Dissertations / Theses: 'Fixation de N2 [Azote]'

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Dekaezemacker, Julien. "Etude de la fixation d'azote dans les environnements "déficitaires en azote" : Contribution des diazotrophes unicellulaires et contrôle par la disponibilité nutritive." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4098.

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Abstract:

Ce travail de thèse a pour but d'étudier la fixation d'azote marine dans les environnements riches mais déficitaires en azote (N), comparé au phosphore (P) dans un rapport N:P<16, grâce à l'utilisation d'approches complémentaire en culture in vitro et sur le terrain in situ. La première partie de ce travail a consisté à évaluer la réponse de la fixation d'azote de la cyanobactérie unicellulaire diazotrophe Crocosphaera watsonii face à des concentrations micromolaires en azote inorganique dissous (DIN) supposées inhiber l'activité de fixation d'azote : - suite à un apport sporadique, ou, - après une longue période d'acclimatation. Les résultats de ces études n'ont pas permis d'observer une inhibition des activités de fixation d'azote de cet organisme, laissant supposer que ce processus pourrait être actif dans une zone de l'Océan ayant ces même caractéristiques biogéochimiques : le Sud Est Tropical de l'Océan Pacifique (ETSP). En effet, cette zone est une des trois plus grandes zones de minimum d'oxygène (OMZ) de l'Océan et d'intenses processus de pertes de N (dénitrification et anammox) y ont lieu, résultant en un déficit de N par rapport au P. Des études présumaient que des processus inverses, de gains de N par la fixation d'azote, pourraient y être actifs mais aucune mesure à l'échelle du bassin n'y avait été faite car la fixation d'azote n'était supposée se produire que dans les environnements oligotrophes, comme les gyres subtropicaux. Dans le cadre d'un projet international, des missions océanographiques ont pu avoir lieu dans cette zone en Février 2010 pendant un évènement El Niño et en Mars-Avril 2011 pendant un évènement La Niña
The objectif of these thesis was to study dinitrogen fixation in marine environments rich but deficient of nitrogen (N) compared to phosphorus (P) in a ratio N:P<16, by using complementary approaches in culture in vitro and in the field in situ. The first part of this work was to evaluate the response of nitrogen-fixing unicellular Cyanobacteria Crocosphaera watsonii faced with micromolar concentrations of dissolved inorganic nitrogen (DIN) supposed to inhibit nitrogen fixation activity : - after sporadic input, or, - after a long period of acclimatization. The results of these studies have failed to observe the inhibition of nitrogen fixation activities of this organism, suggesting that this process could be active in an area of the Ocean with these same biogeochemical characteristics : the Eastern Tropical South Pacific (ETSP). Indeed, this area is one of the three largest oxygen minimum zones (OMZ) of the Ocean, where intense processes of N losses (denitrification and anammox) took place, resulting in a deficit of N compared to P. Studies assumed that the inverse process, gain of N by nitrogen fixation, could be active in the ETSP but no measurements across the basin have been performed because nitrogen fixation was assumed to occur only in oligotrophic environments, such as the subtropical gyres. In the framework of an international project, cruises took place in this area in February 2010 during a El Niño event and in March-April 2011 during a La Niña event. Results of these two cruises have confirmed that nitrogen fixation was unexpectedly active with an intensity comparable to those reported in oligotrophic areas

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Ferrand-Roumet, Catherine. "Importance et devenir du CO2 fixé par les racines nodulées de soja (Glycine max L. Merrill) : incidence sur l'estimation du coût carboné de la fixation de N2." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20196.

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Abstract:

La fixation de co#2 par les racines nodulees de soja a ete mesuree en exposant les systemes racinaires a une atmosphere enrichie en #1#4co#2. Un suivi de l'importance et du devenir du #1#4c incorpore dans les plantes en fonction du temps apres le marquage, a permis d'etudier la dynamique d'utilisation du c fixe, en relation avec l'activite nitrogenase, et ce pour differents stades phenologiques et dans des conditions environnementales variables. Les resultats ont montre qu'une fraction importante du c fixe etait respiree par les racines nodulees et que les quantites de c incorporees dans les tissus (fixation nette), et sa repartition dans les organes, n'etaient pas directement liees a la fixation de n#2. Ceci nous a amene a augurer de l'existence d'une fixation racinaire, dont l'importance relative a ete estimee en comparant la fixation de co#2 de soja denodules et de soja nodules. Il a ete montre que la fixation racinaire contribuait pour plus de 50% a l'activite totale des racines nodulees et qu'il existait une relation entre fixation nodulaire de co#2 et activite nitrogenase. Une specificite des racines et des nodosites pour l'utilisation du c fixe a ete mise en evidence: le c fixe par les racines est principalement exporte vers les tiges; le c fixe par les nodosites est incorpore dans les racines et les nodosites. Dans ces organes une fraction de ce c est respiree; dans les nodosites, cette derniere fraction servirait de substrat respiratoire a la nitrogenase. La fixation de co#2 contribue pour 2,4 a 3,8% a la croissance en c de la plante, selon la periode du cycle, elle permet de recycler 8 a 37% du co#2 respire par les racines nodulees et 23 a 40% du co#2 respire par les nodosites pour leurs besoins de fixation de n#2. Le cout reel de la fixation de n#2, estime par le degagement total de co#2 (co#2 degage a l'exterieur des nodosites + co#2 recycle) est de 3,37

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Fumenia, Alain. "Dynamique spatiale et temporelle de la biomasse organique particulaire synthétisée dans une région océanique fortement influencée par la fixation de diazote atmosphérique (campagne océanographique OUTPACE dans le Pacifique tropical sud-ouest)." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2020. http://www.theses.fr/2020AIXM0173.

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Abstract:

Dans le Pacifique tropical sud-ouest (WTSP), la dynamique de la matière organique particulaire (MOP) est contrôlée par deux systèmes planctoniques à priori distincts. Dans la couche de mélange, la MOP produite présente un excès d’azote par rapport à la valeur attendue par la stœchiométrie de Redfield, avec un rapport N:P de 19±2. Nos résultats démontrent que l’intense fixation biologique de diazote (N2) mesurée dans cette région est la principale source d’azote nouveau capable de soutenir la production de MOP enrichie en N.Des relations statistiquement significatives ont été observées entre les valeurs de bbp et de NOP (POP) (R²=0.87 et 0.91, respectivement), permettant de définir des proxys optiques (PONopt et POPopt) de la biomasse organique particulaire. Sur toute la période d’étude (3 années), des augmentations significatives de PONopt sont observées uniquement dans l’Archipel Mélanésien et en période stratifiée. Cette production de biomasse autotrophe (et de particules associées) est soutenue que par l’apport d’azote via le processus de fixation de N2.À proximité du fond de la couche euphotique (Z01), dans les eaux de subsurface faiblement éclairées mais suffisamment riches en éléments nutritifs, un maximum de chlorophylle-a (Chla) de subsurface (SCML) est associé en permanence à un maximum de biomasse organique particulaire. Les résultats montrent qu’une production communautaire nette relativement faible mais positive (0.08 ± 0.01 mmol m-3 j-1 en moyenne) dans les couches faiblement éclairées entre Z01 et la profondeur à laquelle le PAR est réduit à 0.1% de sa valeur de surface (Z001)
In the Western Tropical South Pacific (WTSP), the dynamics of the particulate organic matter (POM) derives from two distinct planktonic systems in this oligotrophic region.In the mixed layer, the POM presents an excess of nitrogen with respect to the Redfield stoichiometry, with a N:P ratio of 19 ± 2. In this study, the high rates of biological dinitrogen fixation (N2) measured in this region has been pointed as the main source of new nitrogen, supporting the N-enriched POM production.Statistically significant relationships between bbp and PON (and POP) concentrations were established (R² = 0.87 and 0.91, respectively), allowing to define, for the first time, optical proxies (PONopt and POPopt) of particulate organic biomass. During the stratified periods of the studied period (3 years), significant increases in PONopt are observed only in the Melanesian Archipelago. These recurrent increases of PON concentrations in this area can only be supported by nitrogen input via the N2 fixation process.In the vicinity of the euphotic depth (Z01), a Subsurface Maximum of Chlorophyll-a (Chla) Layer (SCML) is permanently associated with a maximum of particulate organic biomass. By using O2 data collected by the float FA on a seasonal time scale, the calculated Net Community Production (0.08 ± 0.01 mmol m-3 d-1 on average) exhibited a low but positive value within the SCML, in the dimly lit layers between Z01 and the depth in which the measured PAR is reduced to 0.1% of its surface value (Z001)

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Masotti, Italo. "Dynamique des cyanobactéries fixatrices d'azote (Trichodesmium) : du Pacifique Sud-Ouest à l'océan global." Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066632.

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Abstract:

La fixation d’azote, N2 (N2fix) par les cyanobactéries, avec une introduction d’azote nouveau dans la couche éclairée, contrôlerait dans l’océan le déséquilibre actuel du cycle de l’azote, la productivité des régions les plus pauvres (oligotrophes) et la quantité de CO2 de l’atmosphère pompée par l’océan. Comment varie et quels sont les processus physiques et biogéochimiques qui contrôlent la distribution de cyanobactéries fixatrice d’azote et leur N2fix dans l’océan ? Quel est l’effet de rétroaction de la fixation de N2 sur la productivité et sur la pompe biologique de CO2? Afin de répondre à ces questions, seront évaluées la distribution et la N2fix due à la plus cosmopolite de cyanobactéries : Trichodesmium. En partant d’une étude focalisée dans le Pacifique sud-ouest, les résultats seront étendus à l’océan global. La stratégie est pluridisciplinaire et couple l’acquisition de nouvelles données in situ, in situ simulées, en laboratoire; satellitales (SeaWiFS) et le développement de modèles mathématiques. La N2fix de Trichodesmium est majoritaire dans : les régions oligotrophes de gyres anticycloniques subtropicales de grands bassins, qui associées à de convergences, restent pauvres en nutriments et en métaux et lors de conditions de forte stratification et fort éclairement (l’été et jusqu’à 20m). La fixation de N2 serait en conséquence plutôt contrôlée par la disponibilité lumineuse qui imposent les forts besoins énergétiques de ce mécanisme que par le fer. Se développant sous la forme d’accumulations étendues, ces cyanobactéries apparaissent comme un moteur biologique de fertilisation, qui conduit à la formation des oasis étendues de relative forte biomasse phytoplanctonique et forte séquestration de CO2. La fabrication de ces oasis modifie la vision traditionnelle d’extrême pauvreté et de faible pompage biologique de CO2 des océans oligotrophes.

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Carlsson, Georg. "Input of nitrogen from N2 fixation to northern grasslands /." Umeå : Dept. of Agricultural Research for Northern Sweden, Swedish University of Agricultural Sciences, 2005. http://epsilon.slu.se/200576.pdf.

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Griffiths, M. S. H. "Studies on the diurnal pattern of N2 fixation by cyanobacteria." Thesis, Swansea University, 1988. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.637179.

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Abstract:

Nitrogenase activity was observed in-situ at two sites dominated by cyanobacteria: Landimore Marsh, Gower, where the diazotroph was on Oscillatoria sp, and Cathole Cave, Gower where the diazotrophic species were Nostoc sp and Gloeothece sp. These sites were surveyed throughout the course of 12 months. The diurnal patterns of nitrogenase activity observed in-situ at each site were found to be characteristic of the cyanobacteria present, and to be identical to the patterns exhibited by laboratory cultures. No activity was observed at either site during the three coldest months of the year, November, December and January. In-situ, and in the laboratory, low temperatures proved to have a greater effect on nitrogenase activity than daylength or light intensity. Nevertheless, in the laboratory lengths of light period below 8-10h out of 24h were found to limit growth by cyanobacterial cultures, N₂-fixing or otherwise. In cultures of Gloeothece or Scytonema maintained under alternating light and darkness N₂ fixation in the dark increased markedly as the light intensity during the light period was increased from 5 to 80 uE/m²/s. In addition, these cyanobacteria proved better able to withstand high light intensities under alternating light and darkness than under continuous illumination. In Gloeothece temperatures of 37^oC or above were found to be inhibitory to both nitrogenase activity and growth. This inhibition was not observed under anaerobic or microaerobic conditions. It therefore appeared that the inhibition was not due to an effect on nitrogenase itself, but rather to an effect on a mechanism for protecting nitrogenase against O₂-inactivation. The patterns of acetylene reduction by cyanobacterial cultures maintained under alternating light and darkness, were unaffected by immobilization in agar cubes, alginate beads, or polyvinyl foam cubes. Furthermore, mixed populations which were unstable in liquid culture, were readily maintained in immobilized cultures.

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Zhao, Lihan. "Genetic modification of nodulation and N2 fixation in soybean / Lihan Zhao." [St. Lucia, Qld.], 2004. http://www.library.uq.edu.au/pdfserve.php?image=thesisabs/absthe18398.pdf.

