Benefit Cost Scenarios of Potential Oral Rabies Vaccination for Skunks in California

Scenario-based analyses were computed for benefits and costs linked with hypothetical oral rabies vaccination (ORV) campaigns to contain or eliminate skunk-variant rabies in skunks (Mephitis mephitis) in California, USA. Scenario 1 assumed baiting eight zones (43,388 km2 total) that comprised 73% of known skunk rabies locations in the state. Scenario 2 also assumed baiting these eight zones, but further assumed that added benefits would result from preventing the spread of skunk-variant rabies into Los Angeles County, USA. Scenarios assumed a fixed bait cost ($1.24 each) but varied campaigns (one, two and three annual ORV applications), densities of baits (37.5/km2, 75/km2 and 150/km2), levels of prevention (50%, 75%, and 100%), and contingency expenditures if rabies recurred (20%, 40%, and 60% of campaign costs). Prorating potential annual benefits during a 12-yr time horizon yielded benefit-cost ratios (BCRs) between 0.16 and 2.91 and between 0.34 and 6.35 for Scenarios 1 and 2, respectively. Economic issues relevant to potentially managing skunk-variant rabies with ORV are discussed.

Deer Guards and Bump Gates for Excluding White-Tailed Deer From Fenced Resources

White-tailed deer (Odocoileus virginianus) causing damage is a reoccurring theme in the realm of wildlife damage management, especially regarding human safety, disease transmission, and agricultural losses. Fences often are the only reliable long-term nonlethal means of controlling deer damage. The efficacy of fences, however, relies on their weakest link: human-operated gates. Although not overly time-consuming, the act of closing a gate appears to be a burden to individuals, resulting in open-access to an otherwise protected resource. We examined the efficacy of 2 alternatives to traditional gates to evaluate their potential to be used for excluding or containing deer. We evaluated a commercially available kit for mechanically opening and closing gates and a modified deer guard that resembles a common cattle guard but incorporates bearing-mounted rollers as cross members. The gate kit proved effective in restricting deer access to bait throughout the study, but, in supplemental evaluations, we observed excessive rates of functional failure. Deer guards reduced deer entry into exclosures, but efficacy declined with time as deer walked and jumped across guards. With some refining, both guards and gates have potential to be useful components of an integrated biosecurity strategy.

Development of Nicarbazin as a Reproductive Inhibitor for Resident Canada Geese

Expanding populations of resident Canada geese that remain in suburban and urban areas year-round often result in increased conflicts with humans. Non-lethal and humane means are needed for managing the size of Canada goose flocks residing near or on airports, golf courses, industrial parks, government sites, and city parks. A side effect of nicarbazin, a veterinary drug used to control coccidiosis in chickens, is decreased egg production and hatching. Exploiting this side effect, studies of nicarbazin for reducing the hatchability of eggs from Canada geese were conducted. An initial study in Coturnix quail verified reduction in hatchability in a species other than chickens. Because plasma nicarbazin was not routinely measured, a study in chickens was conducted to determine the relationship between plasma and egg nicarbazin. A comparative study in chickens, mallards, and Canada geese showed that nicarbazin absorption was lowest in geese. Studies in both penned and wild Canada geese showed that reduction in hatchability was possible but neither study used bait suitable for general field application. Bait development led to the OvoControl-G® (Innolytics LLC) bait, which resulted in reduction in hatchability of 51% at treated sites compared to control sites in the field. Previous studies showed that nicarbazin is practically non-toxic and is environmentally friendly; timing and management of baiting will minimize non-target hazards. OvoControl-G® 2500 ppm nicarbazin bait is recommended for incorporation into a comprehensive management plan as a reproductive inhibitor for use in controlling resident Canada goose flock sizes.

