950 resultados para Brassica rapa subsp. rapa
Resumo:
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
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Auxin plays an important role in many aspects of plant development including stress responses. Here we briefly summarize how auxin is involved in salt stress, drought (i.e. mostly osmotic stress), waterlogging and nutrient deficiency in Brassica plants. In addition, some mechanisms to control auxin levels and signaling in relation to root formation (under stress) will be reviewed. Molecular studies are mainly described for the model plant Arabidopsis thaliana, but we also like to demonstrate how this knowledge can be transferred to agriculturally important Brassica species, such as Brassica rapa, Brassica napus and Brassica campestris. Moreover, beneficial fungi could play a role in the adaptation response of Brassica roots to abiotic stresses. Therefore, the possible influence of Piriformospora indica will also be covered since the growth promoting response of plants colonized by P. indica is also linked to plant hormones, among them auxin.
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The prevailing hypothesis on the biosynthesis of erucic acid in developing seeds is that oleic acid, produced in the plastid, is activated to oleoyl-coenzyme A (CoA) for malonyl-CoA-dependent elongation to erucic acid in the cytosol. Several in vivo-labeling experiments designed to probe and extend this hypothesis are reported here. To examine whether newly synthesized oleic acid is directly elongated to erucic acid in developing seeds of Brassica rapa L., embryos were labeled with [14C]acetate, and the ratio of radioactivity of carbon atoms C-5 to C-22 (de novo fatty acid synthesis portion) to carbon atoms C-1 to C-4 (elongated portion) of erucic acid was monitored with time. If newly synthesized 18:1 (oleate) immediately becomes a substrate for elongation to erucic acid, this ratio would be expected to remain constant with incubation time. However, if erucic acid is produced from a pool of preexisting oleic acid, the ratio of 14C in the 4 elongation carbons to 14C in the methyl-terminal 18 carbons would be expected to decrease with time. This labeling ratio decreased with time and, therefore, suggests the existence of an intermediate pool of 18:1, which contributes at least part of the oleoyl precursor for the production of erucic acid. The addition of 2-[{3-chloro-5-(trifluromethyl)-2-pyridinyl}oxyphenoxy] propanoic acid, which inhibits the homodimeric acetyl-CoA carboxylase, severely inhibited the synthesis of [14C]erucic acid, indicating that essentially all malonyl-CoA for elongation of 18:1 to erucate was produced by homodimeric acetyl-CoA carboxylase. Both light and 2-[{3-chloro-5-(trifluromethyl)-2-pyridinyl}oxyphenoxy]-propanoic acid increased the accumulation of [14C]18:1 and the parallel accumulation of [14C]phosphatidylcholine. Taken together, these results show an additional level of complexity in the biosynthesis of erucic acid.
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The antioxidant activity of natural plant materials rich in phenolic compounds is being widely investigated for protection of food products sensitive to oxidative reactions. In this thesis plant materials rich in phenolic compounds were studied as possible antioxidants to prevent protein and lipid oxidation reactions in different food matrixes such as pork meat patties and corn oil-in water emulsions. Loss of anthocyanins was also measured during oxidation in corn oil-in-water emulsions. In addition, the impact of plant phenolics on amino acid level was studied using tryptophan as a model compound to elucidate their role in preventing the formation of tryptophan oxidation products. A high-performance liquid chromatography (HPLC) method with ultraviolet and fluorescence detection (UV-FL) was developed that enabled fast investigation of formation of tryptophan derived oxidation products. Byproducts of oilseed processes such as rapeseed (Brassica rapa L.), camelina (Camelina sativa) and soy meal (Glycine max L.) as well as Scots pine bark (Pinus sylvestris) and several reference compounds were shown to act as antioxidants toward both protein and lipid oxidation in cooked pork meat patties. In meat, the antioxidant activity of camelina, rapeseed and soy meal were more pronounced when used in combination with a commercial rosemary extract (Rosmarinus officinalis). Berry phenolics such as black currant (Ribes nigrum) anthocyanins and raspberry (Rubus idaeus) ellagitannins showed potent antioxidant activity in corn oil-in-water emulsions toward lipid oxidation with and without β-lactoglobulin. The