Remorins form a novel family of coiled coil-forming oligomeric and filamentous proteins associated with apical, vascular and embryonic tissues in plants.

Remorins form a superfamily of plant-specific plasma membrane/lipid-raft-associated proteins of unknown structure and function. Using specific antibodies, we localized tomato remorin 1 to apical tissues, leaf primordia and vascular traces. The deduced remorin protein sequence contains a predicted coiled coil-domain, suggesting its participation in protein-protein interactions. Circular dichroism revealed that recombinant potato remorin contains an alpha-helical region that forms a functional coiled-coil domain. Electron microscopy of purified preparations of four different recombinant remorins, one from potato, two divergent isologs from tomato, and one from Arabidopsis thaliana , demonstrated that the proteins form highly similar filamentous structures. The diameters of the negatively-stained filaments ranged from 4.6-7.4 nm for potato remorin 1, 4.3-6.2 nm for tomato remorin 1, 5.7-7.5 nm for tomato remorin 2, and 5.7-8.0 nm for Arabidopsis Dbp. Highly polymerized remorin 1 was detected in glutaraldehyde-crosslinked tomato plasma membrane preparations and a population of the protein was immunolocalized in tomato root tips to structures associated with discrete regions of the plasma membrane.

Dinor-oxo-phytodienoic acid: a new hexadecanoid signal in the jasmonate family.

Jasmonic acid and its precursors are potent regulatory molecules in plants. We devised a method for the simultaneous extraction of these compounds from plant leaves to quantitate changes in the levels of jasmonate family members during health and on wounding. During our study, we identified a novel 16-carbon cyclopentenoic acid in leaf extracts from Arabidopsis and potato. The new compound, a member of the jasmonate family of signals, was named dinor-oxo-phytodienoic acid. Dinor-oxo-phytodienoic acid was not detected in the Arabidopsis mutant fad5, which is incapable of synthesizing 7Z,10Z, 13Z-hexadecatrienoic acid (16:3), suggesting that the metabolite is derived directly from plastid 16:3 rather than by beta-oxidation of the 18-carbon 12-oxo-phytodienoic acid. Simultaneous quantitation of jasmonate family members in healthy leaves of Arabidopsis and potato suggest that different plant species have different relative levels of jasmonic acid, oxo-phytodienoic acid, and dinor-oxo-phytodienoic acid. We term these profiles "oxylipin signatures." Dinor-oxo-phytodienoic acid levels increased dramatically in Arabidopsis and potato leaves on wounding, suggesting roles in wound signaling. Treatment of Arabidopsis with micromolar levels of dinor-oxo-phytodienoic acid increased the ability of leaf extracts to transform linoleic acid into the alpha-ketol 13-hydroxy-12-oxo-9(Z) octadecenoic acid indicating that the compound can regulate part of its own biosynthetic pathway. Tightly regulated changes in the relative levels of biologically active jasmonates may permit sensitive control over metabolic, developmental, and defensive processes in plants.

Oligogalacturonide defense signals in plants: large fragments interact with the plasma membrane in vitro.

Oligogalacturonides are plant cell wall-derived regulatory molecules which stimulate defense gene expression during pathogenesis. In vitro, these compounds enhance the phosphorylation of an approximately 34-kDa protein (pp34) in purified plasma membranes from potato and tomato leaves. We now show that polygalacturonate-enhanced phosphorylation of pp34 occurs in plasma membranes purified from tomato roots, hypocotyls, and stems and from undifferentiated potato cells. Furthermore, a similar phosphorylation is detected in leaf plasma membranes from soybean, a plant distantly related to tomato. Purified oligogalacturonides 13 to at least 26 residues long stimulate pp34 thiophosphorylation in vitro. This stimulation pattern differs from the induction of many known defense responses in vivo, where a narrower range of smaller fragments, between approximately 10 and 15 residues long, are active. On the basis of these differences we suggest that observed effects of applied exogenous oligogalacturonides on defense responses may not necessarily reflect the situation during pathogenesis. The cell wall could act as a barrier to many exogenous oligo- and polygalacturonides as well as other large regulatory ligands.