A Field-Test of Rhodamine B as a Biomarker in Raccoons

Rhodamine B is a dye that when ingested results in fluorescent bands in growing hair and whiskers of many mammals. Previous research at Wildlife Services’ (WS) National Wildlife Research Center (NWRC) found that rhodamine B is a successful biomarker in raccoon whiskers and that raccoons do not have a taste aversion to the dye when it comprises ≤ 3% of a bait. Our study assessed the ease of bait distribution, whisker collection, and evaluation of the biomarker for potential use in the Oral Rabies Vaccination (ORV) program administered by the WS National Rabies Management Program (NRMP). In collaboration with WS operations personnel from Ohio and Michigan, 750 fishmeal polymer baits each containing 150 mg of rhodamine B were hand distributed at NASA’s Plum Brook Station, Sandusky, Ohio in the summer of 2008. Four weeks after baits were distributed whiskers from 162 raccoons were collected. Wildlife Services biologists and technicians evaluated the whiskers for fluorescence using a handheld UV magnifying lamp. Biologists then sent the whiskers to the NWRC, Ft. Collins, Colorado for confirmation of fluorescence under a UV microscope. Results suggest a high level of agreement between the two methods of evaluation. Surveys completed by biologists confirmed that the ease of use, less invasive sampling techniques and promptness of results obtained through the use of rhodamine B are advantageous to the tetracycline biomarker presently used by the ORV program. All participants recommended further evaluation of rhodamine B for its inclusion in future efforts requiring biomarker evaluation.

In-Burrow Application of Rozol to Manage Black-Tailed Prairie Dogs

Our experiment demonstrated that black-tailed prairie dogs (Cynomys ludovicianus) will consume rodenticide underground in their burrows. We demonstrated the efficacy of Rozol Pocket Gopher Bait containing the active ingredient chlorophacione (0.005%) 21 days post treatment for managing black-tailed prairie dogs in their burrows in Kansas. Active prairie dog burrows were reduced 90% when 54 grams of Rozol was placed in the burrow without prebaiting. Results indicate use of this toxicant when placed in the burrow can be an effective means of managing prairie dogs. In-burrow application of rodenticides for black-tailed prairie dog management should markedly reduce exposure of birds to toxic bait.

SIDE EFFECTS OF PERSISTENT TOXICANTS

As you can see from the general tenor of the printed program for this seminar, I am in the unenviable position of trying to discourage you from certain types of chemical control; but my assigned topic "Side Effects of Persistent Toxicants," implies that mission. However, my remarks may be somewhat anticlimax at this time, because it is now generally conceded that we need to reevaluate certain chemicals in control work and to restrict or severely curtail use of those that per¬sist for long periods in the environment. So let me detail my reasons for a somewhat negative attitude toward the use of the persistent hydrocarbons from my experience with the effects of these materials on birds. But first a few words of caution about control work in general, which so often disrupts natural processes and leads to new and unforseen difficulties. As an example, I think of the irruption of mice in the Klamath valley in northern California and southern Oregon in the late '50's. Intensive predator control, particularly of coyotes, but also of hawks and owls, was followed by a severe outbreak of mice in the spring of 1958. To combat the plague of mice, poisoned bait (1080 and zinc phosphide) was widely distributed in an area used by 500,000 waterfowl each spring. More than 3,000 geese were poisoned, so driv¬ing parties were organized to keep the geese off the treated fields. Here it seems conceivable that the whole chain of costly events--cost of the original and probably unnecessary predator control, economic loss to crops from the mouse outbreak, another poisoning campaign to combat the mice, loss of valuable waterfowl resources, and man-hours involved in flushing geese from the fields--might have been averted by a policy of not interfering with the original predator-prey relationship. This points to a dilemma we always face. (We create deplorable situations by clumsy interference with natural processes, then seek artificial cures to correct our mistakes.) For example, we spend millions of dollars in seeking cures for cancer, but do little or nothing about restricting the use of known or suspected carcinogens such as nicotine and DDT.

PHOSPHORUS DOSES DETERMINE THE PREVALENCE OF NATIVE ARBUSCULAR MYCORRHIZAL FUNGI IN Araucaria angustifolia

A greenhouse experiment was installed with bait cultures to extract the AMF species present in a rhizosphere soil sample of a native Araucaria angustifolia forest in Campos do Jordao, Brazil. The experimental design was completely randomized, with four increasing phosphorus doses (0, 20, 50, and 150 mg kg(-1), as triple superphosphate), with five replicates, the bait plant was araucaria, and all pots were inoculated with 100 g of rhizospheric soil collected in an araucaria forest. After twelve months the spores were extracted, counted and identified, and the percent root colonization was also determined. When taking all four P doses into account, eleven AMF species could be identified: Acaulospora bireticulata, Acaulospora morrowiae, Acaulospora sp., Entrophospora colombiana, Gigaspora margarita, Glomus diaphanum, Glomus etunicatum, Glomus macrocarpum, Scutellospora calospora, Scutellospora gilmorei, and Scutellospora pellucida. There was no effect of the P dose on the total amount of spores neither on the percent root colonization. However, the correspondence analysis showed that the different AMF species were selectively associated mostly to either one or another P dose.

