Digital image analysis as a tool to estimate legume contributions in legume-grass swards

Summary: Productivity and forage quality of legume-grass swards are important factors for successful arable farming in both organic and conventional farming systems. For these objectives the botanical composition of the swards is of particular importance, especially, the content of legumes due to their ability to fix airborne nitrogen. As it can vary considerably within a field, a non-destructive detection method while doing other tasks would facilitate a more targeted sward management and could predict the nitrogen supply of the soil for the subsequent crop. This study was undertaken to explore the potential of digital image analysis (DIA) for a non destructive prediction of legume dry matter (DM) contribution of legume-grass mixtures. For this purpose an experiment was conducted in a greenhouse, comprising a sample size of 64 experimental swards such as pure swards of red clover (Trifolium pratense L.), white clover (Trifolium repens L.) and lucerne (Medicago sativa L.) as well as binary mixtures of each legume with perennial ryegrass (Lolium perenne L.). Growth stages ranged from tillering to heading and the proportion of legumes from 0 to 80 %. Based on digital sward images three steps were considered in order to estimate the legume contribution (% of DM): i) The development of a digital image analysis (DIA) procedure in order to estimate legume coverage (% of area). ii) The description of the relationship between legume coverage (% area) and legume contribution (% of DM) derived from digital analysis of legume coverage related to the green area in a digital image. iii) The estimation of the legume DM contribution with the findings of i) and ii). i) In order to evaluate the most suitable approach for the estimation of legume coverage by means of DIA different tools were tested. Morphological operators such as erode and dilate support the differentiation of objects of different shape by shrinking and dilating objects (Soille, 1999). When applied to digital images of legume-grass mixtures thin grass leaves were removed whereas rounder clover leaves were left. After this process legume leaves were identified by threshold segmentation. The segmentation of greyscale images turned out to be not applicable since the segmentation between legumes and bare soil failed. The advanced procedure comprising morphological operators and HSL colour information could determine bare soil areas in young and open swards very accurately. Also legume specific HSL thresholds allowed for precise estimations of legume coverage across a wide range from 11.8 - 72.4 %. Based on this legume specific DIA procedure estimated legume coverage showed good correlations with the measured values across the whole range of sward ages (R2 0.96, SE 4.7 %). A wide range of form parameters (i.e. size, breadth, rectangularity, and circularity of areas) was tested across all sward types, but none did improve prediction accuracy of legume coverage significantly. ii) Using measured reference data of legume coverage and contribution, in a first approach a common relationship based on all three legumes and sward ages of 35, 49 and 63 days was found with R2 0.90. This relationship was improved by a legume-specific approach of only 49- and 63-d old swards (R2 0.94, 0.96 and 0.97 for red clover, white clover, and lucerne, respectively) since differing structural attributes of the legume species influence the relationship between these two parameters. In a second approach biomass was included in the model in order to allow for different structures of swards of different ages. Hence, a model was developed, providing a close look on the relationship between legume coverage in binary legume-ryegrass communities and the legume contribution: At the same level of legume coverage, legume contribution decreased with increased total biomass. This phenomenon may be caused by more non-leguminous biomass covered by legume leaves at high levels of total biomass. Additionally, values of legume contribution and coverage were transformed to the logit-scale in order to avoid problems with heteroscedasticity and negative predictions. The resulting relationships between the measured legume contribution and the calculated legume contribution indicated a high model accuracy for all legume species (R2 0.93, 0.97, 0.98 with SE 4.81, 3.22, 3.07 % of DM for red clover, white clover, and lucerne swards, respectively). The validation of the model by using digital images collected over field grown swards with biomass ranges considering the scope of the model shows, that the model is able to predict legume contribution for most common legume-grass swards (Frame, 1992; Ledgard and Steele, 1992; Loges, 1998). iii) An advanced procedure for the determination of legume DM contribution by DIA is suggested, which comprises the inclusion of morphological operators and HSL colour information in the analysis of images and which applies an advanced function to predict legume DM contribution from legume coverage by considering total sward biomass. Low residuals between measured and calculated values of legume dry matter contribution were found for the separate legume species (R2 0.90, 0.94, 0.93 with SE 5.89, 4.31, 5.52 % of DM for red clover, white clover, and lucerne swards, respectively). The introduced DIA procedure provides a rapid and precise estimation of legume DM contribution for different legume species across a wide range of sward ages. Further research is needed in order to adapt the procedure to field scale, dealing with differing light effects and potentially higher swards. The integration of total biomass into the model for determining legume contribution does not necessarily reduce its applicability in practice as a combined estimation of total biomass and legume coverage by field spectroscopy (Biewer et al. 2009) and DIA, respectively, may allow for an accurate prediction of the legume contribution in legume-grass mixtures.

