Suppression of the high affinity phosphate uptake system:A mechanism of arsenate tolerance in Holcus lanatus L.

In Holcus lanatus L. phosphate and arsenate are taken up by the same transport system. Short-term uptake kinetics of the high affinity arsenate transport system were determined in excised roots of arsenate-tolerant and non-tolerant genotypes. In tolerant plants the V_max of ion uptake in plants grown in phosphate-free media was decreased compared to non-tolerant plants, and the affinity of the uptake system was lower than in the non-tolerant plants. Both the reduction in V_max and the increase in K_m led to reduced arsenate influx into tolerant roots. When the two genotypes were grown in nutrient solution containing high levels of phosphate, there was little change in the uptake kinetics in tolerant plants. In non-tolerant plants, however, there was a marked decrease in the V_max to the level of the tolerant plants but with little change in the K_m. This suggests that the low rate of arsenate uptake over a wide range of differing root phosphate status is due to loss of induction of the synthesis of the arsenate (phosphate) carrier. © 1992 Oxford University Press.

Partial volume correction using bimodal contrast agents in PET-MRI

Tese de mestrado integrado em Engenharia Biomédica e Biofísica, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2014

Long-term and Short-term Forecast Models for Poaceae (Grass) Pollen in Poznan, Poland, Constructed Using Regression Analysis

Airborne concentrations of Poaceae pollen have been monitored in Poznań for more than ten years and the length of the dataset is now considered sufficient for statistical analysis. The objective of this paper is to produce long-range forecasts that predict certain characteristics of the grass pollen season (such as the start, peak and end dates of the grass pollen season) as well as short-term forecasts that predict daily variations in grass pollen counts for the next day or next few days throughout the main grass pollen season. The method of forecasting was regression analysis. Correlation analysis was used to examine the relationship between grass pollen counts and the factors that affect its production, release and dispersal. The models were constructed with data from 1994-2004 and tested on data from 2005 and 2006. The forecast models predicted the start of the grass pollen season to within 2 days and achieved 61% and 70% accuracy on a scale of 1-4 when forecasting variations in daily grass pollen counts in 2005 and 2006 respectively. This study has emphasised how important the weather during the few weeks or months preceding pollination is to grass pollen production, and draws attention to the importance of considering large-scale patterns of climate variability (indices of the North Atlantic Oscillation) when constructing forecast models for allergenic pollen.

The Occurrence of Ambrosia Pollen in Rzeszów, Kraków and Poznań, Poland: Investigation of Trends and Possible Transport of Ambrosia Pollen from Ukraine

Previous studies have shown that ragweed pollen arrives in Poland from sources in the south, in Slovakia, the Czech Republic, Hungary and Austria. It is likely that ragweed pollen also arrives from sources in the southeast (e.g. Ukraine). This hypothesis is investigated using 13-years of pollen data and back-trajectory analysis. Ambrosia pollen data were collected at three sites in Poland, Rzeszów, Kraków and Poznań. The amount of ragweed pollen recorded at Rzeszów was significantly higher than in Poznań and Kraków. This can be related to either a higher abundance of local populations of Ambrosia in south-east Poland or the nearness of Rzeszów to foreign sources of ragweed pollen. The combined results of pollen measurements and air mass trajectory calculations identified plumes of Ambrosia pollen that were recorded at Rzeszów, Kraków and Poznań on the 4th and 5th September 1999 and the 3rd September 2002. These plumes arrived at the pollen-monitoring sites from an easterly direction indicating sources of Ambrosia pollen in eastern Poland or Ukraine. This identifies Ukraine as a possible new source of ragweed pollen for Poland and therefore an important source area of Ambrosia pollen on the European Continent.