Population structure and sexual maturity of the calico box crab Hepatus epheliticus Linnaeus (Brachyura, Hepatidae) from Yucatan Peninsula, Mexico

The calico box crab Hepatus epheliticus is an abundant species from shallow and continental shelf waters of the Atlantic coast of USA and Mexico. Information about population structure and sexual maturity is absent, even though this crab is caught to be used as bait for the octopus fishery in the Campeche Bank, Mexico. In order to achieve such information, a total of 768 individuals were collected from January to March 2010 through baited traps installed in the Yucatan Peninsula, Mexico. Our results showed that sex ratio is biased towards more males than females (1:0.55), contradicting to that reported in other brachyuran crabs. The absence of ovigerous females suggests that they did not enter into the traps during embryogenesis. Males reached a larger maximum size than females (64.0 +/- 6.15 and 58.4 +/- 5.60 mm carapace width, respectively). The general scheme of growth being positive allometric throughout ontogeny of both sexes. Males presented a transition phase from juveniles to adult corresponding to the puberty moult. The estimation of the onset of functional sexual maturity revealed a steady situation for the population, with 21.5 and 13.8% of males and females, respectively, morphologically immature at the time of catch. This study constitutes the first report on population structure and sexual maturity in a population of the calico box crab H. epheliticus.

Innate Immunity in Insects, Function and Regulation of Hemolin from Hyalophora cecropia

Insects are useful models for the study of innate immune reactions and development. The distinction between recognition mechanisms preceding the breakdown of apoptotic cells during metamorphosis, and the breakdown of cells in response to infections, is unclear. Hemolin, a Lepidopteran member of the immunoglobulin superfamily, is a candidate molecule in self/nonself recognition. This thesis investigates hemolin function and hemolin gene regulation at a molecular level. We investigated the binding and cell adhesion properties of hemolin from H. cecropia and demonstrated that the proteins could homodimerize in presence of calcium. Moreover, a higher molecular weight membrane form of hemolin was present on hemocytes. These results, taken together with an earlier finding that soluble hemolin inhibits hemocyte adhesion, indicated that the secreted hemolin could modulate hemocyte aggregation in a competitive manner in the blood. In addition, hemolin was expressed in different tissues and at different developmental stages. Since hemolin is expressed both during development and during the immune response, its different regulatory factors must act in concert. We found that the third intron contains an enhancer, through which Dif, C/EBP and HMGI synergistically activate a reporter construct in vitro. We concluded that the enhancer is used during infection, since the κB-site is crucial for an immune response. Interestingly, we also found that the active form of the steroid hormone, ecdysone, induces the hemolin gene transcription in vivo, and in addition, acts synergistically during bacterial infection. Preliminary in vivo results indicate a secondary effect of ecdysone and the importance of hormone receptor elements in the upstream promoter region of hemolin. To explore the use of Drosophila as a genetic tool for understanding hemolin function and regulation, we sought to isolate the functional homologue in this species. A fly cDNA library in yeast was screened using H. cecropia hemolin as bait. The screen was not successful. However, it did lead to the discovery of a Drosophila protein with true binding specificity for hemolin. Subsequent characterization revealed a new, highly conserved gene, which we named yippee. Yippee is distantly related to zinc finger proteins and represents a novel family of proteins present in numerous eukaryotes, including fungi, plants and humans. Notably, when the Drosophila genome sequence was revealed, no hemolin orthologue could be detected. Finally, an extensive Drosophila genome chip analysis was initiated. The goal was to investigate the Drosophila immune response, and, in contrast to earlier studies of artificially injected flies, to examine a set of natural microbes, orally and externally applied. In parallel experiments viruses, bacteria, fungi and parasites were compared to unchallenged controls. We obtained a unique set of genes that were up-regulated in the response to the parasite Octosporea muscadomesticae and to the fungus Beauveria bassiana. We expect both down-regulated and up-regulated genes to serve as a source for the discovery of new effector molecules, in particular those that are active against parasites and fungi.