antioxidant effect was more pronounced in the presence of β-lactoglobulin. The berry phenolics also inhibited the oxidation of tryptophan and cysteine side chains of β-lactoglobulin. The results show that the amino acid side chains were oxidized prior the propagation of lipid oxidation, thereby inhibiting fatty acid scission. In addition, the concentration and color of black currant anthocyanins decreased during the oxidation. Oxidation of tryptophan was investigated in two different oxidation models with hydrogen peroxide (H2O2) and hexanal/FeCl2. Oxidation of tryptophan in both models resulted in oxidation products such as 3a-hydroxypyrroloindole-2-carboxylic acid, dioxindolylalanine, 5-hydroxy-tryptophan, kynurenine, N-formylkynurenine and β-oxindolylalanine. However, formation of tryptamine was only observed in tryptophan oxidized in the presence of H2O2. Pine bark phenolics, black currant anthocyanins, camelina meal phenolics as well as cranberry proanthocyanidins (Vaccinium oxycoccus) provided the best antioxidant effect toward tryptophan and its oxidation products when oxidized with H2O2. The tryptophan modifications formed upon hexanal/FeCl2 treatment were efficiently inhibited by camelina meal followed by rapeseed and soy meal. In contrast, phenolics from raspberry, black currant, and rowanberry (Sorbus aucuparia) acted as weak prooxidants. This thesis contributes to elucidating the effects of natural phenolic compounds as potential antioxidants in order to control and prevent protein and lipid oxidation reactions. Understanding the relationship between phenolic compounds and proteins as well as lipids could lead to the development of new, effective, and multifunctional antioxidant strategies that could be used in food, cosmetic and pharmaceutical applications.
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El contexto actual que enfrentan los productores lecheros, caracterizado por un incremento de los costos de producción y una fuerte presión de la agricultura sobre la actividad tambo, hace que deban incrementar la productividad para poder mantener la rentabilidad de sus explotaciones. Aumentos en la productividad pueden lograrse mediante el incremento de la cantidad de forraje producido y utilizado por hectárea, por ejemplo implementando rotaciones forrajeras complementarias (CFR). Los objetivos del siguiente trabajo fueron comparar la oferta forrajera y la calidad nutricional de los cultivos anuales invernales que componen las CFR, frente a otros de mayor tradicion en la pampa húmeda. Se evaluó la cantidad de materia seca producida por hectárea (tn MS ha-1) de tres tratamientos: colza forrajera (Brassica rapa) - trebol persa (Trifolium repesinatum), avena (Avena sativa) y raigras anual (Lolium multiflorum). Se tomaron muestras de cada cultivo para la determinacion de la calidad nutricional: proteína cruda (PC), fibra detergente neutro (FDN), fibra detergente acido (FDA) y se estimó la digestibilidad de la materia seca (DMS). El diseño experimental utilizado fue de bloques completos aleatorizados con tres repeticiones. Los cultivos se sembraron a fines de marzo, se realizaron tres cortes con destino a pastoreo y un cuarto con destino a silaje para la avena y el raigras anual. En el caso de la colza forrajera, solo fue factible realizar dos cosechas debido a un pobre segundo rebrote posiblemente atribuído a la falta de precipitaciones durante ese período. Asimismo, el trébol persa intersembrado luego de la segunda cosecha de la colza, no logró germinar debido a las mismas condiciones expuestas anteriormente. Los tratamientos se analizaron estadísticamente mediante un análisis de varianza (ANOVA) y cuando correspondió, se realizó una prueba de comparaciones multiples (Tukey p . 0,05) para determinar las diferencias entre las medias. Los resultados obtenidos en el presente trabajo demostraron que la oferta forrajera total del tratamiento colza forrajera fue significativamente menor a los tratamientos avena y raigras anual (p . 0,05) debido principalmente al deficit hídrico que generó la pérdida de la tercer cosecha de colza forrajera y la falla en la siembra del trebol persa. En cuanto a la calidad forrajera, se observaron menores valores de FDN, FDA y consecuentemente mayor DMS para el tratamiento colza forrajera, sin embargo para PC no se hallaron resultados consistentes como para los casos anteriores. Los resultados han sido promisorios considerando que la oferta forrajera y calidad nutricional de los dos primeros cortes del tratamiento colza forrajera igualaron a la avena y raigras. Serán necesarias nuevas experiencias en secano y también bajo riego con el fin de generar mas informacion sobre estas especies.