Seasonal Variation in Diurnal Atmospheric Grass Pollen Concentration Profiles

In this study, the diurnal atmospheric grass pollen concentration profile within the Danish city of Aarhus was shown to change in a systematic manner as the pollen season progressed. Although diurnal grass pollen profiles can differ greatly from day-to-day, it is common practice to establish the time of day when peak concentrations are most likely to occur using seasonally averaged diurnal profiles. Atmospheric pollen loads are highly dependent upon emissions, and different species of grass are known to flower and emit pollen at different times of the day and during different periods of the pollen season. Pollen concentrations are also influenced by meteorological factors – directly through those parameters that govern pollen dispersion and transport, and indirectly through the weather-driven flowering process. We found that three different profiles dominated the grass pollen season in Aarhus – a twin peak profile during the early season, a single evening profile during the middle of the season, and a single midday peak during the late season. Whilst this variation could not be explained by meteorological factors, no inconsistencies were found with the theory that it was driven by a succession of different grass species with different diurnal flowering patterns dominating atmospheric pollen loads as the season progressed. The potential for exposure was found to be significantly greater during the late-season period than during either the early- or mid-season periods.

Sexual dimorphism in resource acquisition and deployment: both size and timing matter.

Background and Aims The males and females of many dioecious plant species differ from one another in important life-history traits, such as their size. If male and female reproductive functions draw on different resources, for example, one should expect males and females to display different allocation strategies as they grow. Importantly, these strategies may differ not only between the two sexes, but also between plants of different age and therefore size. Results are presented from an experiment that asks whether males and females of Mercurialis annua, an annual plant with indeterminate growth, differ over time in their allocation of two potentially limiting resources (carbon and nitrogen) to vegetative (below-and above-ground) and reproductive tissues.Methods Comparisons were made of the temporal patterns of biomass allocation to shoots, roots and reproduction and the nitrogen content in the leaves between the sexes of M. annua by harvesting plants of each sex after growth over different periods of time.Key Results and Conclusions Males and females differed in their temporal patterns of allocation. Males allocated more to reproduction than females at early stages, but this trend was reversed at later stages. Importantly, males allocated proportionally more of their biomass towards roots at later stages, but the roots of females were larger in absolute terms. The study points to the important role played by both the timing of resource deployment and the relative versus absolute sizes of the sinks and sources in sexual dimorphism of an annual plant.

Carcinoembryonic antigen (CEA) in non digestive cancerous and normal tissues.

Carcinoembryonic antigen (CEA), immunologically identical to CEA derived from colonic carcinoma, was identified and purified from perchloric acid (PCA) extracts of bronchial and mammary carcinoma. CEA extracted from bronchial and mammary carcinoma was quantitated by single radial immunodiffusion and was found to be in average about 50-75 times less abundant in these tumors than in colonic carcinoma. CEA could also be detected in one normal breast in lactation and at lower concentrations in normal lung (1000-4000 times lower than in colonic carcinoma). The small amounts of CEA present in normal tissues are distinct from the glycoprotein of small mol. wt showing only partial identity with CEA, that we recently identified and extracted in much larger quantities from normal lung and spleen. The demonstration of the presence of CEA in non digestive carcinoma by classical gel precipitation analysis suggests that the CEA detected in the plasma of such patients by radioimmunoassay is also identical to colonic carcinoma CEA. Our comparative study of plasma CEA from bronchial and colonic carcinoma, showing that CEA from both types of patient has the same elution pattern on Sephadex G-200 and gives parallel inhibition curves in the radioimmunoassay, is in favor of this hypothesis. However, it should not be concluded that all positive CEA radioimmunoassay indicate the presence of an antigen identical to colonic carcinoma CEA. A word of warning concerning the interpretation of radioimmunoassay is required by the observation that the addition of mg amounts of PCA extract of normal plasma, cleared of CEA by Sephadex filtration, could interfere in the test and mimic the presence of CEA.

Proximity-dependent pollen performance in Silene vulgaris.

BACKGROUND AND AIMS: Pollen and seed dispersal in herbaceous insect-pollinated plants are often restricted, inducing strong population structure. To what extent this influences mating within and among patches is poorly understood. This study investigates the influence of population structure on pollen performance using controlled pollinations and genetic markers. METHODS: Population structure was investigated in a patchily distributed population of gynodioecious Silene vulgaris in Switzerland using polymorphic microsatellite markers. Experimental pollinations were performed on 21 hermaphrodite recipients using pollen donors at three spatial scales: (a) self-pollination; (b) within-patch cross-pollinations; and (c) between-patch cross-pollinations. Pollen performance was then compared with respect to crossing distance. KEY RESULTS: The population of S. vulgaris was characterized by a high degree of genetic sub-structure, with neighbouring plants more related to one another than to distant individuals. Inbreeding probably results from both selfing and biparental inbreeding. Pollen performance increased with distance between mates. Between-patch pollen performed significantly better than both self- and within-patch pollen donors. However, no significant difference was detected between self- and within-patch pollen donors. CONCLUSIONS: The results suggest that population structure in animal-pollinated plants is likely to influence mating patterns by favouring cross-pollinations between unrelated plants. However, the extent to which this mechanism could be effective as a pre-zygotic barrier preventing inbred mating depends on the patterns of pollinator foraging and their influence on pollen dispersal.