La comunicazione chimica in Blattaria: contributo al miglioramento della lotta

CHEMICAL COMMUNICATION IN BLATTARIA: CONTRIBUTION TO THE IMPROVEMENT OF THE CONTROL TECNIQUES The management of cockroach infestations in urban environment has undergone some changes in recent years by moving to the predominant use of baits, thanks to the awareness of the risks connected with the use of spray insecticides. The effectiveness of a bait is determined by the collective performance of its components, including active and inert ingredients, the food attractant and any other attractive odour. This research has focused on the behavioral responses of Italian sinanthropic cockroaches to semiochemicals and food attractants, for the purpose of evaluating a possible practical application and of contributing to the improvement of control techniques. Behavioral and morphological studies have been carried out on Supella longipalpa (F.), a small cockroach that is spreading in Italy. Behavioral assays showed that the fourth and fifth tergites of females are significantly more attractive than other region of the body. Cuticular pores and ducts ending in glandular structures (observed with a S.E.M. = Scanning Electron Microscope) are present in large number on these tergites, suggesting that they could be involved in the production and the release of sexual pheromone. Cockroaches produce an aggregation pheromone that is excreted along with their frass and that consists of volatile and non-volatile compounds, mainly amines and steroidal glycosides. The effectiveness of faecal extracts obtained from excrements of Blattella germanica (L.), Blatta orientalis L., Periplaneta americana (L.) and S. longipalpa was evaluated, both at intraspecific and interspecific level, using a "Y" tube olfactometer. Bioassays showed that faecal extracts obtained with methanol have a good intraspecific attractiveness and, in some cases, they showed also interspecific behavioral responses. A gel was prepared, having physical characteristics that could give a good resistance to dehydration, as a potential basis for a new bait; the gel was then added faecal extracts, obtained with methanol from B. germanica and S. longipalpa frass. Arena-tests showed that the new gel containing faecal extracts is more attractive than some commercial gel formulations used as comparison: it was the only product that could attract 100% of insects placed in the arenas in 4-5 days. In conclusion, the substances involved in chemical communication of Blattaria may be able to effectively increase the attractiveness of products for monitoring and controlling cockroaches.

Untersuchungen über Wechselwirkungen zwischen Proteinen der Leber und dem großen Hüllprotein des Hepatitis-B-Virus

Zusammenfassung:Im Infektionszyklus des Hepatitis-B-Virus spielt das große L-Hüllprotein mit seiner einzigartigen PräS1-Domäne eine zentrale Rolle. Es vermittelt die Bindung und Aufnahme in die Leberzelle, die Verpackung der Nukleokapside in die Virushülle, die Regulation der cccDNA-Amplifikation und eine transkriptionelle Aktivierung in der Wirtszelle. Zur Erfüllung seiner vielfältigen Aufgaben benötigt das L-Protein Unterstützung durch Wirtzellfaktoren, von denen einige im Rahmen dieser Untersuchung durch Verwendung von PräS1-Konstrukten als Fängerproteine im Hefe-Zwei-Hybrid-System identifiziert wurden. Mehrere Klone, die im Hefe-Zwei-Hybrid-Test mit dem C-terminalen PräS1-Fängerprotein (Aminosäure 44-108) isoliert worden waren, enthielten Teile der cDNA von gamma2-Adaptin, einem mutmaßlichen Mitglied der Clathrin-Adaptor-Proteine. Diese sind für intrazelluläre Membrantransportprozesse mittels clathrinumhüllter Vesikel verantwortlich. Unter den interagierenden Klonen, die mit dem N-terminalen Konstrukt des L-Proteins (Aminosäure 1-70) isoliert worden waren, befand sich überproportional häufig eine cDNA, die der schweren Kette H4 der Inter-Alpha-Trypsin-Inhibitor-Familie homolog war. H4 besitzt vermutlich bei der 'Akute-Phase-Reaktion', die Entzündungen folgt, und bei der Stabilisierung der extrazellulären Matrix physiologische Bedeutung. Weitere Klone kodierten für die Serinprotease C1r. Diese ist Bestandteil des C1-Komplex, der ersten Komponente des klassischen Komplementsystems. Die Spezifität der Bindung zwischen den positiven Klonen und der PräS1-Domäne wurde in weiteren biochemischen Interaktionstests bestätigt, sodaß H4, C1r und gamma2-Adaptin als Wirtszellfaktoren in der Physiologie des Hepatitis-B-Virus wahrscheinlich eine Rolle spielen.Abstract:Little is known about host cell factors necessary for hepatitis B virus assembly and infectivity. Central to virogenesis is the large L envelope protein that mediates hepatocyte receptor binding, envelopment of viral capsids, regulation of supercoiled DNA amplification and transcriptional transactivation. To assess its multiple functions and host-protein assistance involved, we here initiated a yeast two-hybrid screen using the L-specific preS1 domain as bait to screen a human liver cDNA library for L-interacting proteins. One of the most prominent cDNAs interacting with aminoacid sequence 44-108 of L-protein encodes for gamma2-adaptin, a novel clathrin adaptor-related protein responsible for protein sorting and trafficking. Among the clones interacting with the N-terminal construct of L-protein (aminoacid sequence 1-70), a frequently isolated cDNA corresponds to the gene for inter-alpha-trypsin family heavy chain H4, likely to be involved in acute inflammatory phase response and stabilization of extracellular matrices. Some other interacting clones were found to carry the cDNA for the serine protease C1r, a subunit of the C1 complex which initiates the classical complement cascade. The specificity of the interaction between the positive clones and the preS1 domain was further confirmed in independent biochemical experiments. Taken together, the results suggest a role for H4, C1r and gamma2-adaptin as host-cell factors in L-mediated process of viral biogenesis and/or pathogenesis.