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Du, C. "Studies of N2 fixation in batch and continuous cultures of Gloeothece." Thesis, Swansea University, 1995. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.636741.

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Abstract:

Continuous cultures of Gloeothece have been established with a dilution rate of 0.015^-1. Cell division in continuous cultures grown under alternating light and darkness depended on the length of the light period rather than on light intensity. Patterns of N₂ fixation in continuous cultures were different from those in batch cultures when both were grown under alternating 12 hours light of intensity greater than 50 μE/m²/s and 12 hours darkness: continuous cultures fixed N₂ mostly during the last half of light period, whilst batch cultures fixed N₂ exclusively during the dark phase. In aerobic cultures of Gloeothece, whether N₂-fixing or ammonium-grown, the light compensation point responded mainly to the prevailing rate of respiration. In aerobically N₂-fixing cultures of Gloeothece, peaks of nitrogenase activity and light compensation point occurred simultaneously. In microaerobically grown N₂-fixing cultures of Gloeothece exposed to alternating light and darkness, N₂ fixation was exclusively found during the light phase, and was supported by photosynthesis. In vivo inhibition of nitrogenase activity in cultures of Gloeothece by EDTA and heat-shock may be mediated by inhibition of respiration. In aerobic, N₂-fixing cultures of Gloeothece, cyanide-sensitive and -insensitive respiration was found: both showed a high rate during the dark phase. However, in ammonium-grown cultures, only cyanide-insensitive respiration was observed. In cyanide-treated N₂-fixing and ammonium-grown cultures, the intracellular concentration of O₂ did not change throughout a cycle of light and darkness, but in aerobic N₂-fixing cultures, the relative intracellular concentration of O₂ was close to zero when cultures entered the dark phase.

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Sihachakr, Davina. "Etude de N2/O2 sous pression." Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112036.

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Abstract:

Le but de cette thèse est d’identifier les paramètres pertinents pour la synthèse de nouveaux matériaux par pression à partir de mélanges de gaz moléculaires. Nous avons choisi un système école : les mélanges N2/O2. Dans une première partie, nous avons déterminé le diagramme de démixtion binaire à 300 K des mélanges N2/O2 sous pression. Une miscibilité totale en phase fluide est observée ainsi qu’une large miscibilité en phase solide. La phase solide présente une grande richesse allotropique. A partir des données de diffraction de rayons X, nous montrons que les structures de ces différentes solutions solides sont dérivées de celles des composants purs. Une dissymétrie du diagramme binaire indique cependant que les interactions N2-O2 sont très similaires de celles de N2-N2, mais sont très dissemblables de celles de O2-O2. Dans une deuxième partie, nous avons observé à partir des phases solides N2/O2, sous irradiation laser Nd :YAG, la synthèse du composé ionique NO+NO3-. Un nouveau type de structure en couche est affiné à partir des données de diffraction X. De plus, nous montrons que cette structure ouverte peut piéger des molécules O2 ce qui constitue une nouvelle classe de ‘clathrate’. Enfin, ce composé peut être récupéré à pression ambiante sous forme amorphe. Dans une dernière partie, nous montrons par des mesures de luminescence que le couplage du laser Nd:YAG avec les molécules O2 en phase condensée se fait par résonance avec la transition électronique de l’état triplet vers l’état singulet. Cet état excité est très réactif ce qui devrait permettre la synthèse d’autres matériaux sous pression à partir des mélanges contenant O2
The aim of this thesis is to identify the relevant parameters for the high-pressure synthesis of new materials from mixtures of molecular gases. We have chosen a model system: N2/O2 mixtures. In the first part of this document, we determined the binary phase diagram of N2/O2 under pressure at 300 K. In the fluid, a total miscibility is observed, and a large miscibility exists in the solid phases. The solid phase presents numerous allotropic forms. From the x-ray diffraction data, we show that the structures of those different solid solutions are related to those of pure components. A dissymmetry of the binary phase diagram however indicates that the N2-O2 interactions are very similar to the N2-N2 ones but are very different from the O2-O2 ones. In the second part of this document, we observed the synthesis of the ionic compound NO+NO3- from N2/O2 solid phases under Nd: YAG laser irradiation. A new type of layered structure is refined from the x-ray data. Moreover, we show that this opened structurecan trap O2 molecules what constitutes a new class of “clathrate”. Finally, this compound can be recovered at ambient pressure as an amorphous. In the last part of this document, we show from a luminescence study that the coupling of the Nd: YAG laser with O2 molecules in condensed phase is a resonant phenomenon with the electronic transition from the triplet state to the singlet state. This excited state is very reactive and the high-pressure synthesis of other materials should be possible from mixtures containing O2 molecules

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Bagchi, Rammyani. "Functional Characterization of Mtnip/latd’s Biochemical and Biological Function." Thesis, University of North Texas, 2013. https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc407822/.

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Abstract:

Symbiotic nitrogen fixation occurs in plants harboring nitrogen-fixing bacteria within the plant tissue. The most widely studied association is between the legumes and rhizobia. In this relationship the plant (legumes) provides the bacteria (rhizobia) with reduced carbon derived from photosynthesis in exchange for reduced atmospheric nitrogen. This allows the plant to survive in soil, which is low in available of nitrogen. Rhizobia infect and enter plant root and reside in organs known as nodules. In the nodules the bacteria fix atmospheric nitrogen. The association between the legume, Medicago truncatula and the bacteria Sinorhizobium meliloti, has been studied in detail. Medicago mutants that have defects in nodulation help us understand the process of nitrogen fixation better. One such mutant is the Mtnip-1. Mtnip-1 plants respond to S. meliloti by producing abnormal nodules in which numerous aberrant infection threads are produced, with very rare rhizobial release into host plant cells. The mutant plant Mtnip-1 has an abnormal defense-like response in root nodules as well as defects in lateral root development. Three alleles of the Mtnip/latd mutants, Mtnip-1, Mtlatd and Mtnip-3 show different degrees of severity in their phenotype. Phylogenetic analysis showed that MtNIP/LATD encodes a protein belonging to the NRT1(PTR) family of nitrate, peptide, dicarboxylate and phytohprmone transporters. Experiments with Mtnip/latd mutants demonstrats a defective nitrate response associated with low (250 μM) external nitrate concentration rather than high (5 mM) nitrate concentration. This suggests that the mutants have defective nitrate transport. To test if MtNIP/LATD was a nitrate transporter, Xenopus laevis oocytes and Arabidopsis thaliana mutant plants Atchl1-5, defective in a major nitrate transporter AtNRT1.1(CHL1), were used as surrogate expression systems. Heterologous expression of MtNIP/LATD in X. laevis oocytes and Atchl1-5 mutant plants conferred on them the ability to take up nitrate from external media with high affinity, thus demonstrating that MtNIP/LATD was a high affinity nitrate transporter. Km for MtNIP/LATD was determined to be approximately160 μM in the X. laevis system and 113 μM in the Arabidopsis Atchl1-5 mutant lines thus supporting the previous observation of MtNIP/LATD being a high affinity nitrate transporter. X. laevis expressing the mutant Mtnip-1 and Mtlatd, were unable to transport nitrate. However X. laevis oocytes, expressing the less severe mutant allele Mtnip-3 were able to transport nitrate suggesting another role of the Mtnip/latd besides high affinity nitrate transport. Experimental evidence suggested that MtNIP/LATD might transport another substrate beside nitrate. MtNIP/LATD levels are regulated by phytohormones. Experiments performed with ABA (abscisic acid), IAA (indole acetic acid) and histidine as substrates in X. laevis system show that the MtNIP/LATD mRNA injected oocytes efflux IAA but do not transport histidine or ABA. When wild type A17 and mutant Mtnip-1 and Mtnip-3 plants, grown in the presence of different sources of nitrogen were screened in herbicide chlorate, a structural analog of nitrate, the A17 and Mtnip-3 mutant showed levels of susceptibility that was different from mutant Mtnip-1 lines. Evidence suggested that the amount of chlorate transported into the plants were regulated by the C:N status of the A17 and Mtnip-3 plants. This regulation was missing in the Mtnip-1 lines thus suggesting a sensor function of MtNIP/LATD gene.

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Le, Grand Nathalie. "Contribution à l'étude des processus de transfert de couples {H+/e} et de transformation de ligands en relation avec la réduction de l'azote moléculaire." Brest, 2001. http://www.theses.fr/2001BRES2007.

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Abstract:

L'objectif de ce projet est l'étude de complexes modèles de la nitrogénase, l'enzyme qui catalyse la réduction biologique de l'azote en ammoniac. Le premier chapitre fait une synthèse des différents modèles chimiques envisagés dans la littérature. Un complément d'étude sur l'analyse électrochimique d'un de ces modèles, le complexe diazène dinucléaire du fer [{Fe(PPr3)(C14H12S4}2][m-NHNH)] est présenté dans le chapitre 2. Dans le dichlorométhane, le complexe présente deux étapes d'oxydation réversibles monoélectroniques et une étape d'oxydation irréversible multiélectronique. Dans le THF ou en présence d'une base, la réversibilité des deux premières étapes d'oxydation est affectée, indiquant une perte de proton au niveau du ligand diazène après oxydation. Un mécanisme qui permet de reproduire par simulation les différentes réponses électrochimiques obtenues est proposé dans ce chapitre. La réduction en milieu acide des complexes dinucléaires du molybdène [Mo2(cp)2(m-SMe)3(m-h2-CH3NNH)]+ et [Mo2(cp)2(m-SMe)3{m-h1-NN(H)CH3}]+ est traitée dans le chapitre 3. Le mode de coordination de l'entité {N=NCH3} coordinée aux centres métalliques contrôle le déroulement du processus de réduction en présence de protons. La coupure de la liaison N=N avec départ de NH3 et de MeNH3 est observée dans le cas du complexe [Mo2(cp)2(m-SMe)3{m-h1-NN(H)CH3}]+ uniquement, après sa réduction en milieu acide. La réactivité et le comportement électrochimique des complexes du tungstène [WX(NNH)(dppe)2], [WXH(NN)(dppe)2] (X = F, Br) et [WH2N2(dppe)2] sont étudiés dans le chapitre 4. Les résultats obtenus par électrochimie et par calculs DFT suggèrent une isomérisation entre les complexes [WX(NNH)(dppe)2] et [WXH(NN)(dppe)2] (X = F, Br) aux degrés d'oxydation II et III. La RMN 1H et 31P{1H} de [WH2N2(dppe)2] révèle l'instabilité de ce complexe en solution. Après réarrangement du ligand N2, le composé [WH2N2(dppe)2] conduit quantitativement à un complexe pseudo diazène, instable sous atmosphère d'hydrogène.

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Kreibich, Heidi. "N2 fixation and denitrification in a floodplain forest in Central Amazonia, Brazil." [S.l. : s.n.], 2002. http://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2002/0398/.

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Richardson, M. "Physiology and biochemistry of N2 fixation in Trichodesmium and Lyngbya ssp UCS825." Thesis, Swansea University, 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.638664.

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Abstract:

The marine, filamentous, non-heterocystous cyanobacteria, Trichodesmium and Lyngbya sp. UCSB25, are very similar. Both can fix N₂ aerobically. However, Trichodesmium differs from Lyngbya sp. UCSB25 and almost all other non-heterocystouc diazotrophs in that it fixes N₂ during the day whilst simultaneously photosynthetically evolving O₂. In contrast, Lyngbya sp. UCSB25 and most other non-heterocystous cyanobacteria, perform N₂ fixation during the night. During laboratory growth, Trichodesmium sp. IMS 101 effects a temporal separation between maximal rates of N₂ fixation and net production of O₂. Thus, peak nitrogenase activity occurs simultaneously with net consumption of O₂. The same is true of Lyngbya sp. UCSB25. Addition of exogenous ammonium (NH₄⁺), but non nitrate (NO₃), inhibited nitrogenase activity of natural populations and laboratory cultures of Trichodesmium. As in other diazotrops, inhibition caused by NH₄⁺ depends upon its assimilation through the GS-GOGAT pathway. A 30min thermal shock, of 36°C or 40°C to Trichodesmium and Lyngbya sp. UCSB25, respectively, caused a 75% inhibition of nitrogenase activity. In Lyngbya sp. UCSB25 this effect is probably exerted through an inhibition of one or more, kinetically distinguishable O₂ uptake system. In Trichodesmium the basis of inhibition was more probably due to a lesion(s) in general metabolism that was independent of O₂. Ascending and descending colonies of natural populations of Trichodesmium show dramatic biochemical differences. Results obtained after the addition of either DCMU or CN suggest that nitrogenase activity in ascending and descending colonies is reliant on respiration and photosynthesis, respectively.