HelF und sein Interaktionspartner Xrn1: zwei Regulatoren der RNA-Interferenz in D. discoideum

Hauptziel dieser Arbeit ist die Identifizierung, Verifizierung und Charakterisierung von Interaktionspartnern von HelF, einem Negativregulator der RNA-Interferenz in Dictyostelium discoideum (Popova et al. 2006). Es ist gelungen, die Interaktion von HelF und der 5‘ 3‘ Exonuklease Xrn1 nachzu-weisen, aber alle anderen Versuchen, bisher unbekannte Protein-Interaktionspartner zu identifizieren, schlugen fehl. Xrn1 ist in den Organismen D. melanogaster (Orban und Izaurralde 2005), C. elegans (Newbury und Woollard 2004) und A. thaliana (Gazzani et al. 2004) bereits als Regulator der RNA-Interferenz bekannt. Mit Aufreinigungen nach der TAP-Methode und mit dem Nanotrap wurde ebenfalls versucht, RNA-Interaktionspartner von HelF zu identifizieren. Es konnten in einigen Aufreinigungen putative, für HelF spezifische RNAs identifiziert werden, doch entweder es handelte sich nachweislich nicht um RNA oder die Reproduktion der Daten schlug trotz mehrfacher Versuche fehl. Bezüglich der zellulären Lokalisation von HelF und Xrn1 konnte gezeigt werden, dass HelF zusätzlich zur bekannten Lokalisation in Foci im Nukleus (Popova et al. 2006) vermutlich auch im Cytoplasma und dort angeordnet in mehreren Granula zu finden ist. Xrn1 ist nahezu ausschließlich im Cytoplasma lokalisiert, wo es in mehreren Foci organisiert ist. Es wird vermutet, dass es sich bei diesen Foci um Processing-Bodies (P-Bodies) handelt und dass möglicherweise Xrn1 und HelF in eben diesen P-Bodies co-lokalisieren. In der Entwicklung vom Einzeller zum mehrzelligen Organismus zeigen die Xrn1KO- und die HelFKO-Mutante jeweils einen eindeutigen Phänotyp, der vom Wildtyp abweicht. Die Phänotypen der beiden Mutanten unterscheiden sich deutlich voneinander. Beim Mischen von HelF-Knockout-Zellen mit grün fluoreszierenden Wildtyp-Zellen zeigt sich, dass beide Stämme innerhalb des sich entwickelnden Organismus an definierten Stellen lokalisieren. Entgegen den Erwartungen befinden sich die Zellen der Mutante in den Stadien „Finger“ und „Slug“ nicht hauptsächlich im vorderen Teil des Organismus, sondern sind auch im hinteren Teil, der später die Sporenmasse bildet, vertreten. Dies lässt vermuten, dass HelF-Knockout-Mutanten in gleichem Maße wie Wildtypzellen als Sporen in die nächste Generation übergehen. Weitere Mix-Experimente, in denen HelFKO-Zellen und Xrn1KO-Zellen mit grün fluoreszierenden Wildtypzellen gemischt wurden, belegen eindeutig, dass beide Knockoutmutanten in Konkurrenz zum Wildtyp bei der Generierung von Sporen und somit beim Übergang in die nächste Generation benachteiligt sind. Dies steht im Gegensatz zu den Ergebnissen der vorher beschriebenen Mix-Experimente, in denen der Organismus als Ganzes betrachtet wurde. Weiterhin konnte herausgefunden werden, dass Xrn1 ebenso wie HelF (Popova et al. 2006) eine Rolle als Negativregulator in der RNA-Interferenz innehat. Fraglich ist aber, ob HelF wie bisher angenommen auch Einfluss auf den Weg der Generierung von miRNAs nimmt, da in HelFKO für keinen der beiden miRNA-Kandidaten eine Hoch- bzw. Runterregulierung der reifen miRNAs im Vergleich zum Wildtyp beobachtet werden kann. Im Xrn1KO hingegen ist die reife miRNA ddi-mir-1176 im Vergleich zum Wildtyp hochreguliert. In Bezug auf die Generierung von siRNAs konnte herausgefunden werden, dass Xrn1 und HelF im Fall der Generierung von Skipper siRNAs regulierend eingreifen, dass aber nicht alle siRNAs von der negativen Regulierung durch HelF und Xrn1betroffen sind, was am Beispiel der DIRS-1-siRNAs belegt werden kann. Das von B. Popova entwickelte Modell (Popova 2005) bezüglich der Rolle von HelF in der RNA-Interferenz wurde basierend auf den neu gewonnenen Daten weiterentwickelt und um Xrn1 ergänzt, um die Funktionen von HelF und Xrn1 als Antagonisten der RNA-Interferenz näher zu beleuchten. Literatur: Gazzani, S., T. Lawrenson, et al. (2004). "A link between mRNA turnover and RNA interference in Arabidopsis." Science 306(5698): 1046-8. Newbury, S. and A. Woollard (2004). "The 5'-3' exoribonuclease xrn-1 is essential for ventral epithelial enclosure during C. elegans embryogenesis." Rna 10(1): 59-65. Orban, T. I. and E. Izaurralde (2005). "Decay of mRNAs targeted by RISC requires XRN1, the Ski complex, and the exosome." Rna 11(4): 459-69. Popova, B. (2005). HelF, a suppressor of RNAi mediated gene silencing in Dictyostelium discoideum. Genetik. Kassel, Universität Kassel. PhD: 200. Popova, B., M. Kuhlmann, et al. (2006). "HelF, a putative RNA helicase acts as a nuclear suppressor of RNAi but not antisense mediated gene silencing." Nucleic Acids Res 34(3): 773-84.