Practical implications of aflatoxin contamination in corn

Aflatoxin (AFL) contamination of corn is a serious economic and food security issue. Although a variety of technical solutions for reducing AFL contamination of corn have been proposed, only a few have produced satisfactory results. A successful approach is a biocontrol strategy consisting of using non-flatoxigenic strains of Aspergillus flavus to replace indigenous AFL-producing isolates. The main objective of the present thesis was to investigate the dynamic and contamination of AFL/A. flavus in corn in Northern Italy. The study also investigated the role of the key-pest of corn, the European Corn Borer (ECB), on AFL contamination and dispersal of A. flavus propagules in corn. Finally, the study evaluated the feasibility of bioplastic-based granules entrapping a non-aflatoxigenic A. flavus strain for the biocontrol of this fungus in corn. The 2-year field study demonstrated the efficacy of the bioplastic formulation to reduce AFL contamination in corn. More precisely, although AFL contamination varied among the two years, application of 15 and 30 kg ha-1 of granules reduced AFL contamination to up 60 and 85% in 2009 and 2010 respectively. Microbiological analysis showed that the relative abundance of non-aflatoxigenic soil isolates significantly increased after 1 month from granules application (mid-May) and throughout the corn-growing season. These findings were consistent with data obtained using a bioplastic-based bait specifically developed to selectively isolate Aspergilli from soil and other environmental samples. In addition, field and laboratory evaluations showed that the level of damages produced by ECB larvae were not significantly correlated to A. flavus infestation and AFL contamination. Taking together, these findings demonstrated that AFL contamination of corn in Northern Italy was variable, but above the EU limit for human consumption. First proposed in the USA, this study showed the practical possibility of this formulation to be use for reducing AFL contamination in corn in the EU.

Untersuchungen zur biologischen Bekämpfung der Kleidermotte Tineola bisselliella (Hummel 1823) und anderer tineider Textilschädlinge (Lepidoptera: Tineidae) mit parasitoiden Hymenopteren