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An exploration and collection mission for wild Brassica oleracea populations was carried out in spring and summer of 2013. The aim of this collection was to expand the number of accessions of wild Brassica oleracea available for basic and applied research in plant breeding. In this paper we report a new accession of wild Brassica oleracea in an unexplored coastal area of Galicia, NW Iberian Peninsula. Details of population ecology and vegetation, soil, climate and geographic data were recorded for this population. The “Endangered” threat category for the region is proposed, and actions for in situ and ex situ conservation are proposed. Seeds will be added to the germplasm collections of University of Santiago de Compostela and Misión Biológica de Galicia (CSIC) for further research on diverse aspects of the dynamics and ecophysiology of the population along with characterization and evaluation of useful traits.
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Neste trabalho o risco da aplicação de moluscicidas (metaldeído e metiocarbe) para o isópode terrestre Porcellionides pruinosus foi avaliado usando como parâmetros a mortalidade e biomarcadores de exposição. O tempo até à morte dos isópodes (após contacto com os moluscicidas) foi muito curto, especialmente no caso da exposição ao metiocarbe. Os vários biomarcadores revelaram-se úteis para a compreensão do modo de acção dos dois moluscicidas neste isópode, particularmente o efeito do carbamato metiocarbe na inibição da enzima acetilcolinesterase (AChE). Os efeitos de combinações binárias de três produtos de protecção das plantas (PPP) dimetoato, glifosato e espirodiclofeno foram avaliados testando o comportamento de evitamento de P. pruinosus, o sucesso reprodutivo do colêmbolo Folsomia candida e o crescimento das plantas Brassica rapa e Triticum aestivum, usando os dois modelos de referência de concentração de adição (CA) e acção independente (IA). O modelo MIXTOX foi usado para avaliar possíveis desvios (devido a interacções entre os pesticidas) dos dois modelos de referência. Os resultados obtidos permitem constatar que estes PPP quando aplicados segundo a dose recomendada não acarretam efeitos perniciosos para os organismos testados. Foi detectado sinergismo na mistura feita com glifosato e espirodiclofeno no isópode P. pruinosus e na mistura com glifosato e dimetoato na planta T. aestivum. Um ecossistema terrestre em pequena escala (“STEM”) foi desenvolvido, contendo um solo agrícola mediterrânico. Nestes STEM, minhocas (Eisenia andrei), P. pruinosus, B. rapa e “bait-lamina” foram incorporados no sentido de avaliar os efeitos da aplicação de dimetoato com espirodiclofeno e glifosato com dimetoato. A dose recomendada de aplicação dos PPP, quer na exposição individual quer nas misturas binárias não teve quaisquer efeitos nas espécies testadas. As minhocas foram sensíveis à aplicação conjunta de dimetoato com espirodiclofeno (10 vezes a dose recomendada) na sua distribuição vertical ao longo da coluna do STEM, e foi detectado sinergismo (i.e. mais minhocas escaparam do que a predição feita pelo modelo IA). Em todas as misturas binárias feitas com glifosato e dimetoato registou-se um decréscimo no consumo de “bait-lamina”, indicando sinergismo (menos “bait-lamina” consumidos que o esperado). Dos quatro biomarcadores (Catalase, AChE, GST e LPO) avaliados nos isópodes, verificaram-se diferenças significativas na actividade da enzima AChE (quando dimetoato foi aplicado no solo) e LPO (aumento da actividade devido à aplicação de glifosato e dimetoato).