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Orcutt, K. M. "Environmental factors regulating N2 fixation by Trichodesmium spp. in the Sargasso Sea." Thesis, Swansea University, 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.638373.

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Abstract:

A seasonal study measuring N₂ fixation, primary production and biomass of Trichodesmium spp. was conducted on a monthly basis for over two years at the Bermuda Atlantic Time-series Study (BATS) site. Due to seasonal changes in hydrography and meteorology, the BATS site offers a unique opportunity to study the environmental factors regulating N₂ fixation by Trichodesmium. Nitrogen fixation was measured using the ¹⁵N₂ technique and the acetylene reduction assay simultaneously. The geometric mean of the molar ratio between the two techniques was 3:1 but varied by a factor of 40. Measurements of ¹⁵N₂ incorporation was conducted on single colonies and appeared to be the more sensitive method. Rates of N₂ fixation per colony ranged from 0.01-17 ng Ncol^-1 H^-1. Nitrogen fixation rates were compared to primary production, incorporation of organic and inorganic nitrogen and the iron content of the colonies. The seasonal pattern of N₂ fixation was highly correlated to aeolian dust deposition data collected from the AEROCE tower in Bermuda. Single trichomes of Trichodesmium spp. were enumerated and found to develop at the nutricline. Peak abundance of trichomes preceded maximal abundance of colonies in the surface waters at the BATS site in later summer and fall. An annual integrated N₂ fixation rate, from the upper 140 m of the water column, was 0.024 mol N m^-2 y^-1 using an average in situ depth profile of colony distribution, enumerated trichomes and corrected for the effect of reduced light on the rate of N₂ fixation. High rates of ectoenzyme activity associated with Trichodesmium colonies showed that the cyanobacteria are also important in regenerated production. The primary environmental factors regulating N₂ fixation by Trichodesmium appeared in the following sequence throughout the year: nitrate intrusion during vertical mixing of the water column, increased surface seawater temperature, low wind speed causing stratification and atmospheric deposition of iron. The annual contribution of N₂ fixation by Trichodesmium spp. to new production was of the same order or magnitude as recent refined model estimates for the North Atlantic Ocean.

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Muofhe, Mmboneni Leonard. "N2 fixation and rhizosphere ecology of aspalathus linearis subsp. linearis(rooibos tea)." Master's thesis, University of Cape Town, 1997. http://hdl.handle.net/11427/19646.

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Abstract:

Summary in English.
Bibliography: pages 117-138.
Aspalathus linearis subsp. linearis grows in acid sands of the Cedarberg with pH ranging from 3.8-5.5. Under these conditions:, some essential nutrients are likely to be limiting. In this study, the response of Aspalathus linearis subsp. linearis to N, P, Ca and B was investigated I under field and glasshouse conditions to determine whether provision of supplemental mineral nutrients promotes growth and N2 fixation for increased tea production, and whether this legume from low nutrient environment responds to fertilization. Interestingly, provision of N and P stimulated plant growth and symbiotic performance under field and glasshouse conditions. However, like most legumes, there was sensitivity to high levels of N which resulted in a decline in nodulation and N2 fixation. Unlike P and N nutrition, Ca supply led to a significant decrease in symbiotic performance of the legume under both glasshouse and field conditions. The amounts of N fixed ranged from 50 to 225 mg N/plant under glasshouse conditions and 3.8 to 7.1 g N/plant in the field. When inoculated with soils collected from different areas outside the Cedarberg, Aspalathus linearis subsp. linearis failed to nodulate, suggesting the possible absence of specific bradyrhizobia which nodulate this legume.

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Houyou, Nassima. "Suivi isotopique par RMN et GC-MS de l'assimilation de l'azote chez les plantules de colza : Aspects de régulation de la nitrate réductase." Amiens, 2006. http://www.theses.fr/2006AMIE0627.

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Abstract:

Quand l'ammonium constitue la seule source d'azote disponible pour des plantules de colza (Brassica napus), l'activité de la nitrate réductase (NR) double dans les cotylédons et l’hypocotyle (Leleu, 2000) au lieu de baisser. Nous avons étudié les voies métaboliques concernées pour élucider cette régulation inhabituelle de la NR. Ainsi, une mise au point du suivi isotopique 15N de l’assimilation du l’azote par RMN in vivo, RMN in vitro et par GC-MS nous a permis d'étudier la réponse métabolique de la nitrate réductase des parties aériennes de colza en fonction du type de régime azoté employé, ammonium (NH4Cl) ou nitrate (KNO3), de la présence ou de l’absence de lumière ainsi que de l’utilisation d'inhibiteurs du cycle GS/GOGAT. Les résultats obtenus indiquent une stimulation des flux d’assimilation du 15NO3 - après une culture avec de l’ammonium par rapport à une culture avec du nitrate. Cette stimulation est liée à la glutamine synthétisée en grandes quantités en condition ammonium par le cycle GS/GOGAT. Des expériences d’inhibition de la GS par la MSX et de la GOGAT par l’azasérine ont révélé un effet du taux de glutamine intracellulaire sur l’activité de la NR in vivo ce qui est en accord avec les mesures in vitro dans les mêmes conditions physiologiques (Leleu, 2000). Finalement, l’effet activateur de la lumière sur l’assimilation du 15NO3 - a aussi été observé dans les deux conditions KNO3 et NH4Cl. Cette activation par la lumière d’un facteur 2 semble indépendante de celle de l’ammonium et donc de l’effet de la glutamine reflétant ainsi deux mécanismes différents de régulation de la NR
In rapeseed (Brassica napus) seedlings, ammonium as the sole nitrogen source induces a twofold increase in nitrate reductase (NR) activity (NRA) in shoots comprising the cotyledons and hypocotyls (Leleu, 2000) instead of the usual decrease. We have studied the involved metabolic pathways to shed light on this unusual mechanism of NR regulation. Thus, the 15N isotope exploration of nitrogen assimilation pathways with in vivo NMR, in vitro NMR and GC-MS was optimised, and then used to study the metabolic response of NR in rapeseed shoots towards the kind of nitrogen source (ammonium NH4Cl or nitrate KNO3), the presence or the absence of light and the effect of GS/GOGAT inhibitors. Our results indicate a stimulation of 15NO3 - assimilation fluxes after exposure of rapeseed plantlets to ammonium as compared to nitrate exposure. This stimulation was found to be related to the synthesis of large quantities of glutamine by the GS/GOGAT cycle under ammonium exposure. Use of the GS inhibitor MSX and the GOGAT inhibitor azaserine revealed an effect of the glutamine level on the in vivo NR activity which is consistent with in vitro measurements under the same physiological conditions (Leleu, 2000). Finally, the twofold activation of the 15NO3 - assimilation flux by light was observed under both nitrate and ammonium conditions. This light activation seems to be independent from the ammonium activation and thus from the effect of glutamine indicating two separate mechanisms of NR regulation

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Bekki, Abdelkader. "Fixation d'azote en conditions de stress salin chez Médicago : sensibilité respective des partenaires symbiotiques." Nice, 1986. http://www.theses.fr/1986NICE4060.

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Abstract:

La germination des graines de Médicago est inhibée en présence de sel et l'espèce Ciliaris est la plus résistante. Rhizobium meliloti, partenaire bactérien de la luzerne, peut se developper sur des milieux de culture fortement enrichis en NACL (600 mm). La souche ABS7 isolée de sols sales algériens manifeste une halo tolérance particulière, avec un temps de latence et de génération faibles. Elle maintient une activité superoxyde dismutase élevée. Il a été proposé que les acides aminés, accumulés et notamment le glutamate participent à l'osmoprotection et constituent aussi des substrats respiratoires

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Alias, Annie. "Génétique de la fixation d'azote chez la bactérie photosynthétique Rhodobacter capsulatus : étude du gène de régulation nifR4 et de son expression." Grenoble 1, 1990. http://www.theses.fr/1990GRE10133.

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Abstract:

Le gene nifr4 est necessaire pour la fixation d'azote chez rhodobacter capsulatus. Ce gene a ete sequence. Sa sequence presente de fortes similitudes avec les produits des genes ntra de rhizobium meliloti, d'azotobacter vinelandii et de klebsiella pneumoniae qui sont des facteurs sigma alternatifs. Six souches nif#, mutees dans le gene nifr4, ont ete analysees par sequencage. Cinq de ces mutations correspondent a un codon stop. Dans la sixieme, la glycine 108 est substituee par un aspartate. Cette substitution provoquant un phenotype nif#, cette glycine est donc essentielle pour l'activite de nifr4. Le gene nifr4 a ete clone et exprime dans e. Coli et r. Capsulatus. Une proteine ayant une masse moleculaire de 46 kda correspondant a celle calculee d'apres la sequence nucleotidique a ete identifiee. Nous avons surexprime nifr4 dans un vecteur de fusion de genes de e. Coli. Une proteine dont la composition en acides amines correspond a la proteine fusion attendue a ete purifiee et a servi a preparer des anticorps. Ces anticorps reconnaissent une proteine de 46 kda, dans des extraits cellulaires de r. Capsulatus, qui correspondrait a la proteine nifr4 codee par le gene nifr4 chromosomique. Une fusion nifr4::lacz a ete construite pour etudier la regulation de l'expression de nifr4 dans r. Capsulatus. L'expression de nifr4 est regulee par l'ammoniaque et par l'oxygene, ainsi que par les genes nifa, nifr1, nifr2 et nifr4 de r. Capsulatus

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Lassus, Charles de. "Fixation d'azote moléculaire par la sciure au cours de sa biodégradation." Toulouse, INPT, 1986. http://www.theses.fr/1986INPT002A.

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Abstract:

Les etudes realisees ont porte sur la degradation aerobie de sciure en enceinte fermee, en mesurant l'evolution des caracteristiques physico-chimiques du substrat. Il nous a ete ainsi possible de mettre en evidence la fixation microbiologique d'azote atmospherique par la sciure, a partir d'une analyse du bilan d'azote, de preciser l'importance de cette fixation d'azote et de formuler quelques hypotheses sur les mecanismes qui la regissent

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Paditporn, Achara. "Étude de facteurs limitants de l'activité diazotrophe au cours de la biodégradation aérobie de lignocelluloses." Toulouse, INPT, 1989. http://www.theses.fr/1989INPT006A.

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Abstract:

Le suivi de l'activite microbiologique (production de co#2, taux de decomposition de la matiere organique, et teneur en azote rapportee a la matiere seche initiale) au cours de la fermentation de melanges paille-sciure montre que l'activite diazotrophe (fixation d'azote moleculaire) apparait lorsque le milieu est carence en azote et que les substances carbonees de faible poids moleculaire liberees par les microorganismes heterotrophes sont relativement abondantes. Un apport de 0,4% de phosphore et de 10 ppm de cobalt permet d'intensifier l'activite diazotrophe qui debute plus tot: le gain total d'azote atteint 4,3& et le rendement global 10,1 mg n fixe/g de substrat consomme. L'etude de la composition du pool phenolique au cours de la degradation des lignocelluloses montre que la fixation d'azote moleculaire debute apres la disparition de l'acide p-hydroxybenzoique et de l'acide vanillique et s'accompagne de l'apparition d'un phenol non identifie. La presence de certains phenols (inhibiteurs de l'activite microbiologique) explique en partie le temps de latence observe avant le debut de la fixation d'azote. En presence de vermiculite (vnh#4, vcanh#4, vmg et vmgcacocumnzn), l'activite diazotrophe beneficie de la liberation de mg, ca et des oligo-elements interfoliaires tandis qu'une partie de l'azote fixe est ulterieurement immobilisee et mise en reserve sous forme d'ions nh#4#+ interfoliaires. En presence de vermiculite saturee par nh#4#+, l'activite diazotrophe disparait car il n'y a plus de carence en azote

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Schiltz, Séverine. "Caractérisation du processus de remobilisation de l'azote des organes végétatifs pendant le remplissage des graines chez Pisum sativum L. Par marquages isotopiques et protéomique." Dijon, 2006. http://www.theses.fr/2006DIJOS012.