Nach den Ergebnissen der vorliegenden Arbeit ist eine biologische Bekämpfung von Kleider- und Pelzmotten durch die gezielte Freilassungen von parasitoiden Hymenopteren als deren natürliche Gegenspieler möglich. Es wurden erstmalig ausführliche Versuche zur Parasitierung der Kleider- und Pelzmotte, insbesondere durch Eiaparasitoide der Gattung Trichogramma, durchgeführt. Für die braconide Schlupfwespe Apanteles carpatus wurde eine Zucht- und Freilassungsmethode entwickelt. Sie kann nun als neuer Nützlinge gegen textilschädigende Mottenlarven eingesetzt werden. Eine natürliche Parasitierung textilschädigender Motten durch Eiparasitoide ist bislang nicht nachgewiesen worden. Die Tineiden erwiesen sich im Laborversuch für Trichogramma als gut geeignete Wirte. Hinsichtlich der praktischen Anwendung von Eiparasitoiden der Gattung Trichogramma konnte aus einer Auswahl von 29 Arten und Stämmen aus einer Laborzucht mit T. piceum (Stamm: PIC M 91) eine besonders geeignete Art selektiert werden. Dieser Stamm zeigte die höchste Parasitierungsrate mit über 80 Eiern bei Temperaturen von 20-25°C und einer Lebensdauer von bis zu 17 Tagen. Im Präferenztest wurden sowohl Eier der Kleidermotte als auch der Getreidemotte, dem Massenzuchtwirt, von allen Stämmen mit Abstand am besten parasitiert. Das Geschlechterverhältnis von T. piceum lag bei über 80%. Der untersuchte Stamm von Apanteles carpatus zeigte bei 25°C eine durchschnittliche Nachkommenzahl von 55 pro Weibchen. Die Parasitoide erreichten jedoch nur unter optimalen Bedingungen eine Lebensdauer von bis zu 14 Tagen. In den Käfigversuchen ohne zusätzliche Nahrungsquellen wurden die Tiere nicht älter als 4 Tage. Es war nicht möglich, für A. carpatus Ersatzwirte für eine Massenzucht zu finden, da sie offensichtlich auf Tineiden spezialisiert sind, jedoch konnte ein Zuchtsystem mit Kleidermotten als Zuchtwirte etabliert werden. Die ausgewählten Trichogramma-Arten wurden in Käfigversuchen ausführlich untersucht und im Hinblick auf ihre Suchleistung auf verschiedenen Stoffoberflächen geprüft. Es wurde festgestellt, dass die getesteten Arten sehr unterschiedlich geeignet sind, um Textilien nach Eiern abzusuchen. Die Arten T. evanescens (Stamm: Lager) und T. piceum (PIC M 91) erwiesen sich als in der Suchleistung als am besten geeignet. Im Vergleich dazu zeigte T. cacoeciae (CAC D 90 O) sehr wenig Suchleistugsvermögen auf Textilien. Die geeigneten Arten durchdrangen außer verschiedenen Textilien auch grobe Schafwolle bis zu 0,4 m vom Freilassungsort. Das Ködern von Larvalparasitoiden von tineiden Motten im Freiland erwies sich als nicht erfolgreich. Trotzdem in der Literatur eine Reihe parasitoider Hymenopteren als Gegenspieler von Tineiden beschrieben sind und in Innenräumen beobachtet wurden, war es nicht möglich, weitere freilebende Arten zu ködern. Sowohl für das Ködern im Freiland als auch für die Rückköderung in Lagern wurden Ködermethoden getestet und optimiert. Nebenwirkungstests haben ergeben, dass die Nützlinge ergänzend zum Einsatz von Niem-Präparaten an schlecht zugänglichen Befallsstellen eingesetzt werden können. Ebenso wurde ermittelt, dass eine Kombination des Nützlingseinsatzes mit Repellents möglich ist. Bei zu hoher Konzentration der Wirkstoffe, den reinen Niem-Öl und konzentriertem Lavendel-Öl, in geschlossenen Glaskäfigen, wurden starke Nebenwirkungen auf Trichogramma festgestellt. In größerem Raumvolumen oder geringerer Dosierung der Wirkstoffe parasitierte Trichogramma allerdings auch Ködereier, die sich auf Niem-behandeltem Stoff befanden. Erste Freilassungsversuche in der Praxis ergaben unterschiedliche Erfolge. Nach einer Freilassung von Apanteles carpatus in einem Wohnhaus, das mit Schafwolle gedämmt wurde, reduzierte sich Fang von adulten Motten auf Pheromon-Klebfallen deutlich. In einem Textillager hingegen war es mit einer einmaligen Freilassung jedoch nicht möglich, die Gegenspieler zu etablieren und den Mottenbefall zu kontrollieren. Die mehrwöchige Freilassung von Trichogramma in einem Textillager konnte dazu beitragen, einen Pelzmottenbefall zu reduzieren. Hier zeigten sich Möglichkeiten und Grenzen des Einsatzes von parasitoiden Schlupfwespen gegen Textilmotten gleichermaßen.

Charakterisierung spezieller pflanzlicher Gamma-Tubulin-Sequenzbereiche und Detektion potentieller Interaktionspartner mittels Yeast-two-Hybrid-System