Produtividade simulada de tubérculos de batata em cenários de mudanças climáticas

The objective of this study was to simulate potato (Solanum tuberosum) tuber yield in different climate change scenarios of increased carbon dioxide concentration [CO2] and air temperature, considering symmetric and asymmetric increases in minimum and maximum daily air temperatures. Spitters model was used to simulate Asterix cultivar tuber yield considering two growing seasons (spring and fall) recommended for Santa Maria, state of Rio Grande do Sul, Brazil. In each growing season, five planting dates were evaluated in climate scenarios of a hundred years with no increase in [CO2] and temperature (current scenario), and in scenarios with doubling [CO2] and temperature increases of 0, 1, 2, 3, 4, 5 and 6ºC. A symmetric increase of 4ºC and an asymmetric increase of 5ºC in air temperature offset the yield beneficial effect of increasing [CO2] during spring, whereas increase in air temperature does not affect potato tuber yield during fall. Anticipating planting date in spring and delaying it in fall decrease the negative impact of the increasing air temperature on potato tuber yield.

Parhaat käyttökelpoiset tekniikat (BAT) perunankuorimoiden jätteiden käsittelyssä -käytäntöjä Euroopan maista

Yhä suurempi osa suurkeittiöistä ja ravintoloista käyttää ruuan valmistuksessa valmiiksi prosessoituja kasviksia, jotka hankitaan pääasiassa lähellä sijaitsevista tilakuorimoista. Kuorimoilla syntyy suuria määriä jätettä, enimmäkseen kuorijätteitä, multaa ja jätevettä. Tässä työssä tarkastellaan perunankuorimoiden kuorintamenetelmiä ja kuorintaprosessia, prosessissa syntyviä jätteitä ja niiden käsittelyä sekä ympäristöasioiden hallintamenetel-miä kuorimoilla Suomessa ja muissa EU-maissa. Työn tavoitteena oli selvittää, minkälainen on lainsäädäntö ja minkälaiset ovat kuorimotoimintaa koskevat lupakäytännöt Ruotsissa, Saksassa, Belgiassa ja Iso-Britanniassa. Lisäksi tavoitteena oli selvittää, onko näissä maissa määritelty, millainen on perunankuorimoille soveltuva paras käyttökelpoinen tekniikka (BAT) erityisesti jätteiden käsittelyssä. Euroopan yhteisön neuvoston direktiivi (96/61/EY) ympäristön pilaantumisen ehkäisemisen ja vähentämisen yhtenäistämiseksi edellyttää perunankuorimoilta toimintaansa ympäristöluvan. Laitosten koko, joilta ympäristölupa vaaditaan, vaihtelee suuresti eri maissa. Myös kuorimoiden jäteveden puhdistusvaatimukset vaihtelevat maittain. Belgi-assa ja Saksassa perunankuorimoilla syntyville jätevesille on asetettu päästöraja-arvot laissa. Kansallinen BAT-ohjeistus vihanneksia ja hedelmiä jatkojalostavalle teollisuudelleon tehty Belgiassa ja Iso-Britanniassa. Sen sijaan Saksassa ja Ruotsissa kansallista ohjeistusta ei ole tehty. Kansallisten BAT-ohjeistusten pohjalta Euroopan yhteisöjen komissio on julkaissut tammikuussa 2006 elintarviketeollisuudelle BAT-vertailuasiakirjan eli BREFin (BAT Referense Document), joissa kuvataan yleisellä tasolla BAT-tekniikoiksi sovitut tekniikat mm. perunan prosessoinnissa. Tässä työssä tuli ilmi, että kokoerot Suomen ja tässä työssä tarkasteltavien maiden kuo-rimoiden välillä ovat suuret. Voidaankin todeta, että tässä työssä tarkastelluissa BAT - ohjeistuksissa ja Euroopan komission BREF-dokumentissa esitetyt BAT-tekniikat etenkin jätevedenpuhdistuksessa eivät suoraan ole sovellettavissa Suomen olosuhteisiin kuorimoidemme pienestä koosta johtuen. Kiinteiden kuorintajätteiden käsittelyssä BAT-tekniikoiksi ulkomailla on määritelty lä-hinnä rehukäyttö, kompostointi ja peltoon levitys. Perunankuorimoiden jäteveden puhdistuksessa BAT-tekniikaksi Belgiassa on määritelty primääripuhdistus ja sekundääripuhdistus aerobisella menetelmällä. Iso-Britanniassapuolestaan BAT-tekniikkaa on primää-ripuhdistus, sekundääripuhdistus aerobisesti tai anaerobisesti ja tertiääripuhdistus, mikäli se on taloudellisesti mahdollista toteuttaa. Kuorijätteiden kompostointi on tällä hetkelläSuomessa melko harvinaista, sillä jätteiden suuri vesipitoisuus ja kylmä ilmastomme vaikeuttavat kompostointia. Kompostointimah-dollisuuksia ja kompostointiprosessin optimointia kuorintajätteille sopivaksi tulisikin tutkia tulevaisuudessa yhtenä jätteiden käsittelyvaihtoehtona. Kuorimoiden jätevesien puhdistuksessa tulevat Suomessa kysymykseen lähinnä yksinkertaiset kiinteistökohtaiset pienpuhdistamot, kuten panospuhdistamot. Pienpuhdistamolaitteistoihin liittyvää tutki-mus-ja kehitystyötä on viime vuosina tehty paljon ja sitä olisi tärkeää jatkaa edelleen, jotta löydettäisiin entistä kustannustehokkaampia ratkaisuja.