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Abstract:

Le processus de remobilisations de l'azote des organes végétatifs a été caractérisé au cours du remplissage des graines par marquages isotopiques de l'azote et par protéomique. Ces analyses ont permis de déterminer les organes sources d'azote remobilisé, de quantifier leur contribution au remplissage des graines, de déterminer la nature des pools d'azote et d'identifier les voies métaboliques impliquées. Puis, la variabilité génotypique des remobilisations d'azote a été caractérisée chez huit génotypes contrastés pour quelques caractères architecturaux et pour la teneur en azote des graines. Cette étude a montré que l'azote remobilisé des organes végétatifs est la principale source d'azote pour les graines en remplissage et qu'il constitue un pool d'azote unique redistribué entre les graines indépendamment de leur position sur la plante et de leur stade de développement et ce quel que soit le génotype. Les protéines photosynthétiques constituent le principal pool d'azote remobilisé
The mechanism of nitrogen remobilisations from vegetative organs to filling seeds was characterised by isotopic nitrogen labelling and proteomic. From these analyses, organs from which nitrogen is remobilised were identified, their contribution to seed nitrogen yield were quantified, the nature of remobilised nitrogen pools were determined and the metabolic pathways that were involved were pointed out. Then, the genotypic variability was studied in eight pea genotypes contrasted for morphological traits and seed nitrogen content. This study showed that nitrogen remobilised from vegetative organs was the main nitrogen source for filling seeds. Remobilised N constituted a unique nitrogen pool that was redistributed between seeds independently from their position on the plant and so their developmental stage whatever the genotype. Proteins and mainly, photosynthetic proteins were the main nitrogen pool remobilised from leaves and stems

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Villegas, Hernandez Maria del Carmen. "Spécificité symbiotique de Sinorhizobium meliloti associé à Medicago laciniata : biodiversité et déterminisme génétique." Lyon 1, 2002. http://www.theses.fr/2002LYO10074.

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Abstract:

Le genre Medicago, appartenant à la famille des légumineuses, est intéressant pour la production de fourrage ou pour la restauration écologique des sols dégradés. Les luzernes annuelles de ce genre, particulièrement adaptées au milieu méditerranéen, forment des symbioses fixatrices d'azote avec Sinorhizobium meliloti et S. Medicae. Les relations établies par ces symbiotes montrent différents degrés de spécificité. Ainsi, les espèces végétales dites à large spectre d'hôtes peuvent être nodulées par un grand nombre de souches bactériennes tandis que d'autres dites à spectre d'hôte étroit, comme M. Laciniata, sont très spécifiques. Pour caractériser les bactéries associées spécifiquement à M. Laciniata, deux études ont été envisagées: 1) une étude de biodiversité des souches efficaces avec M. Laciniata. Cette étude repose sur une approche polyphasique comprenant une description phénotypique et génétique (RFLP des régions nifKD et ADNr 16S-IGS, hybridation ADN/ADN, séquençage de nodA et ADNr 16S) des nouveaux isolats bactériens de M. Laciniata, provenant de différents sites du bassin méditerranéen; 2) une étude moléculaire afin d'isoler le déterminant génétique bactérien responsable de cette spécificité. Pour cela, une banque d'ADN génomique a été construite à partir d'une souche représentative des isolats de M. Laciniata. Le clone STM501' contenant un fragment d'insertion de 35 kb, capable de complémenter une souche non infective pour la nodulation de M. Laciniata a été caractérisé par séquençage partiel et par mutagenèse au Tn5. Nos résultats indiquent que les souches efficientes avec M. Laciniata constituent un nouveau biovar de l'espèce S. Meliloti et que le gène nodC est impliqué dans le déterminisme génétique bactérien de cette spécificité symbiotique.

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Cech, Patrick Georges. "Impact of fire, large herbivores and N2-fixation on nutrient cycling in humid savanna, Tanzania." kostenfrei, 2008. http://e-collection.ethbib.ethz.ch/view/eth:30655.

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au, J. Terpolilli@murdoch edu, and Jason Terpolilli. "Why are the symbioses between some genotypes of Sinorhizobium and Medicago suboptimal for N2 fixation?" Murdoch University, 2009. http://wwwlib.murdoch.edu.au/adt/browse/view/adt-MU20090727.143325.

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Abstract:

The conversion of atmospheric dinitrogen (N2) into plant available nitrogen (N), by legumes and their prokaryotic microsymbionts, is an integral component of sustainable farming. A key constraint to increasing the amount of N2 fixed in agricultural systems is the prevalence of symbioses which fix little or no N. The biotic factors leading to this suboptimal N2 fixation have not been extensively analysed. Using the widely studied and cultivated perennial legume Medicago sativa and the model indeterminate annual legume Medicago truncatula with the sequenced bacterial microsymbiont Sinorhizobium meliloti 1021 (Sm1021) as a basis, the work presented in this thesis examined the effectiveness of N2 fixation in these associations and in other comparable systems and investigated factors which lead to the establishment of suboptimally effective symbioses. The ability of Sm1021, S. medicae WSM419 and the uncharacterised Sinorhizobium sp. WSM1022 to fix N with M. truncatula A17, M. sativa cv. Sceptre and a range of other Medicago spp. was evaluated in N-limited conditions. As measured by plant shoot dry weights and N-content, Sm1021 was partially effective with M. truncatula A17 whereas WSM1022 and WSM419 were both effective with this host in comparison to nitrogen-fed (N-fed) control plants. In contrast, Sm1021 and WSM1022 were effective with M. sativa while WSM419 was only partially effective. Nodules induced by Sm1021 on M. truncatula A17 were more numerous, paler, smaller in size and more widely distributed over the entire root system than in the two effective symbioses with this host. On the contrary, nodule number, size and distribution did not differ between these three strains on M. sativa. WSM1022 was effective on M. littoralis, M. tornata and two other cultivars of M. truncatula (Jemalong and Caliph) but Sm1021 was only partially effective on these hosts. These data indicate that the model indeterminate legume symbiosis between M. truncatula and Sm1021 is not optimally matched for N2 fixation and that Sm1021 possesses broader symbiotic deficiencies. In addition, the interaction of WSM1022 with M. polymorpha (small white nodules but does not fix N), M. murex (does not nodulate), M. arabica (partially effective N2 fixation) and M. sphaeorcarpus (partially effective N2 fixation), and the sequence of the 16S rDNA, are all consistent with this isolate belonging to the species S. meliloti. The colony morphology of TY, half-LA and YMA agar plate cultures of Sm1021, WSM419 and WSM1022 suggested differences in EPS profiles between these strains. Sm1021 is very dry, compared to the mucoid WSM419 and extremely mucoid WSM1022. Sm1021 is known to carry an insertion in expR rendering the gene non-functional and resulting in the dry colony phenotype. WSM419 has an intact copy of expR, while the expR status of WSM1022 is not known. Rm8530, a spontaneous mucoid derivative of Sm1021 with an intact expR, was significantly less effective with M. truncatula than Sm1021, but there was no difference in effectiveness between these strains on M. sativa. The effectiveness of Sm1021, when complemented with a plasmid-borne copy of expR from Rm8530, was significantly reduced on M. truncatula but not M. sativa, implicating a functional expR as being the cause of reduced N2 fixation observed with Rm8530 on M. truncatula. ExpR could reduce the effectiveness of Rm8530 by acting as a negative regulator of genes essential for symbiosis with M. truncatula, or by altering the quantity or structure of succinoglycan and/or galactoglucan produced. These data support the emerging view of ExpR being a central regulator of numerous cellular processes. The timing of nodulation between Sm1021 and WSM419 on M. truncatula and M. sativa was investigated. Compared to the other symbioses analysed, the appearance of nodule initials and nodules was delayed when M. truncatula was inoculated with Sm1021 by 3 and 4 days, respectively. To explore whether events during early symbiotic signalling exchange could account for these observed delays, leading to the establishment of a suboptimal N2-fixing symbiosis, a novel system was developed to compare the response of the Sm1021 transcriptome to roots and root exudates of M. truncatula A17 and M. sativa cv. Sceptre. This system consisted of a sealed 1 L polycarbonate chamber containing a stainless steel tripod with a wire mesh platform on which surface-sterilised seeds could be placed and allowed to germinate through the mesh, into a hydroponic medium below. After germination, Sm1021 cells were inoculated into the hydroponic solution, exposed to the roots and root exudates for 16 h, harvested and their RNA extracted. Comparison of Sm1021 mRNA from systems exposed to M. truncatula or M. sativa revealed marked differences in gene expression between the two. Compared to the no plant control, when M. sativa was the host plant, 23 up-regulated and 40 down-regulated Sm1021 genes were detected, while 28 up-regulated and 45 down-regulated genes were detected with M. truncatula as the host. Of these, 12 were up-regulated and 28 were down-regulated independent of whether M. truncatula or M. sativa was the host. Genes expressed differently when exposed to either M. truncatula or M. sativa included nex18, exoK, rpoE1 and a number of other genes coding for either hypothetical proteins or proteins with putative functions including electron transporters and ABC transporters. Characterisation of these differentially expressed genes along with a better understanding of the composition of M. truncatula root exudates would yield a clearer insight into the contribution of early signal exchange to N2 fixation. Comparison of the regulation of nodule number between Sm1021 and WSM419 on M. truncatula and M. sativa revealed nodule initials at 42 days post-inoculation (dpi) on M. truncatula inoculated with Sm1021. In contrast, no new nodule initials were present 21 dpi on any of the other interactions examined. Moreover, analysis of nodule sections revealed that the number of infected cells in M. truncatula-Sm1021 nodules was less than for comparable symbioses. These data suggest that nodule number is not tightly controlled in the M. truncatula-Sm1021 association, probably due to N2 fixation being insufficient to trigger the down regulation of nodulation. Quantification of N2 fixation activity in this and other more effective symbioses is required. The poor effectiveness of the M. truncatula-Sm1021 symbiosis makes these organisms unsuitable as the model indeterminate interaction and the implications for legume research are discussed. The recently sequenced WSM419 strain, revealed here to fix N2 more effectively with M. truncatula than Sm1021, may be a better model microsymbiont, although WSM419 is only partially effective for N2 fixation with M. sativa. The sequencing of S. meliloti WSM1022, a highly effective strain with both M. truncatula and M. sativa, would provide a valuable resource in indentifying factors which preclude the establishment of effective symbioses.

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Terpolilli, Jason. "Why are the symbioses between some genotypes of Sinorhizobium and Medicago suboptimal for N2 fixation?" Terpolilli, Jason (2009) Why are the symbioses between some genotypes of Sinorhizobium and Medicago suboptimal for N2 fixation? PhD thesis, Murdoch University, 2009. http://researchrepository.murdoch.edu.au/683/.

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Abstract:

The conversion of atmospheric dinitrogen (N2) into plant available nitrogen (N), by legumes and their prokaryotic microsymbionts, is an integral component of sustainable farming. A key constraint to increasing the amount of N2 fixed in agricultural systems is the prevalence of symbioses which fix little or no N. The biotic factors leading to this suboptimal N2 fixation have not been extensively analysed. Using the widely studied and cultivated perennial legume Medicago sativa and the model indeterminate annual legume Medicago truncatula with the sequenced bacterial microsymbiont Sinorhizobium meliloti 1021 (Sm1021) as a basis, the work presented in this thesis examined the effectiveness of N2 fixation in these associations and in other comparable systems and investigated factors which lead to the establishment of suboptimally effective symbioses. The ability of Sm1021, S. medicae WSM419 and the uncharacterised Sinorhizobium sp. WSM1022 to fix N with M. truncatula A17, M. sativa cv. Sceptre and a range of other Medicago spp. was evaluated in N-limited conditions. As measured by plant shoot dry weights and N-content, Sm1021 was partially effective with M. truncatula A17 whereas WSM1022 and WSM419 were both effective with this host in comparison to nitrogen-fed (N-fed) control plants. In contrast, Sm1021 and WSM1022 were effective with M. sativa while WSM419 was only partially effective. Nodules induced by Sm1021 on M. truncatula A17 were more numerous, paler, smaller in size and more widely distributed over the entire root system than in the two effective symbioses with this host. On the contrary, nodule number, size and distribution did not differ between these three strains on M. sativa. WSM1022 was effective on M. littoralis, M. tornata and two other cultivars of M. truncatula (Jemalong and Caliph) but Sm1021 was only partially effective on these hosts. These data indicate that the model indeterminate legume symbiosis between M. truncatula and Sm1021 is not optimally matched for N2 fixation and that Sm1021 possesses broader symbiotic deficiencies. In addition, the interaction of WSM1022 with M. polymorpha (small white nodules but does not fix N), M. murex (does not nodulate), M. arabica (partially effective N2 fixation) and M. sphaeorcarpus (partially effective N2 fixation), and the sequence of the 16S rDNA, are all consistent with this isolate belonging to the species S. meliloti. The colony morphology of TY, half-LA and YMA agar plate cultures of Sm1021, WSM419 and WSM1022 suggested differences in EPS profiles between these strains. Sm1021 is very dry, compared to the mucoid WSM419 and extremely mucoid WSM1022. Sm1021 is known to carry an insertion in expR rendering the gene non-functional and resulting in the dry colony phenotype. WSM419 has an intact copy of expR, while the expR status of WSM1022 is not known. Rm8530, a spontaneous mucoid derivative of Sm1021 with an intact expR, was significantly less effective with M. truncatula than Sm1021, but there was no difference in effectiveness between these strains on M. sativa. The effectiveness of Sm1021, when complemented with a plasmid-borne copy of expR from Rm8530, was significantly reduced on M. truncatula but not M. sativa, implicating a functional expR as being the cause of reduced N2 fixation observed with Rm8530 on M. truncatula. ExpR could reduce the effectiveness of Rm8530 by acting as a negative regulator of genes essential for symbiosis with M. truncatula, or by altering the quantity or structure of succinoglycan and/or galactoglucan produced. These data support the emerging view of ExpR being a central regulator of numerous cellular processes. The timing of nodulation between Sm1021 and WSM419 on M. truncatula and M. sativa was investigated. Compared to the other symbioses analysed, the appearance of nodule initials and nodules was delayed when M. truncatula was inoculated with Sm1021 by 3 and 4 days, respectively. To explore whether events during early symbiotic signalling exchange could account for these observed delays, leading to the establishment of a suboptimal N2-fixing symbiosis, a novel system was developed to compare the response of the Sm1021 transcriptome to roots and root exudates of M. truncatula A17 and M. sativa cv. Sceptre. This system consisted of a sealed 1 L polycarbonate chamber containing a stainless steel tripod with a wire mesh platform on which surface-sterilised seeds could be placed and allowed to germinate through the mesh, into a hydroponic medium below. After germination, Sm1021 cells were inoculated into the hydroponic solution, exposed to the roots and root exudates for 16 h, harvested and their RNA extracted. Comparison of Sm1021 mRNA from systems exposed to M. truncatula or M. sativa revealed marked differences in gene expression between the two. Compared to the no plant control, when M. sativa was the host plant, 23 up-regulated and 40 down-regulated Sm1021 genes were detected, while 28 up-regulated and 45 down-regulated genes were detected with M. truncatula as the host. Of these, 12 were up-regulated and 28 were down-regulated independent of whether M. truncatula or M. sativa was the host. Genes expressed differently when exposed to either M. truncatula or M. sativa included nex18, exoK, rpoE1 and a number of other genes coding for either hypothetical proteins or proteins with putative functions including electron transporters and ABC transporters. Characterisation of these differentially expressed genes along with a better understanding of the composition of M. truncatula root exudates would yield a clearer insight into the contribution of early signal exchange to N2 fixation. Comparison of the regulation of nodule number between Sm1021 and WSM419 on M. truncatula and M. sativa revealed nodule initials at 42 days post-inoculation (dpi) on M. truncatula inoculated with Sm1021. In contrast, no new nodule initials were present 21 dpi on any of the other interactions examined. Moreover, analysis of nodule sections revealed that the number of infected cells in M. truncatula-Sm1021 nodules was less than for comparable symbioses. These data suggest that nodule number is not tightly controlled in the M. truncatula-Sm1021 association, probably due to N2 fixation being insufficient to trigger the down regulation of nodulation. Quantification of N2 fixation activity in this and other more effective symbioses is required. The poor effectiveness of the M. truncatula-Sm1021 symbiosis makes these organisms unsuitable as the model indeterminate interaction and the implications for legume research are discussed. The recently sequenced WSM419 strain, revealed here to fix N2 more effectively with M. truncatula than Sm1021, may be a better model microsymbiont, although WSM419 is only partially effective for N2 fixation with M. sativa. The sequencing of S. meliloti WSM1022, a highly effective strain with both M. truncatula and M. sativa, would provide a valuable resource in indentifying factors which preclude the establishment of effective symbioses.

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Naab, JB, SMB Chimphango, and FD Dakora. "N2 fixation in cowpea plants grown in farmers' fields in the Upper West Region of Ghana, measured using 15N natural abundance." Symbiosis, 2009. http://encore.tut.ac.za/iii/cpro/DigitalItemViewPage.external?sp=1001478.

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Abstract:

Abstract Few studies have assessed the levels of symbiotic N nutrition in legumes grown by fanners in Africa. In this study, the shoots of cowpea plants were sampled from 63 farms in 12 villages within 5 districts of the Upper West Region of Ghana, and assessed for growth and symbiotic N nutrition. The data revealed considerable differences in cowpea plant density per m2 , plant growth, 15N natural abundance (OI5N), %Ndfa, and N-fixed among different farms under one village, and between villages under the same district, and between districts in the Upper West Region. In farms where there were fewer cowpea plants per m2 , plant growth was better and dry matter yield per plant significantly greater, leading to strong variations in O!5N values. Except for four farms at Bamahu which had cowpea shoot Ndfa values of 12.1%,30.0%,36.5% and 46.6%, one farm at Babile with Ndfa value of 58.1%, and three farms at Silbelle with Ndfa values of56.8%, 57.9% and 68.7%, the remaining 55 out of the 63 farms studied showed high shoot Ndfa values, ranging from 70.6% to 99.7%, which clearly indicates that cowpea cultivated by farmers in the Upper West Region of Ghana meet a large proportion of their N requirements from symbiotic fixation. At the district level, isotopic analysis showed that, on average, the 15N natural abundance values (%0) of cowpea shoots were -0.496±0.04 for Jirapa, -O.083±0.06 for Nadowli, 0.368±O.08 for Lawra, l.333±0.29 for Wa and 0.365±0.09 for Sissala district. Estimates of the legume's N derived from fixation were 66.3% for Wa district, 89.9% for Nadowli, 79.4% for Lawra, 78.9% for Sissala and 80.9% for Jirapa district. The amount ofN-fixed ranged from 402.3 mg.plant' for Nadowli, 176.5 mg.plant" for Wa, 235.4 mg.plant' for Sissala, 179.0 rng.plant' for Lawra to 249.2 mg.plane! for the Jirapa district. Expressed on per-hectare basis using cowpea density per m2 , the total amount ofN-fixed was around 16.6 kg ha-! in the Nadowli district, 19.1 kg ha-! in Wa, 23.0 kg ha' in Sissala, 21.1 kg ha-I in Lawra and 17.6 kg ha-1in the Jirapa district. Averaged across all 5 districts, N-fixed by cowpea was about 19.5 kg ha-! in the Upper West Region of Ghana. These data suggest that, increasing N2 fixation in fanners' fields in Ghana would require optimization of cowpea plant density rather than biological manipulation of the symbiotic process (as %Ndfa values were generally very high).

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Nna, Mvondo Delphine. "Fixation atmosphérique de l'azote par les décharges électriques durant l'histoire de la Terre." Paris 12, 2002. http://www.theses.fr/2002PA120068.

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Abstract:

Sur la Terre, l'azote peut être utilisé par les organismes vivants uniquement s'il est s'il est "fixé", c'est à dire s'il est présent sous formes réactives, comme l'ammoniac, les nitrates, les oxydes d'azotes ou l'azote chimiquement lié à des molécules organiques. L'azote peut être fixé biologiquement ou abiotiquement par les processus industriels et les éclairs d'orage. Dans la Terre primitive, les éclairs d'orage auraient pu être une des sources les plus importantes d'azote fixé nécessaire pour l'émergence de la vie en apportant environ 10 [puissance]12 g NO par an. Dans ce travail, j'ai réalisé la première étude expérimentale de la fixation atmosphérique de l'azote par les décharges électriques, incluant les conditions des éclairs d'orage nuage-terre et des décharges corona au sol, durant toute l'histoire géologique de la Terre, depuis une atmosphère prédominante en dioxyde de carbone dans l'Hadéen et l'Archéen jusque l'atmosphère oxygénée actuelle prédominante en azote moléculaire. L'étude expérimentale consiste à simuler en laboratoire les atmosphères terrestres de CO2 - N2 et de O2 - N2, les soumettre à des irradiations qui recréent les éclairs d'orage et les processus corona au sol, puis analyser les produits azotés par CPG-SM-IRTF et, parallèlement, par spectroscopie infrarouge à Transformée de Fourier seule. Afin d'expliquer les variations observées dans les rendements énergétiques de NO, NO2 et N2O pour chaque décharge et chaque atmosphère, je propose des mécanismes réactionnels. Les estimations des productions annuelles de ces oxydes d'azote par les éclairs et les processus corona de pointe dans les atmosphères terrestres simulées me permettent de délimiter la contribution des décharges électriques dans la fixation abiotique de l'azote durant l'évolution de l'atmosphère et examiner si cette évolution a pu influencer la production d'azote réactif disponible pour les organismes vivants
On Earth, nitrogen can be used by living organisms only if it is "fixed", that is to say if it is present in reactive forms, as ammonia, nitrates, nitrogen oxides or nitrogen chemically tied up to organic molecules. Nitrogen can be fixed biologically or abiotically by industrial processes and by lightning diseharges during thunderstonns. On early Earth, lightning could have been one of the most important sources of fixed nitrogen needed for die emergence of life supplying about 10 [puissance]12 g NO per year. In this work, we report the first experimental simulation of atmospheric nitrogen fixation by electric diseharges, including lightning and corona diseharges, during ail geologic history of die Earth, from an atmosphere predominantly composed of carbon dioxide in die Hadean and Archean to the current oxygenic atmosphere dominated by dinitrogen. This experimental study consists of simulating in laboratory the Earth' s atmosphere from neutral (CO2 - N2) to oxygenic (O2 - N2), of subjecting these gaseous mixtures to irradiation that mimic thunderstorm lightning and corona point-discharges, then of analyzing the nitrogen products by GC-MS-IRTF and also only by infrared spectroscopy. In order to explain the observed variations in the energy yields of NO, NO2 and N2O for each atmosphere and each discharge, we propose chemical mechanisms of formation of these three compounds. The estimates of their annual productions for lightning and corona processes in terrestrial simulated atmospheres allow us to constrain the contribution of electric processes in the abiotic nitrogen fixation, and to examine if the evolution of the atmosphere could have influenced the production of reactive nitrogen available for the living organisms

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Scheibel, Isabel Christina. "N2 Splitting and Functionalization in the Coordination Sphere of Rhenium." Doctoral thesis, Niedersächsische Staats- und Universitätsbibliothek Göttingen, 2016. http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-002B-7D02-8.

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Schluschaß, Bastian. "N2 Splitting and Functionalization in the Coordination Sphere of Tungsten." Doctoral thesis, Niedersächsische Staats- und Universitätsbibliothek Göttingen, 2020. http://hdl.handle.net/21.11130/00-1735-0000-0005-1508-B.

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Blais, Marjolaine. "La fixation d'azote dans l'ouest de l'océan Arctique." Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/27721/27721.pdf.

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Heckmann, Marie-Odile. "Influence du métabolisme nodulaire du nitrate sur l'inhibition de la fixation symbiotique d'azote chez le soja (Glycine max L. )." Montpellier 2, 1987. http://www.theses.fr/1987MON20053.

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Abstract:

L'inhibition de l'activite symbiotique, observee en presence de nitrate, pourrait etre la consequence de l'assimilation du nitrate dans les nodosites qui limiterait l'approvisionnement des bacteroides en pouvoir reducteur. L'activite de nitrogenase diminuerait, en consequence, soit par un manque de donneurs d'electrons, soit par une diminution de la synthese d'atp par les chaines respiratoires bacteroidiennes

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Philip, Pascale de. "Etude de la protéine FixL de Rhizobium meliloti impliquée dans la régulation de l'expression des gènes de fixation symbiotique de l'azote." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30275.

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Abstract:

L'expression des genes bacteriens impliques dans la fixation de l'azote (nif et fix) est regulee par un mecanisme en cascade faisant intervenir, a un niveau superieur l'operon fixlj dont les produits activent, en symbiose et en culture microaerobie, les genes regulateurs specifiques nifa et fixk. D'apres les homologies de sequence de fixl et fixj avec les systemes de regulation a deux composants fixl, en reponse a un signal de l'environnement, activerait par phosphorylation l'activateur transcriptionnel fixj. La reconstitution de la cascade de regulation de l'expression des genes nifa et fixk chez escherichia coli nous a permis d'une part de mettre en evidence une activation differente des deux promoteurs de nifa et de fixk par fixl/j et d'autre part de demontrer que fixl est responsable de la regulation par la microaerobiose de l'expression de ces genes. Ainsi fixl, en reponse a la faible pression partielle en oxygene regnant dans la nodosite, activerait la proteine fixj. L'utilisation de derives deletes de fixl a permis de predire trois domaines chez la proteine fixl: un domaine amino-terminal hydrophobe qui n'est pas necessaire a l'activite de fixl, un domaine cytoplasmique central responsable de la sensibilite a l'oxygene mais non necessaire a l'activation de fixj et un domaine carboxy-terminal conserve chez les proteines capteurs des sysstemes a deux composants et certainement responsable de l'activation de fixj par phosphorylation. Une etude cytologique de nodosites induites par une souche de r. Meliloti mutee dans le gene fixl a ete entreprise dans le but de montrer l'implication du systeme fixl/j dans la distribution spatiale de l'expression des genes nifa et fixk dans la nodosite

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Jacq, Violaine. "Influence de la biodisponibilité des nutriments sur la fixation de N2 et réponse de Crocosphaera watsonii face à la limitation en fer." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066365/document.