Mitotische und postmitotische Vorgänge pflanzlicher Zellen basieren auf der Funktion von Mikrotubuli. Es liegen nur wenige gesicherte Erkenntnisse zur Organisation dieser Multifunktionalität vor. Eine zentrale Bedeutung wird bei der Nukleation der Mikrotubuli an MTOCs durch γ-Tubulin zugeschrieben. Deren Zusammenlagerung an MTOCs ist jedoch noch nicht richtig verstanden. Domänen, die an der Proteinoberfläche exponiert werden, könnten in Interaktionen involviert sein. Hier werden im Besonderen der γ-A und γ-B-Peptivmotiv diskutiert. Es wurde das γ-A- und γ-B-Peptidmotiv des γ-Tubulins hinsichtlich einer Konservierung innerhalb des Pflanzenreiches untersucht. Die beiden Bereiche sind bei den grünen Landpflanzen stark konserviert. Sie divergieren stark zu den einzelligen Grünalgen Chlamydomonas reinhardtii und Chlorella spec. Es wurden daher in der bestehenden phylogentischen Lücke weitere Organismen hinsichtlich des γ-A und γ-B Peptidmotivs untersucht. Auswahlkriterien der Organismen waren Ein-/Mehrzelligkeit, Besitz/Abwesenheit von Centriolen und Besitz/Abwesenheit von Geißeln. Des weiteren wurde mit verschiedenen γ-Tubulin-Konstrukten um das γ-A- und γ-B-Peptidmotiv, gewonnen aus Nicotiana tabacum (BY2) mittels Y2H-System nach Interaktionspartnern gesucht. Bei den Sequenzuntersuchungen des γ-A- und γ-B-Peptidmotivs konnte festgestellt werden, dass die Konservierung innerhalb der Streptophytenlinie erfolgt. Interessant erweist sich die Tatsache, dass dieses Motiv bei den Jochalgen, welche ebenfalls den Streptophyten angehören, nur im γ-A-Peptidmotiv auftritt. Es besteht die Möglichkeit, dass die beiden potentiellen Interaktionspartner verschiedene Proteine als Interaktions-partner besitzen. Durch eine Anwendung eines auf dem GAL4-Protein basierenden Y2H-Systems mit vier unterschiedlichen Konstrukten des γ-Tubulin-A/B-Peptidbereichs als Köder-konstrukt und einer cDNA-Bibliothek als Beutekonstrukt, wurden diverse Sequenzen identifiziert. Identifiziert wurden das Poly(A)-Bindeprotein, Glycerin-aldehyd-3-phosphatdehydrogenase, die S-adenosyl-L-methionine-Synthetase, diverse Proteasom-Untereinheiten, eine sekretorische Peroxidase, eine Ascorbat-Peroxidase, die NtPOX1-Peroxidase und verschiedene Peroxidasen aus Nicotiana tabacum, Sequenzen des Chloroplastengenoms, ein Myosin-ähnliches Protein und eine Sequenz auf dem 5. Chromosom des Medicago truncatula-Klons mth2-16f8 und diverse humane Sequenzen der Proteine DKFZp68 und DKFZp77. Die Ergebnisse weisen auf eine komplexe Funktionsweise der unterschiedlichen Komponenten des pflanzlichen Cytoskeletts und des γ-Tubulins hin. Zur Aufklärung müsste dies in Zukunft mittels anderer genetischer, biochemischer oder funktioneller Methoden untersucht werden. Hypothesen über Interaktionen der Cytoskelettkomponenten können wahrscheinlich nicht allein durch die Anwendung des Y2H-Systems aufgeklärt werden.

Die Entwicklung der Mesofauna eines Weinberges im nordöstlichen Rheinhessen im Vergleich zum Lennebergwald und weiteren Agrarflächen