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O tributilestanho (TBT) é considerado um dos xenobióticos mais tóxicos, produzidos e deliberadamente introduzidos no meio ambiente pelo Homem. Tem sido usado numa variedade de processos industriais e subsequentemente descarregado no meio ambiente. O tempo de meia-vida do TBT em águas marinhas é de várias semanas, mas em condições de anóxia nos sedimentos, pode ser de vários anos, devido à sua degradação mais lenta. Embora o TBT tenha sido descrito como sendo tóxico para eucariotas e procariotas, muitas bactérias podem ser resistentes a este composto. O presente trabalho teve como objetivo principal elucidar o mecanismo de resistência ao TBT em bactérias. Para além disso, pretendeu-se desenvolver um biorepórter para detectar TBT no ambiente. Para atingir estes objetivos foram delineadas várias tarefas cujos principais resultados obtidos se apresentam a seguir. Várias bactérias resistentes ao TBT foram isoladas de sedimento e água do Porto de Pesca Longínqua (PPL) na Ria de Aveiro, Portugal. Entre estas, Aeromonas molluscorum Av27 foi selecionada devido à sua elevada resistência a este composto (concentrações até 3 mM), à sua capacidade de degradar o TBT em compostos menos tóxicos (dibutilestanho, DBT e monobutilestanho, MBT) e também por usar o TBT como fonte de carbono. A. molluscorum Av27 foi caracterizada genotipica e fenotipicamente. Os fatores de virulência estudados mostraram que esta estirpe i) possui atividade lipolítica; ii) não é citotóxica para células de mamíferos, nomeadamente para células Vero; iii) não possui integrões de classe I e II e iv) possui cinco plasmídeos com aproximadamente 4 kb, 7 kb, 10 kb, 100 kb e mais de 100 kb. Estes resultados mostraram que a estirpe Av27 não é tóxica, aumentando assim o interesse nesta bactéria para futuras aplicações, nomeadamente na bioremediação. Os testes de toxicidade ao TBT mostraram que este composto tem um impacto negativo no crescimento desta estirpe, bem como, na densidade, no tamanho e na atividade metabólica das células e é responsável pela formação de agregados celulares. Assim, o TBT mostrou ser bastante tóxico para as bactérias interferindo com a atividade celular geral. O gene Av27-sugE, que codifica a proteína SugE pertencente à família das “small multidrug resistance proteins” (SMR), foi identificado como estando envolvido na resistência ao TBT nesta estirpe. Este gene mostrou ser sobreexpresso quando as células crescem na presença de TBT. O promotor do gene Av27-sugE foi utilizado para construir um bioreporter para detetar TBT, contendo o gene da luciferase do pirilampo como gene repórter. O biorepórter obtido reúne as características mais importantes de um bom biorepórter: sensibilidade (intervalo de limite de detecção de 1-1000 nM), rapidez (3 h são suficientes para a deteção de sinal) e, possivelmente, não é invasivo (pois foi construído numa bactéria ambiental). Usando sedimento recolhido no Porto de Pesca Longínqua da Ria de Aveiro, foi preparada uma experiência de microcosmos com o intuito de avaliar a capacidade de Av27 para bioremediar o TBT, isoladamente ou em associação com a comunidade bacteriana indígena. A análise das amostras de microcosmos por PCR-DGGE e de bibliotecas de 16S rDNA revelaram que a comunidade bacteriana é relativamente estável ao longo do tempo, mesmo quando Av27 é inoculada no sedimento. Para além disso, o sedimento estuarino demonstrou ser dominado por bactérias pertencentes ao filo Proteobacteria (sendo mais abundante as Delta e Gammaproteobacteria) e Bacteroidetes. Ainda, cerca de 13% dos clones bacterianos não revelaram nenhuma semelhança com qualquer dos filos já definidos e quase 100% afiliou com bactérias não cultiváveis do sedimento. No momento da conclusão desta tese, os resultados da análise química de compostos organoestânicos não estavam disponíveis, e por essa razão não foi possível tirar quaisquer conclusões sobre a capacidade desta bactéria remediar o TBT em sedimentos. Esses resultados irão ajudar a esclarecer o papel de A. molluscorum