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Abstract:

La fixation de N2, ou diazotrophie, est un processus biogéochimique majeur en raison de son apport en azote nouveau dans la couche de surface de l’océan. Cependant ses facteurs de contrôle restent mal connus. Le fer, dont les concentrations de surface sont faibles, est un élément potentiellement limitant de la fixation de N2 du fait du contenu en fer important de la nitrogénase. En raison de leur découverte récente, peu d’études ont été menées sur les cyanobactéries diazotrophes unicellulaires (UCYN) pouvant être responsables de ~50% de la fixation de N2 à l’échelle globale. Des expériences en culture ont permis de caractériser et quantifier pour la première fois la réponse d’une UCYN, Crocosphaera watsonii, face à la limitation en fer. En condition de limitation en fer, il a été observé une réduction de la croissance et des taux de fixation de N2 ainsi qu’une stratégie d’adaptation des cellules avec une diminution de leur volume. La stimulation de la croissance et de l’activité de C. watsonii cultivées en condition de limitation en fer suite à l’ajout d’une pluie saharienne artificielle a permis de mettre en évidence qu’une partie au moins du fer issu de poussières désertiques est biodisponible. En Atlantique subtropical Nord, où nous avons déterminé une forte contribution de la fixation de N2 à la production nouvelle, nous avons observé une limitation de la fixation de N2 et de la production primaire principalement par les phosphates et mis en évidence le rôle des métaux traces dans le contrôle de la fixation de N2. Un ajout de pluie saharienne a permis de stimuler systématiquement la fixation de N2 et la production primaire
Despite the biogeochemical importance of N2 fixation, which represents the largest source of newly-Fixed nitrogen to the open ocean, some uncertainties remain about its controlling factors. Iron (Fe) is widely suspected as a key controlling factor due to the high Fe content of the nitrogenase complex and to its low concentration in oceanic surface seawaters. N2 fixation rates associated with unicellular N2 fixing cyanobacteria (UCYN) were estimated to be ~50% of the total N2 fixation at global scale, but as they have been recently discovered few studies have been conducted on these organisms. We performed culture experiments in order to quantify for the first time the response of an UCYN, Crocosphaera watsonii, to Fe limitation. Reduction of ambient Fe concentration led to significant decreases in growth rate and N2 fixation rates per cell and we observed an adaptive strategy to Fe limitation with a cell volume reduction. Then, the enhancement of growth and activity of C. watsonii under Fe limitation condition after artificial Saharan rain addition highlighted that at least a part of the Fe released by the dust is bioavailable. In subtropical North Atlantic, an important contribution of N2 fixation to new production was observed and we showed that primary production and N2 fixation were globally P-Limited. We revealed that trace metals play a key role in controlling N2 fixation in this area. Saharan rain addition stimulated N2 fixation, presumably by supplying these nutrients. All these results contribute to our knowledge of the control of oceanic N2 fixation and provide new insight about interactions between Fe, nitrogen and carbon biogeochemical cycles

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Bambara, Sylvie Karumeyi. "Effect of rhizobium inoculation, molybdenum and lime on the growth and N2 fixation in P. vulgaris L." Thesis, Cape Peninsula University of Technology, 2009. http://hdl.handle.net/20.500.11838/845.

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Abstract:

Thesis (MTech (Horticulture Science))--Cape Peninsula University of Technology, 2009
The study used common bean (P. vulgaris L. variety Provider) in a spilt-split-plot design involving 2 levels of Rhizobium inoculation (with and without rhizobia), 3 levels of lime (0, 2 and 3 t.ha-1) and 3 levels of molybdenum (0, 6 and 12 g.kg-1 of seeds) in a glasshouse experiment. The glasshouse experiment was then verified in the field during 2008 and 2009 cropping seasons. The aim was to assess the effects of Rhizobium inoculation, molybdenum and lime supply on: i) yield and yield components of the P. vulgaris L. ii) Changes in soil pH and the concentrations of selected plant-available nutrients in the rhizosphere, iii) photosynthesis and chlorophyll formation in P. vulgaris L. and (iv) plant growth and N2-fixation in P. vulgaris L. The results showed that Rhizobium inoculation had significant effects in increasing yield components and ultimately the final seed yield. Rhizobial inoculation also significantly increased the levels of chlorophyll content in leaves, improved all photosynthetic parameters, increased dry matter yield of different organs and decreased 15N values in all organs assessed. As a result, % nitrogen derived from atmosphere (%Ndfa) in all organs as well as the amount of N derived from fixation was improved. In the field, the whole plant level of N-fixation of P. vulgaris L. from Rhizobium inoculation accounted for approximately 33 kg N.ha-1. Furthermore, soil pH and the concentration of mineral nutrients (P, K, Ca, Mg, Na, Fe, Cu, Zn and Mn) in the rhizosphere were significantly increased with Rhizobium inoculation when compared with the control.

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Tang, Qian. "N2-fixation and seedling growth promotion of lodgepole pine by wild-type and GFP-labeled Paenibacillus polymyxa." Thesis, University of British Columbia, 2016. http://hdl.handle.net/2429/57899.

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Abstract:

Paenibacillus polymyxa P2b-2R is a bacterium that originated from the internal stem tissues of lodgepole pine (Pinus contorta var. latifolia (Dougl.) Engelm.) seedlings growing in the interior of British Columbia. Several studies have suggested that P. polymyxa P2b-2R can fix nitrogen in association with lodgepole pine and can promote plant growth. To further evaluate this strain, P. polymyxa P2b-2Rgfp, a green fluorescent protein (GFP)-labeled derivative of P2b-2R, was generated and used in a long term inoculation study. To confirm its ability to fix N₂ and to contribute to the N nutrition of pine, as well as comparing the similarities or differences between GFP-labeled and wild-type P2b-2R, a one-year study on bacterial colonization and lodgepole pine seedling growth responses to inoculation with wild-type or GFP-labeled P. polymyxa P2b-2R, was performed. Surface-sterilized lodgepole pine seeds were sown in glass tubes containing an autoclaved sand/montmorillonite clay mixture that contained a nutrient solution with a small amount of nitrogen labeled with ¹⁵N as Ca(¹⁵NO₃)₂ (5 % ¹⁵N label). After sowing, seeds were inoculated with either P. polymyxa P2b-2R or P. polymyxa P2b-2Rgfp. Non-inoculated controls received phosphate-buffered saline. The results indicated that both P2b-2R and P2b-2Rgfp were: (i) able to form persistent rhizospheric and endophytic populations, (ii) capable of in situ N fixation and (iii) enhancing seedling growth continuously after four months. Seedlings inoculated with P2b-2R derived 13%-40 % of foliar N from the atmosphere, while those treated with P2b-2Rgfp derived 18%-47 % of foliar N from the atmosphere during seedling growth period. There was a temporary seedling growth reduction in P2b-2R treatments two months after sowing, but seedlings recovered from the growth reduction thereafter. However, P2b-2Rgfp treatments did not display such a decline. Seedlings treated with P2b-2Rgfp had generally higher endophytic populations, foliar N concentrations, %N derived from atmosphere and dry weights, but lower rhizospheric populations than those treated with P2b-2R. However, these differences were not significant. GFP did not affect N-fixation and growth promotion of wild-type P2b-2R in general, however, GFP-labeled P2b-2R might have short-term advantages in early pine growth stages but these are not significant in the longer term.
Land and Food Systems, Faculty of
Graduate

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Javanaud, Cédric. "Rôle de l'oxydation anaérobie de l'ammonium dans la production de N2 : Anamox et nitrification anaérobie impliquant la réduction des oxydes de manganèse." Aix-Marseille 2, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX22025.

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Abstract:

Les apports azotés en milieu cotiers sont divers et abondants faisant des processus de sortie d'azote par la production de diazote (N2) des phénomènes majeurs dans le contrôle de l'eutrophisation. Cependant, la forme la plus abondante est l'ammonium, qui ne peut être éliminé directement en N2 en aérobie. Ainsi, l'oxydation aérobie du NH4+ en NO3- (nitrification) devient un des principaux facteurs de régulation de sortie d'azote de l' écosystème par le couplage nitrification/dénitrification dans les zones d'interface aérobie/anaérobie
Nitogen imputs in coastal environment are abundant and diverse. Therefore, nitrogen removal throught the production of dinitrogen (N2) is one of the majorphenomena controlling eutophisation. However, the most abundant form of nitrogen is ammonium which can not be eliminated directly in N2 in aerobiosis. Thus, the aerobic oxidation of NH4+ to NO3- (nitrification) is a major factor regulating nitrogen outlet of the ecosystem by coupling nitrification/ denitrification in aerobic/anaerobic interfaces

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Béline, Fabrice. "Etude des transferts d'azote par nitrification/dénitrification (N2, N2O, NH3) au cours du traitement aérobie et du stockage du lisier de porc. : essais avec 15N." Perpignan, 1998. http://www.theses.fr/1998PERP0323.

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Abstract:

Le traitement aerobie du lisier est envisage comme une alternative susceptible de resoudre differents problemes de pollution, notamment la pollution des eaux par les nitrates. Au cours du traitement, une partie de la charge azotee du lisier est transformee en composes azotes gazeux par nitrification et denitrification. Cependant, les transformations et le transfert de l'azote du lisier vers l'atmosphere engendrent parfois des emissions de gaz polluants tels que le protoxyde d'azote et l'ammoniac. Differentes etudes, realisees a l'echelle du laboratoire, precisent l'influence des parametres de fonctionnement sur l'elimination d'azote et sur la production de gaz polluants pendant le traitement aerobie du lisier de porcs. Les essais ont permis de mettre en evidence une elimination de 15 a 66% de l'azote total du lisier brut pendant l'aeration. En ajoutant le taux d'elimination obtenu pendant la phase d'aeration avec celui issu de la phase de stockage, on atteint des taux d'elimination totale compris entre 52 et 85% de l'azote total du lisier brut. Les principaux parametres de fonctionnement influencant les transformations sont, la quantite de carbone assimilable du lisier brut (dbo) et la strategie d'aeration. Pour les differentes strategies de traitement, les emissions de nh#3 et no#x sont faibles pendant l'aeration et les principales voies d'elimination sont le n#2 et n#2o. L'utilisation du traceur #1#5n nous a permis de mettre en evidence le role de la nitrification et de la denitrification sur les emissions de n#2o. En effet, pendant la nitrification, une accumulation de nitrites engendre des emissions de n#2o representant jusqu'a 31% de l'azote total du lisier brut. D'autre part, au cours de la denitrification, l'inhibition partielle de l'enzyme n#2or entraine des emissions de n#2o representant jusqu'a 24% de l'azote total du lisier brut. Cependant, l'utilisation de l'aeration sequentielle du lisier permet, dans certaines conditions, une reduction complete du n#2o en n#2.

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Luna, Reyes. "Amélioration de la fixation symbiotique de l'azote chez le soja (Glycine max L. Merrill) : aptitudes de la souche SMGS1 de Bradyrhizobium japonicum." Toulouse, INPT, 1995. http://www.theses.fr/1995INPT015A.

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Abstract:

Chez le soja, la fixation symbiotique d'azote atmospherique est etroitement associee a la productivite et la qualite de la graine. L'objectif du present travail est d'evaluer les possibilites d'ameliorer cette fonction par la voie bacterienne en comparant la souche smgs1 de bradyrhizobium japonicum a la souche g4. Utilisee dans les inoculum francais. En culture hydroponique des plantes, avec des apports degressifs en nitrate, la nodulation est plus abondante avec la souche smgs1, ce qui se repercute sur le volume et la masse seche nodulaires. Ces observations restent valables lorsque les plantes sont cultivees en presence permanente de nitrate, suggerant une meilleure tolerance de la souche smgs1 a la presence de cet ion. Cependant, l'expression d'une fixation d'azote plus active (activite reductrice d'acetylene) est subordonnee a des nodosites de taille plus elevee, en relation avec la capacite de la plante hote a assurer a la fois leur croissance et leur fonctionnement. Des interactions entre le genotype hote et la souche ont ete mises en evidence pour des parametres symbiotiques ou de recolte. L'evaluation agronomique de la souche smgs1 en serre, sur terre, montre des reponses genotypiques positives ou negatives comparativement a g49. Le rendement au champ de quatre-vingt six lignees, en presence de la souche g49, presente une faible correlation avec leur activite fixatrice mesuree avec la souche smgs1 en conditions controlees et en presence d'un gradient en nitrate, contrairement aux resultats obtenus apres inoculation avec g49. Ainsi, l'existence d'interactions entre le genotype hote et la souche de b. Japonicum ou la teneur en nitrate du milieu racinaire pourrait entrainer une modification des performances agronomiques des varietes cultivees si la souche smgs1 est choisie comme nouvel inoculum. Ceci suggere d'entreprendre une nouvelle selection de genotypes mieux adaptes a cette souche

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Leprevost, Corinne. "Etude de la modification des caractères de Rhizobium meliloti après transformation génétique." Lille 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LIL10086.