Predicting hematologic toxicity in patients undergoing radioimmunotherapy with 90Y-ibritumomab tiuxetan or 131I-tositumomab.

This study aimed at identifying clinical factors for predicting hematologic toxicity after radioimmunotherapy with (90)Y-ibritumomab tiuxetan or (131)I-tositumomab in clinical practice. Hematologic data were available from 14 non-Hodgkin lymphoma patients treated with (90)Y-ibritumomab tiuxetan and 18 who received (131)I-tositumomab. The percentage baseline at nadir and 4 wk post nadir and the time to nadir were selected as the toxicity indicators for both platelets and neutrophils. Multiple linear regression analysis was performed to identify significant predictors (P < 0.05) of each indicator. For both platelets and neutrophils, pooled and separate analyses of (90)Y-ibritumomab tiuxetan and (131)I-tositumomab data yielded the time elapsed since the last chemotherapy as the only significant predictor of the percentage baseline at nadir. The extent of bone marrow involvement was not a significant factor in this study, possibly because of the short time elapsed since the last chemotherapy of the 7 patients with bone marrow involvement. Because both treatments were designed to deliver a comparable bone marrow dose, this factor also was not significant. None of the 14 factors considered was predictive of the time to nadir. The R(2) value for the model predicting percentage baseline at nadir was 0.60 for platelets and 0.40 for neutrophils. This model predicted the platelet and neutrophil toxicity grade to within ±1 for 28 and 30 of the 32 patients, respectively. For the 7 patients predicted with grade I thrombocytopenia, 6 of whom had actual grade I-II, dosing might be increased to improve treatment efficacy. The elapsed time since the last chemotherapy can be used to predict hematologic toxicity and customize the current dosing method in radioimmunotherapy.

Inter and intra-specific differences in medicinal plant use for the treatment of type II diabetes symptoms by the Cree Elders of Eeyou Istchee (QC)

Au Canada, nous remarquons une prédominance du diabète de type 2 au sein des communautés autochtones. Une approche ethnobotanique est utilisée en collaboration avec la Nation Crie de Eeyou Istchee afin de déterminer quels traitements à base de plantes peuvent être utilisés pour contrer les différentes conditions qui, collectivement, forment le diabète. Les pharmacopées de deux communautés cries, soit celles de Waskaganish et de Nemaska, ont été établies puis comparées à celles de étudiées antérieurement : communautés Whapmagoostui et Mistissini. Malgré les différences géographiques de ces groupes, leurs utilisations sont majoritairement semblables, avec pour seule exception le contraste entre les communautés de Nemaska et de Whapmagoostui. De plus, nous avons complété l’évaluation du taux cytoprotecteur des aiguilles, de l’écorce et des cônes de l’épinette noire (Picea mariana). Les extraits provenant de tous les organes des plantes démontrent une protection qui dépend de la concentration. La réponse spécifique d’organes peut varier selon l’habitat; ainsi, les plantes poussant dans les tourbières ou dans les forêts, sur le littoral ou à des terres l’intérieur démontrent des différences quant à leur efficacité. Bref, l’écorce démontre une relation dose-effet plus forte dans la forêt littorale, tandis que les aiguilles n’indiquent pas de changements significatifs selon leur environnement de croissance. La bioactivité observée démontre une corrélation avec le contenu phénolique et non avec l’activité de l’agent antioxydant. Ces résultats contribuent à péciser les activités antidiabétiques des plantes de la forêt boréale canadienne, telles qu’identifiées au niveau cellulaire par les guérisseurs Cries.