Muestra de experiencias did??cticas en torno al Quijote : Murcia 2005

Con motivo de la celebraci??n del cuarto centenario de la publicaci??n del Qujote, los CPR de la Regi??n de Murcia organizaron una muestra de trabajos sobre el Quijote entre los que se encuentran los publicados en este CD, adem??s de la conferencia y la mesa redonda celebradas en la muestra, todo ello sobre el Quijote en la escuela.

Surface Functionalization of Monodisperse Magnetic Nanoparticles

We present a systematic methodology to functionalize magnetic nanoparticles through surface-initiated atom-transfer radical polymerization (ATRP). The magnetite nanoparticles are prepared according to the method proposed by Sun et al. (2004), which leads to a monodisperse population of ~ 6 nm particles stabilized by oleic acid. The functionalization of the nanoparticles has been performed by transforming particles into macro-initiators for the ATRP, and to achieve this two different routes have been explored. The first one is the ligand-exchange method, which consists of replacing some oleic acid molecules adsorbed on the particle surface with molecules that act as an initiator for ATRP. The second method consists in using the addition reaction of bromine to the oleic acid double bond, which turns the oleic acid itself into an initiator for the ATRP. We have then grown polymer brushes of a variety of acrylic polymers on the particles, including polyisopropylacrylamide and polyacrylic acid. The nanoparticles so functionalized are water soluble and show responsive behavior: either temperature responsive behavior when polyisopropylacrylamide is grown from the surface or PH responsive in the case of polyacrylic acid. This methodology has potential applications in the control of clustering of magnetic nanoparticles.

Object and Scene Classification: what does a Supervised Approach Provide us?

Given a set of images of scenes containing different object categories (e.g. grass, roads) our objective is to discover these objects in each image, and to use this object occurrences to perform a scene classification (e.g. beach scene, mountain scene). We achieve this by using a supervised learning algorithm able to learn with few images to facilitate the user task. We use a probabilistic model to recognise the objects and further we classify the scene based on their object occurrences. Experimental results are shown and evaluated to prove the validity of our proposal. Object recognition performance is compared to the approaches of He et al. (2004) and Marti et al. (2001) using their own datasets. Furthermore an unsupervised method is implemented in order to evaluate the advantages and disadvantages of our supervised classification approach versus an unsupervised one

L'Argumentació en l’educació del consum: una via per abordar l’educació científica de la ciutadania del segle XXI

La finalitat de la investigació que es presenta és la de millorar el disseny de contextos educatius afavoridors del desenvolupament en l'alumnat de models de pensament, acció i comunicació coincidents amb els principis de la complexitat. Prenent com a focus la comunicació, ens centrem en l'ús del llenguatge i especialment en l'argumentació perquè és a partir d'aquesta que els membres de la ciutadania comparteixen estratègies, negocien punts de vista i defineixen accions per a posicionar-se davant del repte d'afrontar la sostenibilitat (Izquierdo et al., 2004)

COMP3016 Web Technology - Strand 3 "History" Lecture 4

Lecture 4: Ontological Hypertext and the Semantic Web Contains Powerpoint Lecture slides and Hypertext Research Papers: Conceptual linking: Ontology-based Open Hypermedia (Carr et al. 2001); CS AKTiveSpace: Building a Semantic Web Application (Glaser et al., 2004); The Semantic Web Revisited (Shadbolt, Hall and Berners-Lee, 2006); Mind the Semantic Gap (Millard et al., 2005).