Av27 na remediação de TBT. Recentemente, a capacidade da estirpe Av27 remediar solo contaminado com TBT foi confirmada em bioensaios realizados com plantas, Brassica rapa e Triticum aestivum (Silva 2011a), e também com invertebrados Porcellionides pruinosus (Silva 2011B). Assim, poder-se-á esperar que a bioremediação do sedimento na experiência de microcosmos também tenha ocorrido. No entanto, só a análise química dos compostos organostânicos deverá ser conclusiva. Devido à dificuldade em realizar a análise analítica de organoestânicos, um método de bioensaio fácil, rápido e barato foi adaptado para avaliar a toxicidade do TBT em laboratório, antes de se proceder à análise química das amostras. O método provou a sua utilidade, embora tenha mostrado pouca sensibilidade quando se usam concentrações de TBT baixas. Em geral, os resultados obtidos contribuíram para um melhor entendimento do mecanismo de resistência ao TBT em bactérias e mostraram o potencial biotecnológico de A. molluscorum Av27, nomeadamente, no que refere à sua possível aplicação na descontaminação de TBT no ambiente e também no desenvolvimento de biorepórteres.
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Nas últimas décadas, a Terra tem experimentado um aquecimento global e mudanças nos padrões de precipitação. Muitos estudos sobre a avaliação de risco de agrotóxicos em organismos não-alvo foram realizados com base em protocolos padronizados, com condições abióticas controladas. Mas, em campo, os organismos são expostos a flutuações de vários fatores ambientais, bem como a poluentes, que podem alterar os limites de tolerância dos organismos aos stressores naturais, bem como alterar a toxicidade ou biodisponibilidade do químico em causa. Considerando isso, o principal objetivo deste trabalho foi o de avaliar de que modo e em que medida os fatores ambientais (temperatura, humidade do solo e radiação UV) podem interagir uns com os outros ou afetar a toxicidade do carbaril para invertebrados do solo e plantas. Para isso, foram utilizadas quatro espécies padrão: Folsomia candida, Eisenia andrei, Triticum aestivum e Brassica rapa, e simulados diferentes cenários climáticos, com vários parâmetros letais e subletais analisados. A exposição combinada foi analisada utilizando, quando possível, a ferramenta MIXTOX, com base no modelo de referência de acção independente (IA) e possíveis desvios, assim como rácios sinergísticos/antagonísticos (a partir de valores de EC50/LC50), quando a dose-resposta de um dos stressores não foi obtida. Todos os fatores de stress aplicados isoladamente causaram efeitos significativos sobre as espécies testadas e sua exposição combinada com carbaril, apresentaram respostas diferenciadas: para as minhocas, a seca e temperaturas elevadas aumentaram os efeitos deletérios do carbaril (sinergismo), enquanto o alagamento e temperaturas baixas diminuíram sua toxicidade (antagonismo). Para os colêmbolos, o modelo IA mostrou ser uma boa ferramenta para prever a toxicidade do carbaril tanto para temperaturas altas como para as baixas. Para as duas espécies de plantas foram encontradas diferenças significativas entre elas: em termos gerais, as interações entre carbaril e os stressores naturais foram observadas, com sinergismo aparecendo como o padrão principal relacionado com a radiação UV, solos secos e temperaturas elevadas, enquanto o padrão principal relacionado com temperaturas baixas e stress de alagamento foi o antagonismo. Quando os efeitos de dois stressores naturais (radiação UV e humidade do solo) em plantas foram avaliados, uma interação significativa foi encontrada: a seca aliviou o efeito deletério da radiação UV em T. aestivum e o alagamento aumentou os seus efeitos, mas para B. rapa a adição de ambos os stresses de água causou um aumento (sinergismo) dos efeitos deletérios da radiação UV para todos os parâmetros avaliados. Portanto é necessário que as diferenças sazonais e latitudinais, bem como as mudanças climáticas globais, sejam integradas na avaliação de risco de contaminantes do solo.
