, and essentially stopped above 15 g/l added lactate. Levels of by-products (acetic acid and ethanol) were also higher. With 3 g/l lactate and an initial glucose level of 98 g/l, butanediol concentration and productivity increased 164% with 98% utilization of glucose. With high glucose concentration (219 g/l), addition of 2.64 g/l lactate after the growth phase resulted in 81 g/l butanediol, with a productivity of 0.65 g/l/h and 71% glucose utilization.     

The importance of mast cells for the neutrophil influx in immune complex-induced peritonitis in mice

The role of mast cells in polymorphonuclear leukocyte (PMN) influx in Ag-antibody complex-induced peritonitis was evaluated in mast cell-deficient WBB6F1-W/Wv (W/Wv) mice and their normal littermates, WBB6F1-+/+ (+/+). Peritoneal cell influx was evaluated after i.p. injection of preformed immune complexes. The first significant elevation in the PMN count over PBS-treated controls in +/+ mice was observed 2 h after stimulation. During the period of maximum leukocyte concentrations (6 to 10 h), the increase in total cell count was 5-fold and in PMN 25-fold. In W/Wv mice the PMN influx started 2 h later than in the +/+ mice, and the maximum response (8 to 10 h) was only 50% of that in controls. Reconstitution of mast cells in W/Wv mice for 2 wk or more restored the PMN response to immune complexes. Mast cell release due to AG-antibody complexes was evaluated by measuring fluorescence intensity after berberine sulfate staining for heparin in mast cells from unstimulated as well as stimulated +/+ mice. There was a significant decrease in fluorescence intensity as early as 15 min after stimulation. By 30 min the fluorescence intensity had declined by 65%. This indicates extensive mast cell release that started before PMN mobilization. These experiments demonstrate that mast cells make a significant contribution to immune complex-induced inflammation.     

Evidence for a plasmid conferring salt-tolerance in the plant-root associated,diazotrophKlebsiella sp. NIAB-I

Summary Using analytical and preparative methods, we demonstrated the presence of an indigenous plasmid (pNIAB-I) in a diazotroph,Klebsiella sp. NIAB-I isolated, from the roots of Kallar grass, growing on saline lands in Pakistan. The plasmid is approximately 50 kilobase (kb) in size. Transformation experiments indicated that non-halophilic bacteria such asE. coli K12 strain (MV10) andK. pneumoniae M5AI on acquiring this plasmid become tolerant to high salt (NaCl) and alkaline pH.     

Dietary zinc-methionine enhances mononuclear-phagocytic function in young turkeys

The ability of dietary zinc-methionine (Zn-Met) to enhance mononuclear-phagocytic function againstSalmonella arizona andenteritids was investigated in young turkeys. Feed/gain and body wt gain at 21 d of age were not affected by Zn-Met. The addition of 30 or 45 ppm Zn from Zn-Met to a Zn adequate diet significantly increased cutaneous basophil hypersensitivity to phytohemagglutinin-P. The clearance of intravenously administeredS. enteritidis from blood was not affected by 30 ppm of supplemental Zn from Zn-Met. However, 30 ppm Zn from Zn-Met increased the reduction of intravenously administeredS. arizona from spleen. Percentages of myeloid and mononuclear-phagocytic cells before and afterS. enteritidis infection were not affected by supplemental Zn-Met. Turkeys supplemented with Zn-Met showed enhanced in vitro phagocytosis ofS. enteritidis by Sephadex-elicited abdominal exudate cells. The phagocytosis ofS. arizona was unaffected by Zn-Met.     

Plant regeneration from nucllar tissues of Aegle marmelos through organogenesis

A protocol for organogenesis from nucellar explants excised from fertilized ovules of immature fruits of Aegle marmelos Corr. was developed. Adventitious buds were initiated on Murashige and Skoog's (MS) medium containing various combinations of 6-benzyladenine (BA), -naphthalene-acetic acid (NAA), 3-indoleacetic acid and gibberellic acid. Medium containing 4.4 m BA and 2.7 M NAA produced the maximum number of adventitious buds per explant. Shoots were elongated by transferring explants with shoot buds to medium with a low concentration of BA (0.44 M). Rooting of in vitro-regenerated shoots was obtained in half-strength MS medium with 4.9 M indole-3-butyric acid. This is the first report of plant regeneration from nucellar explants of A. marmelos.Abbreviations BA benzyladenine - IAA indoleacetic acid - IBA indolebutyric acid - NAA naphthaleneacetic acid - GA₃ gibberellic acid