Incidencia del conflicto armado de Darfur en las relaciones políticas entre Sudán y Chad durante el período 2005-2009.

Las relaciones políticas entre Sudán y Chad en el período 2005-2009 se vieron afectadas por el conflicto armado de Darfur, que trajo consigo consecuencias graves para ambos países. La configuración étnica similar, los antecedentes históricos que muestran fuertes vínculos entre Sudán y Chad y las continuas acusaciones entre Omar Al-Bashir e Idriss Déby, hicieron que las tensiones entre los dos gobiernos llamaran la atención de la comunidad internacional y causara preocupación por una posible desestabilización de la región de África Central.

Efectos de la reducción del nivel del Lago Chad sobre la Seguridad Regional (Nigeria, Níger, Chad y Camerún) durante el período de 2000-2010

El Lago Chad ha sido durante varias décadas, una fuente de supervivencia económica para millones de personas que habitan en cuatro Estados a saber; Nigeria, Níger, Chad y Camerún. No obstante, el cambio climático, el aumento acelerado de la población, la explotación insostenible y la mala regulación de los Estados ribereños han sido los principales factores que han dado lugar, en la última década, a la dramática reducción del nivel del Lago Chad. Teniendo en cuenta que los Estados aledaños al Lago, se encuentran inmersos en una Interdependencia Compleja, este nuevo contexto, ha tenido un impacto directo en la región, debido a que ha agravado otras variables económicas, sociales, ambientales y políticas, dejando un ambiente de inseguridad regional. De esta manera, la reducción de la Cuenca del Lago Chad representa una amenaza compartida que vincula estrechamente a Nigeria, Níger, Chad y Camerún, lo que permite vislumbrar la existencia de un Subcomplejo de Seguridad Regional.

La marca país Argentina como herramienta cultural para el desarrollo económico

Argentina, uno de los países más visitados de América Latina deja al descubierto su marca país " Argentina Late con vos". Un mecanismo de política exterior con el cual el país ha obtenido grandes beneficios económicos.

Evaluación de la condición sanitaria del departamento del Tolima con respecto a Peste Porcina Clásica

Introducción: La Peste Porcina Clásica es una enfermedad de declaración obligatoria de la OIE que limita el comercio internacional. El Tolima tiene restringida la comercialización de animales con el 48% del país por no tener el mismo estatus de Zona Libre; la inclusión del departamento dentro de la zona en proceso de declaración mejoraría la condición sanitaria y permitiría la admisibilidad comercial a los productores. Metodología: Es un estudio descriptivo con dos componentes; el primero incluye la caracterización y evaluación cualitativa de las condiciones sanitarias relacionadas con PPC y el segundo la caracterización virológica mediante un muestreo aleatorio simple para determinar circulación viral. Resultados: se encontró que la atención de las notificaciones se realiza en ≤ 1 día, mientras que entre la atención y resultados existen demoras en el 84% de los casos; las coberturas vacunales son ≥90% que evidencian inmunidad poblacional prolongada y sostenida; en el departamento no se presentan focos desde hace mas de 8 años, no han tenido importaciones de animales con riesgo sanitario, no cuenta barreras geográficas en los limites con la Zona Control que permitan aislamiento y en el muestreo todos los resultados fueron negativos a PPC por RT PCR, con un VPN de 0.99. Discusión: El Tolima cumple con las condiciones sanitarias para incluirse en la próxima zona en proceso de declaración, sin embargo es necesario mejorar las rutas cítricas para la atención de sospechas de PPC e instaurar puestos de control para aislar el departamento y controlar las movilizaciones de porcinos.

Efecto de la hipoxia-reoxigenación y las radiaciones ionizantes en la captación de glucosa en líneas tumorales de seno y colon cocultivadas con células endoteliales.