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Resumen tomado de la publicación
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1. There is concern over the possibility of unwanted environmental change following transgene movement from genetically modified (GM) rapeseed Brassica napus to its wild and weedy relatives. 2. The aim of this research was to develop a remote sensing-assisted methodology to help quantify gene flow from crops to their wild relatives over wide areas. Emphasis was placed on locating sites of sympatry, where the frequency of gene flow is likely to be highest, and on measuring the size of rapeseed fields to allow spatially explicit modelling of wind-mediated pollen-dispersal patterns. 3. Remote sensing was used as a tool to locate rapeseed fields, and a variety of image-processing techniques was adopted to facilitate the compilation of a spatially explicit profile of sympatry between the crop and Brassica rapa. 4. Classified satellite images containing rapeseed fields were first used to infer the spatial relationship between donor rapeseed fields and recipient riverside B. rapa populations. Such images also have utility for improving the efficiency of ground surveys by identifying probable sites of sympatry. The same data were then also used for the calculation of mean field size. 5. This paper forms a companion paper to Wilkinson et al. (2003), in which these elements were combined to produce a spatially explicit profile of hybrid formation over the UK. The current paper demonstrates the value of remote sensing and image processing for large-scale studies of gene flow, and describes a generic method that could be applied to a variety of crops in many countries. 6. Synthesis and applications. The decision to approve or prevent the release of a GM cultivar is made at a national rather than regional level. It is highly desirable that data relating to the decision-making process are collected at the same scale, rather than relying on extrapolation from smaller experiments designed at the plot, field or even regional scale. It would be extremely difficult and labour intensive to attempt to carry out such large-scale investigations without the use of remote-sensing technology. This study used rapeseed in the UK as a model to demonstrate the value of remote sensing in assembling empirical information at a national level.
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The significance of Plasmodiophora brassicae Woronin and clubroot disease which it incites in members of the family Brassicaceae is reviewed as the focus for this special edition of the Journal of Plant Growth Regulation. This is a monographic treatment of recent research into the pathogen and disease; previous similar treatments are now well over half a century old. Vernacular nomenclature of the disease indicates that it had a well-established importance in agriculture and horticulture from at least the Middle Ages onward in Europe and probably earlier. Subsequently, the pathogen probably spread worldwide as a result of transfer on and in fodder taken by colonists as livestock feed. It is a moot point, however, whether there was much earlier spread by P. brassicae into China and subsequently Japan as Brassica rapa (Chinese cabbage and many variants) colonized those lands in archaeological time. Symptoms, worldwide distribution, and economic impact are briefly described here to provide a basis for understanding subsequent papers. Clubroot disease devastates both infected field and protected vegetable and agricultural Brassica crops. Particular importance is placed on recent reports of crop losses in tropical countries, albeit where the crops are grown in cooler altitudes, and in the Canadian prairie land canola crops. The latter is of enormous importance because this crop is the single most important and essential source of vegetable oils used in human foodstuffs and in industrial lubricants where mineral oils are inappropriate.
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Successful pest management is often hindered by the inherent complexity of the interactions of a pest with its environment. The use of genetically characterized model plants can allow investigation of chosen aspects of these interactions by limiting the number of variables during experimentation. However, it is important to study the generic nature of these model systems if the data generated are to be assessed in a wider context, for instance, with those systems of commercial significance. This study assesses the suitability of Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. (Brassicaceae) as a model host plant to investigate plant-herbivore-natural enemy interactions, with Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Plutellidae), the diamondback moth, and Cotesia plutellae (Kurdjumov) (Hymenoptera: Braconidae), a parasitoid of P. xylostella. The growth and development of P. xylostella and C. plutellae on an A. thaliana host plant (Columbia type) were compared to that on Brassica rapa var. pekinensis (L.) (Brassicaceae), a host crop that is widely cultivated and also commonly used as a laboratory host for P. xylostella rearing. The second part of the study investigated the potential effect of the different A. thaliana background lines, Columbia and Landsberg (used in wider scientific studies), on growth and development of P. xylostella and C. plutellae. Plutella xylostella life history parameters were found generally to be similar between the host plants investigated. However, C. plutellae were more affected by the differences in host plant. Fewer adult parasitoids resulted from development on A. thaliana compared to B. rapa, and those that did emerge were significantly smaller. Adult male C. plutellae developing on Columbia were also significantly smaller than those on Landsberg A. thaliana.