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Abstract:

L'application d'une technique de transformation génétique à une souche de Rhizobium meliloti M5N1 exigeante en isoleucine et en valine (Ile- Val-) a permis le transfert des caractères Ile+ et Val+. Les cellules transformées obtenues qui présentent des modifications morphologiques par rapport à la souche initiale ont aussi perdu le caractère muqueux ; certaines de ces cellules sont devenues incapables d'infecter la luzerne. L'expression des caractères correspondant à une information génétique spécifique, nous avons analysé le contenu plasmidique des bactéries transformées. Cette étude a révélé d'importantes modifications soit la disparition des plasmides indigènes de la souche initiale avec ou sans apparition d'un nouveau plasmide de poids moléculaire inférieur à ceux initialement présents. Grâce à l'utilisation des techniques d'hybridation DNA/DNA, nous avons montré que le DNA des plasmides indigènes de la souche parentale est toujours présent chez les clones transformés. Non visualisable sous une forme plasmidique, suite au transfert génétique, il a vraisemblablement été intégré dans le chromosome. L'analyse des petits plasmides apparus chez les souches transformées indique qu'ils ne proviennent pas du plasmide moyen de la souche initiale mais qu'ils pourraient s'être constitués à partir du DNA transformant. L'infection de plantules de luzerne par des clones transformés a conduit à l'obtention de clones ayant réacquis à la fois les caractères phénotypiques de la souche initiale ainsi que les plasmides présents chez les bactéries avant la transformation. L'intégration des plasmides dans le chromosome a été confirmée.

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Lavire, Céline. "Modulation des propriétés symbiotiques de Frankia : mécanismes de régulation génétique et métabolisme de l'azote." Lyon 1, 2002. http://www.theses.fr/2002LYO10081.

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Abstract:

Lors de cette étude, nous avons sélectionné différents gènes candidats impliqués dans le métabolisme de l'azote et la régulation de l'expression des gènes, activités qui semblent importantes pour l'établissement et le fonctionnement de la symbiose entre Frankia et les plantes actinorhiziennes. Ces gènes ont été étudiés sous deux angles, celui de leur histoire évolutive et de l'effet de l'hôte végétal sur leur diversification, et celui de leur rôle dans l'établissement et le fonctionnement des symbioses. Nous avons étudié les gènes glnII et RpoD, gènes impliqués respectivement dans l'assimilation de l'azote fixé et dans la régulation de la transcription. Ces deux gènes ont été utilisés pour évaluer les relations phylogénétiques entre les bactéries Frankia. Nous avons ainsi observé que les souches infectieuses de Frankia étaient divisées en deux groupes selon les spécificités de colonisation des plantes. Nous avons par ailleurs montré qu'au moins deux facteurs sigma primaires étaient retrouvés chez Frankia. L'un d'eux n'a pas été observé pour des souches isolées d'Elaeagnus ou d'Hippophae, ce qui pourrait refléter une spécialisation liée au partenaire végétal. Dans la continuité de cette approche qui consiste à étudier le déterminisme génétique impliqué dans les relations entre Frankia et les plantes actinorhiziennes, nous nous sommes intéressés aux systèmes de régulation à deux composants, et à l'activité de fixation d'azote. Nous avons montré que Frankia possédait des séquences homologues du gène régulateur gacA, et nous avons mis en évidence la présence d'au moins quatre gènes présentant des séquences homologues de senseurs de la famille EnvZ. Concernant l'activité de fixation d'azote, nous avons caractérisé une partie de l'îlot génétique nif de Frankia ACN14a, et montré que cette bactérie semble exprimer constitutivement les gènes nif, même en présence d'azote et sans différenciation de vésicules. Enfin, pour permettre la mise au point d'outils pouvant faciliter les études de génétique de Frankia, nous avons caractérisé un plasmide cryptique de Frankia ACN14a.

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Rakotonandrasana, Marie Annick Holysoa. "Effet d'une jachère de trèfle souterrain (Trifolium subterraneum L. ) sur le lessivage des nitrates et l'alimentation azotée du mai͏̈s." Toulouse, INPT, 2000. http://www.theses.fr/2000INPT003A.

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Abstract:

Un couvert de trefle souterrain : trifolium subterraneum l. A ete seme sur une station de drainage installee sur des sols lessives hydromorphes, dans la vallee de la garonne a 30 km de toulouse, en zone vunerable selon la directive nitrates. La collecte des eaux de drainage de la parcelle et l'analyse de leur teneur en nitrate ont ete effectuees sur 3 ans de 1995 a 1998. Le dispositif est complete par des analyses de sol. Au bout de 3 ans le couvert a ete retourne et seme en mais pour etudier la contribution de l'azote fixe a la nutrition du mais. Ce couvert a ete compare a un couvert de trefle blanc. Il apparait que la croissance precoce du trefle souterrain permet de reduire le drainage et le lessivage des nitrates notamment en periode automnale et printaniere. Les quantites d'azote nitrique lessivees de septembre a juin sont faibles (18 et 17 kg/ha) les deux premieres annees, et insignifiantes la troisieme annee, en raison de la secheresse. Cependant les concentrations moyennes en nitrates des eaux de drainage restent elevees (37 a 70 mg/l). La teneur en azote nitrique du sol evolue selon la saison. Minimale en hiver, elle est maximale en ete a la suite de la mineralisation des residus racinaires et aeriens du trefle souterrain. Les rendements en mais grains obtenus derriere legumineuses et sans fertilisation azotee sont respectivement de 115 quintaux/ha derriere trefle souterrain et 136 quintaux/ha derriere trefle blanc et sont largement superieurs a ceux obtenus avec une fumure minerale classique (240 kg d'azote). L'etude de la nutrition azotee par la methodes des sucs extraits des tissus conducteurs et le diagnostic foliaire montre une tres bonne alimentation azotee derriere legumineuse. Cet effet est attribue au transfert de l'azote fixe par la legumineuse, estimee par la methode de l'abondance isotopique naturelle, a 40% le mais apres le trefle souterrain et 45% par le mais trefle blanc et a une stimulation de la mineralisation de la matiere organique accumulee.

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Bellenger, Jean-Philippe. "Acquisition des oxyanions Mo,V et W par les bactéries gram-fixatives d'azote." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2005. http://www.theses.fr/2005STR13055.

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Abstract:

Cette étude s'intéresse aux mécanismes de transport des oxyanions chez les fixateurs d'azote terrestres. Notre but est de déterminer, si oui ou non, l'Azotobacter vinelandii produit un ligand pour favoriser le transport du molybdène et du vanadium. Durant cette thèse, nous avons synthétisé un bis-catéchols sidérophore, l'azotochéline, qui a été proposé comme molybdophore, et étudié les propriétés de complexation de ce ligand avec des métaux cationiques (Cu, Co, Mn et Zn) et anioniques (Mo, V et W). L'azotochéline forme des complexes forts avec le Mo, V et W et également Cu. Nous avons démontré que le complexe azotochéline-V est transporté par l'Azotobacter vinelandii RP. 11. 70. (un mutant de l'A. Vinelandii qui ne fixe l'azote que via la nitrogénase au vanadium) quand le vanadium est limitant pour la fixation d'azote. A haute concentration en vanadium, ce complexe n'est plus transporté. Nous avons également montré que l'A. Vinelandii sauvage (OP) transport préférentiellement le molybdate, en conditions de compétition avec le tungstate, lorsque l'azotochéline est ajouté. Ainsi, nous avons montré que l'azotochéline est un vanadophore mais également un molybdophore potentiel. La possible implication de l'azotochéline dans le transport du molybdate est fortement supposée, mais nécessite de plus amples informations
This study focuses on the uptake mechanisms for oxyanions in terrestrial nitrogen fixers. Our specific goal is to determine whether Azotobacter vinelandii produces specific ligands to promote the uptake of molybdenum and vanadium. During this thesis we have synthesized the bis-catecholate sidérophore azotochelin, which had been previously proposed to be a ‘molybdophore” and studied its complexation properties with metal cations (Cu, Co, Mn, Zn) and metal anions (Mo, V and W). Azotochelin forms strong complexes with Mo, V and W, as well as Cu. We have also demonstrated that the azotochelin-vanadate complex is taken up by azotobacter vinelandii RP11. 70 (a mutant of A. Vinelandii that makes only the vanadium nitrogenase) when vanadium concentrations are limiting for growth, but not at high vanadate concentrations. In addition, we have shown that, in Azotobacter vinelandii OP (wild type) the preferential uptake of molybdate in the presence of tungstate is facilitated by azotochelin additions. We thus believe that azotochelin is a “vanadophore” and also possibly a “molybdophore” for A. Vinelandii. The possible implication of azotochelin on molybdenum uptake is strongly supposed but need further experiments

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Laniel, Dominique. "Synthèse de polymères d'azote par pression comme matériaux énergétiques du futur." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS472.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse doctorale fut la synthèse de composés polyazotés qui serviraient comme matériaux énergétiques du futur. Afin d’y arriver, les propriétés physico-chimiques de l’azote pur ainsi que des mélanges binaires xénon-azote, hydrogène-azote ainsi que lithium-azote furent étudiés à des pressions et températures extrêmes. Lors de la compression de l’azote pur jusqu’à environ 250 GPa et chauffé à 3300 K, une nouvelle forme d’azote polymérique constituée d’anneaux N6 interconnectés fut obtenue. À basse pression, les études du mélange Xe-N2 permirent de découvrir un composé de van der Waals de stoechiométrie Xe(N2)2. À plus haute pression et température (150 GPa et 2500 K) un solide composé de xénon et d’azote simplement lié fut obtenu. L’étude du système N2-H2 se focalisa sur le composé N2(H2)2. Sa structure complexe fut déterminée et, une réaction chimique vers 50 GPa ayant comme produit de réaction des azanes (NxHx+2) fut mise à jour. Il fut constaté que l’azane ammoniac (NH3), principalement obtenu, se transforme en hydrazine (N2H4)—pourtant a priori moins stable thermodynamiquement—lors de la décompression des échantillons réagit. Enfin, l’étude du système Li-N2 révéla une chimie remarquable entre ces deux éléments. Une grande variété d’anions d’azote fut obtenue, notamment N3-, [N2]~2 [N2]~1 et N5-. En particulier, le pentazolate de lithium (LiN5), contenant l’anion pentazolate hautement énergétique, put être récupéré aux conditions ambiantes. Ce composé est le premier composé polyazoté à haute densité d’énergie produit par pression et récupéré aux conditions ambiantes, démontré le potentiel des synthèses hautes pressions pour ce type de matériau
The goal of this thesis is to synthesize novel polynitrogen compounds by pressure as the next-generation high energy density materials (HEDM). To achieve this, the physico-chemical properties of pure nitrogen as well as the xenon-nitrogen, hydrogen-nitrogen and lithium-nitrogen mixtures were studied under extreme pressure and temperature conditions. In the case of the compression of pure nitrogen, a novel polymeric nitrogen solid composed of interconnected chains of N6 rings was produced at 250 GPa and 3300 K. The low pressure Xe-N2 investigation revealed the formation of a stoichiometric Xe(N2)2 van der Waals compound. Above 150 GPa and 2500 K a xenon-polynitrogen material was observed. The N2-H2 study, focusing on the characterization and high-density behavior of the N2(H2)2 van der Waals compound, uncovered its pressure-induced chemical reaction near 50 GPa into azanes (NxHx+2), with ammonia (NH3) as the main constituent. Intriguingly, decompression of the reacted sample resulted, below 10 GPa, in the transformation of ammonia into its thermodynamically less stable counterpart hydrazine (N2H4). Lastly, the Li-N2 system proved to be of great interest due to the large array of anionic nitrogen moieties discovered (N3-, [N2]~2 [N2]~1 and N5-). In particular, lithium pentazolate (LiN5), containing the elusive energetically-rich pentazolate anion, was synthesized above 45 GPa and 2500 K. Moreover, it could be retained down to ambient conditions. It is the first polynitrogen HEDM produced by high pressure and retrieved down to ambient conditions. These results demonstrate the potential of high pressure for the synthesis of industrially relevant HEDM

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DELORME, FREDERIC. "Etude de la regulation de la fixation de l'azote et du metabolisme azote chez azospirillum brasilense sp7." Paris 7, 1991. http://www.theses.fr/1991PA077028.