La captación de glucosa y su conversión en lactato juega un papel fundamental en el metabolismo tumoral, independientemente de la concentración de oxígeno presente en el tejido (efecto Warburg). Sin embrago, dicha captación varía de un tipo tumoral a otro, y dentro del mismo tumor, situación que podría depender de las características microambientales tumorales (fluctuaciones de oxígeno, presencia de otros tipos celulares) y de factores estresores asociados a los tratamientos. Se estudió el efecto de la hipoxia-reoxigenación (HR) y las radiaciones ionizantes (RI) sobre la captación de glucosa, en cultivos de líneas tumorales MCF-7 y HT-29, cultivadas de forma aislada o en cocultivo con la línea celular EAhy296. Se encontró que la captación de glucosa en HR es diferente para lo descrito en condiciones de hipoxia permanente y que es modificada en el cocultivo. Se identificaron poblaciones celulares dentro de la misma línea celular, de alta y baja captación de glucosa, lo que implicaría una simbiosis metabólica de la célula como respuesta adaptativa a las condiciones tumorales. Se evaluó la expresión de NRF2 y la translocación nuclear de NRF2 y HIF1a, como vías de respuesta a estrés celular e hipoxia. La translocación nuclear de las proteínas evaluadas explicaría el comportamiento metabólico de las células tumorales de seno, pero no de colon, por lo cual deben existir otras vías metabólicas implicadas. Las diferencias en el comportamiento de las células tumorales en HR en relación con hipoxia permitirá realizar planeaciones dosimétricas más dinámicas, que reevalúen las condiciones de oxigenación tumoral constantemente.

Análisis de la política prohibicionista de Estados Unidos hacia Colombia en el tema de las drogas ilícitas

El análisis de la política exterior de EE.UU hacia Colombia en el tema de las drogas ilícitas, revela en qué consiste el prohibicionismo y cuáles han sido sus resultados en Colombia y los países vecinos.

Perfil epidemiológico de pacientes con cáncer en tratamiento ambulatorio en una IPS de Bogotá

JUSTIFICACIÓN: El cáncer es un problema de salud pública, una de las principales causas de muerte en el mundo, con 7,6 millones de muertes en el 2008, en Colombia ocupa el segundo lugar luego de las enfermedades cardiovasculares. Se requiere implementar intervenciones para conocer la magnitud de la enfermedad y desarrollar estrategias de impacto en la reducción de consecuencias clínicas, psicológicas, sociales y económicas. METODOLOGIA: Estudio retrospectivo observacional, descriptivo, desarrollado en pacientes mayores de 18 años en tratamiento ambulatorio en una IPS entre enero y diciembre de 2011. RESULTADOS: El 66% son mujeres entre 51 y 65 años, la edad de diagnóstico se encuentra en ese mismo grupo, los tipos de cáncer más frecuentes son cáncer de mama, colon y recto. En su mayoría los pacientes han sido sometidos a radioterapia y procedimientos quirúrgicos, las comorbilidades frecuentes son hipertensión, hipotiroidismo y diabetes mellitus. El 46% ha tomado al menos 1 medicamento diferente a la quimioterapia. El 25.1% participó del programa de Atención Farmacéutica y Psicología. Cerca de la mitad de la población atendida corresponde a nuevos pacientes con diagnóstico de cáncer de mama, colon y recto. El 16 % de los pacientes fallece, hay asociación entre la mortalidad y la edad pero no con el género. CONCLUSIONES: Se construyó el perfil epidemiológico de los pacientes adultos atendidos en el 2011, se evidenció la necesidad de actualizar la información y generar estrategias que contribuyan al manejo integral del cáncer, se identificaron fortalezas y oportunidades de mejora, e incentivos para la investigación.

Es la intuición un método para la toma de decisiones gerencial

El presente trabajo evalúa la toma de decisiones desde el punto de vista descriptivo, exploratorio, dado que no existe un estado del arte al respecto ni estudios que permitan determinar si la toma de decisiones gerencial es intuitiva. Se elaboró una encuesta con 4 variables cada una describiendo un método de toma de decisiones entre los que se operacionalizaron el racional, intuitivo, experiencial y holístico; para determinar el estilo de decisión en cargos gerenciales de la ciudad de Bogotá. Participaron en el estudio 43 voluntarios que en el momento de responder la encuesta se encontraban desempeñando niveles de gerencia general y gerencia de área encontrándose que de los encuestados solo un 35% enfocan su toma de decisiones en una herramienta específica mostrando una preferencia por el método Racional un 19%, seguido del método holístico con un 16% y el Intuitivo un 2%. No se encontró una evidencia significativa en el uso de la intuición como método para la toma de decisiones gerencial aunque quienes eligieron la respuesta Holística sugieren hacer uso de diferentes herramientas y sentimientos para su toma de decisiones.