Dinámica de poblaciones de vectores y transmisión del virus Y de la patata en cultivos de pimiento

En 1990 se colocaron 7 trampas horizontales de baldosa verde del tipo utilizado por IRWIN (1980), situadas a la misma altura que el cultivo, en diferentes zonas productoras de pimiento en España: Aranjuez (Madrid), Balboa (Badajoz), Cadreita (Navarra), Mendavia (La Rioja), Torrepacheco (Murcia) y Montañana (Zaragoza). El muestreo abarcó de 18 a 19 semanas en cada localidad. El total de pulgones recolectados durante el período que duró el muestreo fue de 3.186 que corresponden a 29 especies distintas, de los que 1.019 individuos corresponden a la especie Aphis fabae Scopoli (31,98 % del total) y 500 a Aphis gossypii Glover (15,69 %). Otras especies capturadas en menor proporción han sido: Aphis craccivora Koch, Aphis nasturtii Kaltenbach, Diuraphis noxia (Mordvilko) y Brachycaudus spp., entre otras. Se realizaron ensayos de transmisión en laboratorio con el virus Y de la patata (PVY) utilizando las especies más importantes desde el punto de vista del número de capturas realizadas. Se emplearon dos aislados de este virus: uno de ellos obtenido en campo infectando pimiento y que pertenece al patotipo 0 (infecta a «Yolo Wonder» pero no a «Yolo Y») y otro obtenido de patata y perteneciente al grupo N de PVY (patata). Los resultados indican que ambas cepas son transmisibles por Myzus persicae (Sulzer) a pimiento «Yolo Wonder», aunque PVYN se transmite con mucha menor eficiencia. En ensayos de comparación entre distintas especies de vectores en cuanto a la capacidad de transmisión de PVY*, se observa que M. persicae es el más eficaz, seguido de A. gossypii que es el segundo en importancia. Acyrthosiphon pisum Harris fue también capaz de transmitir PVY0, pero con mucha menor eficacia. A la vista de los resultados obtenidos, y a pesar de su gran eficacia de transmisión en condiciones controladas, M. persicae parece tener escasa importancia en cuanto a su capacidad de transmisión de PVY en campo, ya que presenta una baja actividad de vuelo en cultivo de pimiento en todas las localidades muestreadas.