ZusammenfassungrnrnrnDer Köderstreifentest, die Auswertung der Minicontainer und die Erfassung der Bodenlebewesen mit Hilfe der Bodenstechkerne ergeben zusammen eine gut standardisierte Methode zur Darstellung und Beurteilung der Mesofauna. Unter der Vorraussetzung gleicher abiotischer Faktoren ist es problemlos möglich, selbst unterschiedliche Standorte wie Agrarflächen, Weinberge und Waldböden vergleichend zu untersuchen.rnrnAuf den verschiedenen Versuchsflächen des Laubenheimer Weinberges gelingt es deutlich zu zeigen, wie wichtig eine naturnahe Begrünung für den Boden ist. Dies betrifft nicht nur die Entwicklung der Humusschicht und damit die Bodenlebewesen, sondern auch die Schaffung von Kapillaren und Poren, die durch schwere landwirtschaftliche Geräte im Rahmen der Bo-denverdichtung reduziert werden. Erosionserscheinungen kommen vollständig zum Stillstand. Das Ökosystem Boden sollte auch so gut wie keine Belastung durch Herbizide, Insektizide und Pestizide erfahren. Ähnliches gilt auch für agrarisch genutzte Flächen. rnrnDer Lennebergwald als Naherholungsregion von Mainz ist besonders schützenswert, da dieser durch intensiven Immissionseintrag aufgrund der Nähe zu den Autobahnen und durch die Eutrophierung über die Haustiere stark belastet wird. Die immer größere Ausdehnung des Siedlungsgebietes und die damit verbundene steigende Anzahl an Waldbesuchern, die durch Verlassen der vorgegebenen Wege den Boden zerstören, gefährden zusätzlich das Ökosystem.rnrnÜber Sinn und Zweck einer Flurbereinigung zu diskutieren ist hier nicht angebracht. Aus bo-denkundlicher Sicht ist sie nicht zu befürworten, da hiermit alle bodenbewahrenden Maßnah-men ignoriert werden. Wichtig ist es, bei den Landwirten Aufklärungsarbeit zu leisten, was bodenschonende und bodenweiterentwickelnde Bearbeitungsmethoden bedeuten. Mit Hilfe sachgemäßer Aufklärung und richtiger Umsetzung kann durch Begrünungsmaßnahmen der zum Teil sehr stark strapazierte Boden erhalten, gefördert und auf lange Sicht stabilisiert wer-den.rnrnAufgrund der festgestellten Tatsachen wurde ab 2008 auf eine flächige Dauerbegrünung um-gestellt, so dass es auch in den unbegrünten Rebzeilen zu einer Bodenverbesserung kommen kann. Mit großer Wahrscheinlichkeit dürfte diese schneller voranschreiten, da die Mesofauna von den benachbarten begrünten Rebzeilen einwandern kann. rnDie Mesofauna landwirtschaftlich genutzter Flächen und Waldgebiete kann, obwohl extrem unterschiedlich, miteinander verglichen werden.rnrnBrachflächen und Waldgebiete lassen sich aufgrund der unberührten Bodenstrukturen sogar gut miteinander vergleichen. Temperatur- und Niederschlagsverhältnisse müssen dabei über-einstimmen. Die Azidität der jeweiligen Böden gilt es zu berücksichtigen, da verschiedene Tiergruppen damit unterschiedlich umgehen. Collembolen bevorzugen neutrale Böden, wäh-rend Acari als Räuber mit den Lebewesen in sauren Böden besser zurechtkommen. Die Streu-auflage ist dabei von großer Bedeutung.rnrnIm Rahmen von Bearbeitungsmaßnahmen kommt es durch jeglichen Maschineneinsatz zu ei-ner mehr oder weniger starken Veränderung der Bodenstruktur und somit auch der darin le-benden Mesofauna. Bis sich diese erholt hat, steht meist schon die nächste Bodenbewirtschaf-tung an. Die Bodenverdichtung spielt auch eine Rolle. Bei herkömmlichem Ackerbau ist eine Fruchtfolge mit eingeschalteter Brache oder Gründüngung mit Klee oder Luzerne angebracht, um die Mesofauna nicht zu stark zu strapazieren. Organische Düngegaben leicht abbaubarer Streu sind deutlich zu bevorzugen gegenüber sehr zellulose- und ligninhaltigen Pflanzenresten. Die Einbringung von Stoppeln nach Aberntung von Getreidefeldern ist sinnvoll, solange dabei nicht zu tief in die Bodenstruktur eingegriffen wird (ZIMMER 1997).rnrnIm Rahmen der Sonderkultur Wein, bei der eine Bodenbearbeitung aus den aufgezeigten Gründen eigentlich nicht notwendig wäre, sind Dauerbegrünungsmaßnahmen generell von Nutzen: der Erosion wird vorgebeugt, die Bodenfeuchte konstant gehalten, der anfallende Mulch als Gründüngung genutzt. Dies sind alles entscheidende Faktoren, die die Meso- und Makrofauna fördern. Nur die Bodenverdichtung durch schweres Gerät, wie Schlepper und Vollernter, sind für den Boden nicht förderlich (HEISLER 1993, EHRENSBERGER 1993). Nie-derdruckreifen und Verringerung der Befahrung sind geeignete Gegenmaßnahmen. rnrnEntgegen landläufiger Winzermeinung, stellen die Pflanzen einer Begrünung eigentlich keine Konkurrenz für die Weinstöcke dar. Die Vorteile einer Begrünung sind nicht nur die Förde-rung der einheimischen Flora in ihrem standortgerechten Artenreichtum, sondern auch Ver-vielfältigung von Meso- und Makrofauna aufgrund der dadurch mehr anfallenden und ein-zuarbeitenden leicht abbaubaren Streu (GRIEBEL 1995).rn