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1.There is concern over the possibility of unwanted environmental change following transgene movement from genetically modified (GM) rapeseed Brassica napus to its wild and weedy relatives. 2. The aim of this research was to develop a remote sensing-assisted methodology to help quantify gene flow from crops to their wild relatives over wide areas. Emphasis was placed on locating sites of sympatry, where the frequency of gene flow is likely to be highest, and on measuring the size of rapeseed fields to allow spatially explicit modelling of wind-mediated pollen-dispersal patterns. 3. Remote sensing was used as a tool to locate rapeseed fields, and a variety of image-processing techniques was adopted to facilitate the compilation of a spatially explicit profile of sympatry between the crop and Brassica rapa. 4. Classified satellite images containing rapeseed fields were first used to infer the spatial relationship between donor rapeseed fields and recipient riverside B. rapa populations. Such images also have utility for improving the efficiency of ground surveys by identifying probable sites of sympatry. The same data were then also used for the calculation of mean field size. 5. This paper forms a companion paper to Wilkinson et al. (2003), in which these elements were combined to produce a spatially explicit profile of hybrid formation over the UK. The current paper demonstrates the value of remote sensing and image processing for large-scale studies of gene flow, and describes a generic method that could be applied to a variety of crops in many countries. 6.Synthesis and applications. The decision to approve or prevent the release of a GM cultivar is made at a national rather than regional level. It is highly desirable that data relating to the decision-making process are collected at the same scale, rather than relying on extrapolation from smaller experiments designed at the plot, field or even regional scale. It would be extremely difficult and labour intensive to attempt to carry out such large-scale investigations without the use of remote-sensing technology. This study used rapeseed in the UK as a model to demonstrate the value of remote sensing in assembling empirical information at a national level.
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Background: Targeted Induced Loci Lesions IN Genomes (TILLING) is increasingly being used to generate and identify mutations in target genes of crop genomes. TILLING populations of several thousand lines have been generated in a number of crop species including Brassica rapa. Genetic analysis of mutants identified by TILLING requires an efficient, high-throughput and cost effective genotyping method to track the mutations through numerous generations. High resolution melt (HRM) analysis has been used in a number of systems to identify single nucleotide polymorphisms (SNPs) and insertion/deletions (IN/DELs) enabling the genotyping of different types of samples. HRM is ideally suited to high-throughput genotyping of multiple TILLING mutants in complex crop genomes. To date it has been used to identify mutants and genotype single mutations. The aim of this study was to determine if HRM can facilitate downstream analysis of multiple mutant lines identified by TILLING in order to characterise allelic series of EMS induced mutations in target genes across a number of generations in complex crop genomes. Results: We demonstrate that HRM can be used to genotype allelic series of mutations in two genes, BraA.CAX1a and BraA.MET1.a in Brassica rapa. We analysed 12 mutations in BraA.CAX1.a and five in BraA.MET1.a over two generations including a back-cross to the wild-type. Using a commercially available HRM kit and the Lightscanner™ system we were able to detect mutations in heterozygous and homozygous states for both genes. Conclusions: Using HRM genotyping on TILLING derived mutants, it is possible to generate an allelic series of mutations within multiple target genes rapidly. Lines suitable for phenotypic analysis can be isolated approximately 8-9 months (3 generations) from receiving M3 seed of Brassica rapa from the RevGenUK TILLING service.