Toxicity of allyl esters in insect cell lines and in Spodoptera littoralis larvae

We investigated the effects of five allyl esters, two aromatic (allyl cinnamate and allyl 2-furoate) and three aliphatic (allyl hexanoate, allyl heptanoate, and allyl octanoate) in established insect cell lines derived from different species and tissues. We studied embryonic cells of the fruit fly Drosophila melanogaster (S2) (Diptera) and the beet armyworm Spodoptera exigua (Se4) (Lepidoptera), fat body cells of the Colorado potato beetle Leptinotarsa decemlineata (CPB) (Coleoptera), ovarian cells of the silkmoth Bombyx mori (Bm5), and midgut cells of the spruce budworm Choristoneura fumiferana (CF203) (Lepidoptera). Cytotoxicity was determined with use of MTT [3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide] and trypan blue. In addition, we tested the entomotoxic action of allyl cinnamate against the cotton leafworm Spodoptera littoralis .The median (50%) cytotoxic concentrations (EC50s) of the five allyl esters in the MTT bioassays ranged between 0.25 and 27 mM with significant differences among allyl esters (P = 0.0012), cell lines (P < 0.0001), and the allyl estercell line interaction (P < 0.0001). Allyl cinnamate was the most active product, and CF203 the most sensitive cell line. In the trypan blue bioassays, cytotoxicity was produced rapidly and followed the same trend observed in the MTT bioassay. In first instars of S. littoralis, allyl cinnamate killed all larvae at 0.25% in the diet after 1 day, while this happened in third instars after 5 days. The LC50 in first instars was 0.08%. In addition, larval weight gain was reduced (P < 0.05) after 1 day of feeding on diet with 0.05%. In conclusion, the data provide evidence of the significant but differential cytotoxicity among allyl esters in insect cells of different species and tissues. Midgut cells show high sensitivity, indicating the insect midgut as a primary target tissue. Allyl cinnamate caused rapid toxic effects in S. littoralis larvae at low concentrations, suggesting further potential for use in pest control.

Kompostointilaitoksen lopputuotteen käyttömahdollisuudet. Case: Himanka

Työssä selvitetään kompostointilaitoksen lopputuotteen erilaisia käyttömahdollisuuksia. Yleisten käyttökohteiden pohjalta on luotu malli Vapo Oy Biotech:n toimittaman Himangan kompostointilaitoksen kompostin hyödyntämiselle. Laitos sijaitsee Himangan kunnassa Keski- Pohjanmaalla. Laitoksella kompostoidaan pääasiassa Himangan ja ympäröivien kuntien jätevesilietteitä turkiseläinlantaa. Jätehuolto Suomessa ja koko EU:n alueella elää voimakasta muutoskautta. Orgaanisten jätteiden vienti kaatopaikoille pyritään tulevaisuudessa lopettamaan kokonaan, mikä on lisännyt niiden käsittelyä mm. kompostoimalla. Kompostoinnin lopputuotteena saadaan ravinteikasta, humuspitoista ainesta. Kompostoinnin yhtenä tavoitteena on tuottaa hyötykäyttöön soveltuvaa tuotetta, joten käyttökohteen löytäminen kompostille on laitoksen toiminnan kannalta erittäin tärkeää. Kompostin käyttömahdollisuuksiin vaikuttavat lainsäädäntö, kompostin ominaisuudet sekä paikalliset olosuhteet. Käyttökohteet on työssä jaettu ei-energiakäyttöön ja energiakäyttöön. Ei-energiakäyttöön kuuluvat maanparannuskäyttö, lannoitekäyttö, käyttö kasvualustassa, maisemointi ja julkinen rakentaminen sekä joitakin erityissovelluksia. Energiakäytön puolella on tarkasteltu kompostin soveltuvuutta erilaisille polttotekniikoille sekä vertailtu kompostia muihin kiinteisiin polttoaineisiin. Kompostien soveltuvuutta eri kohteisiin on arvioitu kompostin analyysi- ja kasvatuskoetulosten pohjalta. Kompostin ei-energiakaytössa on saatu eri tutkimuksissa lupaavia tuloksia. Kompostin on todettu soveltuvan erittäin hyvin mm. perunanviljelyyn, viljan ja nurmikasvien viljelyyn ja erilaisiin maisemointikohteisiin sekä kotipuutarhakäyttöön. Kompostin käyttöä polttoaineena ei ole vielä kokeiltu missään. Kompostin polton suurimmat ongelmat ovat korkea tuhka-, rikki- ja typpipitoisuus sekä epätasainen laatu.