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Abstract:

Les bacteries du genre azospirillum sont des bacteries fixatrices d'azote qui colonisent les racines des graminees sans former de structures differenciees. Chez a. Brasilense sp7, l'analyse d'une region d'adn de 30 kb contenant les genes de structure de la nitrogenase (nifhdk), par mutagenese dirigee avec tn5 et hybridations avec des sondes heterologues, a conduit a la caracterisation des genes nife, nifus et fixabc. L'analyse des arnm specifiques confirme les etudes de complementation genetique de mutants tn5 des genes nifhdk a savoir que ces genes sont transcrits en un seul operon. Dans la region promoteur du gene nifh, deux sites d'initiation de la transcription ont ete identifies en aval d'une sequence identique a la sequence consensus des promoteurs de type -24/ -12. En amont du gene glna, le gene glnb a ete sequence. Deux transcrits correspondant respectivement a glnb-glna ont ete caracterises. Le taux de synthese de ces transcrits depend des conditions physiologiques utilisees. En condition de fixation d'azote, le transcrit glnb-glna est majoritaire, tandis qu'en presence d'ammoniaque, le transcrit monocistronique de glna est predominant. Le transcrit glnb-glna est synthetise selectivement a partir de deux promoteurs. L'un est similaire au promoteur de type -24/ -12, l'autre au promoteur de type -35/ -10. La transcription monocistronique du gene glna est controlee par un nouveau type de promoteur qui ne fonctionne pas en condition de fixation d'azote

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Sampson, Helen G. (Helen Grace). "Biomass and protein yields, N2-fixation and N transfer in annual forage legume-barley (Hordeum vulgare L.) cropping systems." Thesis, McGill University, 1993. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=68257.

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Abstract:

In this study, six annual legumes and the perennial, red clover (Trifolium pratense L.) were monocropped (MC) and intercropped (IC) with barley in a field study with three N levels, 0, 30 and 60 kg N ha$ sp{-1}$. At O kg N ha$ sp{-1}$, N$ sb2$-fixation and N transfer were estimated by the $ sp{15}$N isotope dilution (ID) method. At 60 kg N ha$ sp{-1}$, a direct $ sp{15}$N labelling method was employed to study N transfer. The hypotheses were that the annual species would be more productive within one growing season than red clover, that increased N levels would increase herbage dry matter (DM) and crude protein (CP), that the proportion of N derived from N$ sb2$-fixation in IC-legumes would be higher than that of MC-legumes and that within intercrops there would be evidence of N transfer. In neither year was the total DM yield of red clover, MC or IC, less than the rest of the legumes. In 1991, the total DM yield of intercrops responded to 30 kg N ha$ sp{-1}$; in neither year did the estimated total CP yield of MC-legumes or intercrops respond to N levels. Only in 1992 was there evidence of N$ sb2$-fixation and the proportion of N derived from fixation by IC-legumes was 145% higher than that of MC-legumes. Only the $ sp{15}$N direct labelling method gave evidence of N transfer, to associated legume and barley plants in 1991, and to associated legume plants in 1992.

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Jang, Jichan. "Caractérisation de deux protéines phosphatases impliquées dans la régulation de la différenciation des hétérocystes chez la cyanobactérie Anabaena sp. PCC 7120." Aix-Marseille 2, 2007. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2007AIX22013.pdf.

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Nicolas, Christophe. "Etude de réactions ion-molécule de l'ionosphère de Titan : réactions de N2+ et N+ avec différentes molécules d'hydrocarbures." Paris 11, 2002. http://www.theses.fr/2002PA112227.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'étude des mécanismes élémentaires des réactions ion-molécule en phase gazeuse de N2+ et N+ avec le méthane, ainsi que de N2+ avec l'éthane et l'acétylène, réactions importantes de l'ionosphère de Titan. On a utilisé la technique de guide d'ions octopolaire radiofréquence dans deux montages expérimentaux. Les sections efficaces absolues de réaction ont été mesurées en fonction de l'énergie de collision (0,10 à 3,5 eV CM) et de l'énergie interne des ions parents. Celle-ci est sélectionnée par coi͏̈ncidences entre photoélectrons de seuil et photoions (TPEPICO), en formant les ions réactants par photoionisation avec le rayonnement synchrotron. Les rapports de branchement entre les différentes voies ont été mesurés, ainsi que les distributions de vitesses axiales des ions produits. Pour les réactions de N2+ avec les hydrocarbures, le transfert de charge quasi-résonnant est la vole réactionnelle dominante. Il est dissociatif avec le méthane et l'éthane, non-dissociatif avec l'acétylène. Une voie de transfert de H, minoritaire, a été mise en évidence. L'excitation vibrationnelle de l'ion N2+ a peu d'influence sur sa réaction avec le méthane. Par contre, la section efficace totale diminue quand l'énergie de collision augmente selon un modèle établi précédemment pour des réactions analogues. La photoionisation dissociative de N2, a été étudiée par la méthode TPEPICO en fonction de l'énergie de photon entre 24 et 32 eV. On discute les mécanismes possibles de prédissociation vers les différentes limites, en particulier pour former les ions N+ dans l'état métastable 'D. Avec cette méthode de coi͏̈ncidences, on a montré que les réactions avec le méthane deutéré des ions N+ dans l'état fondamental 3P ou dans l'état 'D n'ont pas le même rapport de branchement. En plus de la voie de transfert de charge, qui domine pour N+ 'D, des ions D2CN+ et DCN+ sont produits via un complexe à longue durée de vie et les ions CD3+ sont partiellement produits par transfert de D. ̄
Elementary mechanisms involved in gas phase ion-molecule reactions are studied for N2+ and N+ reactions with methane, as well as N2+ reactions with ethane and acetylene, which are important reactions in the Titan ionosphere. We used the guided ion beam technique with two experimental apparatuses. Absolute integral cross sections are measured as a function of collision energy (0. 10 to 3. 5 eV CM) and internal energy of the parent ions. Internal energy is selected by coincidences between threshold photoelectrons and photoions (TPEPICO), when parent ions are produced by photoionisation with synchrotron radiation. Branching ratios between all reactive channels are measured, as well as axial velocity distributions of product ions. Quasi-resonant charge transfer is the dominant channel for reactions between N2+ and hydrocarbons. It is dissociative for reactions with methane and ethane and non-dissociative with acetylene. A minor H transfer channel is observed. Vibrational excitation of N2+ ions has little impact on its reactivity with methane. On the other hand, the total cross section decreases when collision energy increases, according to previous models describing similar reactions. The dissociative photoionisation of N2 is studied with the TPEPICO method when photon energy is varied from 24 to 32 eV. Possible predissociative mechanisms towards the different dissociation limits are discussed, particularly concerning the formation of N+ ions in its 'D metastable state. With this coincidence method, we show that the branching ratio for the reaction with deuterated methane is different if N+ ions are in the 3P fundamental or the 'D excited state. Besides the charge transfer channel, which is the dominant one for N+ 'D, D2CN+ and DCN+ ions are produced via a long-lived complex and CD3+ ions partially come from a D ̄transfer process

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Djekoune, Abdelhamid. "Photosynthèse, fixation symbiotique de l'azote et résistance à la sécheresse chez le soja (Glycine max. L. Merril)." Toulouse, INPT, 1990. http://www.theses.fr/1990INPT001A.

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Abstract:

Le deficit hydrique limite la productivite du soja en affectant les processus physiologiques. La reponse de la photosynthese, de la fixation d'azote et de l'activite photochimique foliaire a ete etudiee en relation avec l'etat hydrique de la plante. Au debut du deficit hydrique, la fixation d'azote est plus sensible au manque d'eau que la photosynthese, la situation etant inversee lorsque le deficit est severe. Sa valeur depend de l'etat hydrique du nodule (plus directement avec la teneur en eau que le potentiel) de la masse et de la taille nodulaire. Bien que le nodule soit moins associe aux variations journalieres de l'eau dans la plante, la fermeture stomatique tardive provoque un dessechement rapide du sol et des nodules, entrainant l'inhibition de la fixation d'azote malgre le maintien d'une activite photosynthetique. Lorsque la contrainte hydrique est importante, l'activite nitrogenasique reste tres elevee chez les genotypes qui presentent une forte proportion de gros nodules au niveau des racines. Sur feuilles coupees, le fluorimetre pam a permis une analyse de la variabilite genetique chez le soja, des effets de la deshydratation sur l'activite des photosystemes. Le rendement quantique du transport non-cyclique d'electrons du psii et le taux de decroissance de la fluorescence sont les plus discriminants de l'aptitude des genotypes a tolerer le deficit hydrique interne. En associant plus ou moins la fermeture stomatique, ils restent tres representatifs des effets observes sur feuilles en place. Ainsi, cette etude a permis de degager des parametres fortement correles avec les faibles potentiels hydriques foliaires qui pourraient etre introduits dans des programmes de l'amelioration genetique pour l'adaptation du soja a la secheresse

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Malheiro, Maria da Piedade Rocheta Rangel de Meneses. "Estudo preliminar dos benefícios económicos e ambientais da expansão da produção e área de feijão (Phaseolus vulgaris L.) e grão-de-bico (Cicer arietinum L.) em Portugal." Master's thesis, ISA/UL, 2014. http://hdl.handle.net/10400.5/7400.

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Mestrado em Engenharia Agronómica - Instituto Superior de Agronomia
Through this work it was meant to analyse grain legumes evolution, confirming their role in agriculture. Its study is associated to fundamental issues related with sustainable agriculture concerns, combined with environmental issues and also the role of this sector on Portuguese economy. Grain legumes have always been associated to human consumption and animal nutrition, besides its particularity of N2 -fixation, being considered good cultural precedents. The main goal was to stimulate both economic and environmental benefits of beans and grain legumes productions and area expansion. For this analysis, and in order to achieve the main goal some research data, which could explain both bean (Phaseolus vulgaris L.) and chickpea (Cicer arietinum L.) sectors evolution in portugues market, were collected; in addition, experimental tests in where these same legumes were included were selected. So the objective was fulfilled and, on a national scope, was predicted how much can be saved on fertilizer, which can be expressed by 22 euros per hectare, and, on an environmental scope, about 9,6 kg of leached Nitrogen/ ha can be reduced. In the same way the net return of both products can be expressed by 88 million euros through the increase of production

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Mohamad, Ramzi Muhiddin. "N2-Fixation in Alfalfa (Medicago sativa L.) Seedlings and Rhizobium meliloti L. Grown in Vitro Under Salt and Drought Stresses." DigitalCommons@USU, 1987. https://digitalcommons.usu.edu/etd/3417.

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Abstract:

Alfalfa, Medicago sativa L., cultivars, breeding lines and germplasm releases (populations) and Rhizobium meliloti L. strains that exhibit nitrogen fixation efficiency and tolerance to salinity and drought stresses should enhance seedling establishment, increase yields, reduce nitrogen dependency on petroleum-based nitrogen fertilizers, and allow wider use of irrigated lands in semiarid and a rid regions. In vitro experiments were conducted to determine relative salt (sodium chloride -- NaCl) tolerance: l) during germination and early seedling growth of 229 alfalfa populations from North Africa, the Middle East and the United States, 2) survival and growth of 92 rhizobial strains obtained from different laboratories in the United States or isolated from host plants growing in saline and arid regions of the Intermountain west, 3) compatibility, nodulation and nitrogen fixation efficiency of the most salt-tolerant alfalfa populations and rhizobial strains, and 4) survival, nodulation and nitrogen fixation efficiency of the most salt-tolerant alfalfa populations and rhizobial strain tested under drought conditions. Results from screening of alfalfa at salinity levels of 0 to 3.2 S m-1 (0.1 S m-1 = 640 mg L-1 = 10 mM NaCl at 25° C) indicated 29 populations exhibited salt tolerance at 2.8 S m-1. At salinity levels of 0 to 7.2 S m-1, 14 rhizobial strains exhibited salt tolerance at 6.4 s m-1. Compatibility, nodulation and nitrogen fixation efficiency in the 29 alfalfa populations and the 14 rhizobial strains under controlled conditions showed that four of the rhizobial strains were highly compatible with all 29 populations. These 29 populations and four strains were then exposed to 0 to 1.6 S m-1 NaCl, with the result that nitrogen was fixed with highly compatible symbionts at 1.6 S m-1 NaCl. From these results, the six most highly compatible alfalfa populations and the best overall rhizobial strain were combined and tested under simulated drought stress. These populations were able to fix more nitrogen under drought stress (-0.76 MPa) (0.088 nmol seedling-1 s-1) than they did under salt stress (1.6 S m-1) (0.066 nmol seedling-1 s-1). The in vitro screening technique for acetylene reduction appears to be a useful tool for detecting physiological changes due to salinity and water stresses and for measuring seedling nitrogen fixation efficiency. Breeding for drought and salinity tolerance in conjunction with high nitrogen fix ing potential may be more realistic than breeding strictly for nitrogen fixation without regard for environmental adaptation.

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Dissertations / Theses on the topic 'Fixation de N2 [Azote]'

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