Rheology of high solids surface size starches

Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia pintaliimatärkkelysten reologista käyttäytymistä korkeissa kuiva-ainepitoisuuksissa. Tarve työn suorittamiselle syntyi kun tutkittiin pintaliimausta filminsiirtopuristimella tavallista korkeammissa kuiva-ainepitoisuuksissa, sileän sauvan ollessa applikointilaitteena. Koska applikointi sileällä sauvalla tapahtuu hydrodynaamisten periaatteiden mukaisesti, sen käyttö edellyttää pintaliimojen reologisten ominaisuuksien tarkkaa tuntemusta ja hallintaa.Kiinnostuksen kohteena olevat ominaisuudet olivat tärkkelysten kuiva-ainepitoisuuden (8 – 30 %) vaikutus viskositeettiin eri lämpötiloissa (20, 30, 40 ja 50 ºC), leikkausnopeus alueella 1 s-1 - 700 000 s-1. Myös tärkkelysten myötörajat määritettiin tutkimuksessa. Viskositeetti eri leikkausnopeusalueilla mitattiin seuraavilla laitteilla: Bohlin VOR (matalat leikkausnopeudet ja myötöraja) ja Hercules HiShear (keskitason leikkausnopeudet) reometrit sekä Eklund kapillaariviskometri (korkeat leikkausno-peudet). Analysoidut tärkkelykset olivat kaksi anionista matalaviskoottista peruna (tärkkelys A) ja ohra (tärkkelys C) tärkkelystä, sekä yksi kationinen korkeaviskoottinen peruna tärkkelys (tärkkelys B). Tutkittujen tärkkelysten Brookfield viskositeetit (100 rpm) olivat (10 % liuos, 60 °C:ssa) tärkkelys A ja C: 25 ± 5 mPas ja tärkkelys B: 100 ± 20 mPas.Tärkkelysliuosten kuiva-ainepitoisuuden noustessa muuttui virtauskäyttäytyminen Newtoniaalisesta leikkausohenevaksi. Leikkausoheneva käyttäytyminen oli voimakkainta tärkkelys B:n kohdalla. Viskositeetti – lämpötila riippuvuus korkeissa leikkausnopeuksissa (esim. 500 000 s-1) oli vähäisempää, mitä oli oletettavissa Brookfield viskositeettiarvojen perusteella. Kaikki tarkkelykset osoittautuivat tiksotrooppisiksi, myös tiksotrooppisuus lisääntyi kuiva-ainepitoisuuden kasvaessa. Tärkkelysten myötörajat osoittautuivat odottamattoman alhaisiksi, kuitenkin varsinkin tärkkelys B:n myötörajat olivat selvästi riippuvaisia lämpötilasta ja kuiva-ainepitoisuudesta. Tutkittujen tärkkelysten virtauskäyttäytyminen oli kirjallisuudessa esitetyn kaltaista. Tärkkelysmolekyylien ketjun pituus oli tärkein tärkkelyksen reologisia ominaisuuksia määrittävä tekijä; mitä matalampi on tärkkelyksen molekyylimassa, sitä matalammat ovat viskositeetti ja myötöraja. Pintaliimauksessa tärkkelysmolekyylien ketjunpituudella on suuri vaikutus ajettavuuteen ja lopputuotteen ominaisuuksiin. Haasteellista pintaliimatärkkelyksen valinnassa on sellaisen yhdistelmän löytäminen, jossa sopivan reologisen käyttäytymisen omaava tärkkelys ja pintaliimatulle paperille tai kartongille asetetut vaatimukset kohtaavat.

Development of an epidermal growth factor derivative with EGFR blocking activity.

The members of the epidermal growth factor (EGF)/ErbB family are prime targets for cancer therapy. However, the therapeutic efficiency of the existing anti-ErbB agents is limited. Thus, identifying new molecules that inactivate the ErbB receptors through novel strategies is an important goal on cancer research. In this study we have developed a shorter form of human EGF (EGFt) with a truncated C-terminal as a novel EGFR inhibitor. EGFt was designed based on the superimposition of the three-dimensional structures of EGF and the Potato Carboxypeptidase Inhibitor (PCI), an EGFR blocker previously described by our group. The peptide was produced in E. coli with a high yield of the correctly folded peptide. EGFt showed specificity and high affinity for EGFR but induced poor EGFR homodimerization and phosphorylation. Interestingly, EGFt promoted EGFR internalization and translocation to the cell nucleus although it did not stimulate the cell growth. In addition, EGFt competed with EGFR native ligands, inhibiting the proliferation of cancer cells. These data indicate that EGFt may be a potential EGFR blocker for cancer therapy. In addition, the lack of EGFR-mediated growth-stimulatory activity makes EGFt an excellent delivery agent to target toxins to tumours over-expressing EGFR.

Determinação de paracetamol em produtos farmacêuticos usando um biossensor de pasta de carbono modificado com extrato bruto de abobrinha (Cucurbita pepo)

Crude extracts of several vegetables such as peach (Prunus persica), yam (Alocasia macrorhiza), manioc (Manihot utilissima), artichoke (Cynara scolymus L), sweet potato (Ipomoea batatas (L.) Lam.), turnip (Brassica campestre ssp. rapifera), horseradish (Armoracia rusticana) and zucchini (Cucurbita pepo) were investigated as the source of peroxidase (POD: EC 1.11.1.7). Among those, zucchini (Cucurbita pepo) crude extract was found to be the best one. This enzyme in the presence of hydrogen peroxide catalyses the oxidation of paracetamol to N-acetyl-p-benzoquinoneimine which the electrochemical reduction back to paracetamol was obtained at a peak potential of ¾0.10V. A cyclic voltammetric study was performed by scanning the potential from + 0.5 to ¾ 0.5 V. The recovery of paracetamol from two samples ranged from 97.3 to 106% and a rectilinear calibration curve for paracetamol concentration from 1.2x10-4 to 2.5x10-3 mol L-1 (r=0.9965) were obtained. The detection limit was 6.9x10-5 mol L-1 and the relative standard deviation was less than 1.1% for a solution containing 2.5x10-3 mol L-1 paracetamol and 2.0x10-3 mol L-1 hydrogen peroxide (n=12). The results obtained for paracetamol in pharmaceutical products using the proposed biosensor and Pharmacopoeial procedures are in agreement at the 95% confidence level.

Ralstonia solanacearum, a widespread bacterial plant pathogen in the post-genomic era

Ralstonia solanacearum is a soil-borne bacterium causing the widespread disease known as bacterial wilt. Ralstonia solanacearum is also the causal agent of Moko disease of banana and brown rot of potato. Since the last R. solanacearum pathogen profile was published 10 years ago, studies concerning this plant pathogen have taken a genomic and post-genomic direction. This was pioneered by the first sequenced and annotated genome for a major plant bacterial pathogen and followed by many more genomes in subsequent years. All molecular features studied now have a genomic flavour. In the future, this will help in connecting the classical field of pathology and diversity studies with the gene content of specific strains. In this review, we summarize the recent research on this bacterial pathogen, including strain classification, host range, pathogenicity determinants, regulation of virulence genes, type III effector repertoire, effector-triggered immunity, plant signalling in response to R. solanacearum, as well as a review of different new pathosystems.

Alterações físico-químicas dos óleos de girassol, milho e soja em frituras

The aim of this study is to determine the influence of frying time on the alterations of sunflower, corn and soybean oils during deep fat frying of potato chips. The analytical methods used to evaluate the oil alterations are: free fatty acids, peroxide value, refractive index and total polar compounds. An increase of free fatty acids, refractive index and total polar compounds with frying time were observed. The different behaviors observed for the three vegetables oils can be explained by the differences in the initial composition and quality of them.