Molecular interactions of arbuscular mycorrhizal fungi with mycotoxin-producing fungi and their role in plant defense responses

Les trichothécènes de Fusarium appartiennent au groupe des sesquiterpènes qui sont des inhibiteurs la synthèse des protéines des eucaryotes. Les trichothécènes causent d’une part de sérieux problèmes de santé aux humains et aux animaux qui ont consommé des aliments infectés par le champignon et de l’autre part, elles sont des facteurs importants de la virulence chez plantes. Dans cette étude, nous avons isolé et caractérisé seize isolats de Fusarium de la pomme de terre infectée naturellement dans un champs. Les tests de pathogénicité ont été réalisés pour évaluer la virulence des isolats sur la pomme de terre ainsi que leur capacité à produire des trichothécènes. Nous avons choisi F. sambucinum souche T5 comme un modèle pour cette étude parce qu’il était le plus agressif sur la pomme de terre en serre en induisant un flétrissement rapide, un jaunissement suivi de la mort des plantes. Cette souche produit le 4,15-diacétoxyscirpénol (4,15-DAS) lorsqu’elle est cultivée en milieu liquide. Nous avons amplifié et caractérisé cinq gènes de biosynthèse trichothécènes (TRI5, TRI4, TRI3, TRI11, et TRI101) impliqués dans la production du 4,15-DAS. La comparaison des séquences avec les bases de données a montré 98% et 97% d'identité de séquence avec les gènes de la biosynthèse des trichothécènes chez F. sporotrichioides et Gibberella zeae, respectivement. Nous avons confrenté F. sambucinum avec le champignon mycorhizien à arbuscule Glomus irregulare en culture in vitro. Les racines de carotte et F. sambucinum seul, ont été utilisés comme témoins. Nous avons observé que la croissance de F. sambucinum a été significativement réduite avec la présence de G. irregulare par rapport aux témoins. Nous avons remarqué que l'inhibition de la croissance F. sambucinum a été associée avec des changements morphologiques, qui ont été observés lorsque les hyphes de G. irregulare ont atteint le mycélium de F. sambucinum. Ceci suggère que G. irregulare pourrait produire des composés qui inhibent la croissance de F. sambucinum. Nous avons étudié les patrons d’expression des gènes de biosynthèse de trichothécènes de F. sambucinum en présence ou non de G. irregulare, en utilisant le PCR en temps-réel. Nous avons observé que TRI5 et TRI6 étaient sur-exprimés, tandis que TRI4, TRI13 et TRI101 étaient en sous-exprimés en présence de G. irregulare. Des analyses par chromatographie en phase-gazeuse (GC-MS) montrent clairement que la présence de G. irregulare réduit significativement la production des trichothécènes par F. sambucinum. Le dosage du 4,15-DAS a été réduit à 39 μg/ml milieu GYEP par G. irregulare, comparativement à 144 μg/ml milieu GYEP quand F. sambucinum est cultivé sans G. irregulare. Nous avons testé la capacité de G. irregulare à induire la défense des plants de pomme de terre contre l'infection de F. sambucinum. Des essais en chambre de croissance montrent que G. irregulare réduit significativement l’incidence de la maladie causée par F. sambucinum. Nous avons aussi observé que G. irregulare augmente la biomasse des racines, des feuilles et des tubercules. En utilisant le PCR en temps-réel, nous avons étudié les niveaux d’expression des gènes impliqué dans la défense des plants de pommes de terre tels que : chitinase class II (ChtA3), 1,3-β-glucanase (Glub), peroxidase (CEVI16), osmotin-like protéin (OSM-8e) et pathogenèses-related protein (PR-1). Nous avons observé que G. irregulare a induit une sur-expression de tous ces gènes dans les racines après 72 heures de l'infection avec F. sambucinum. Nous avons également trové que la baisse provoquée par F. sambucinum des gènes Glub et CEVI16 dans les feuilles pourrait etre bloquée par le traitement AMF. Ceci montre que l’inoculation avec G. irregulare constitut un bio-inducteur systémique même dans les parties non infectées par F. sambucinum. En conclusion, cette étude apporte de nouvelles connaissances importantes sur les interactions entre les plants et les microbes, d’une part sur les effets directs des champignons mycorhiziens sur l’inhibition de la croissance et la diminution de la production des mycotoxines chez Fusarium et d’autre part, l’atténuation de la sévérité de la maladie dans des plantes par stimulation leur défense. Les données présentées ouvrent de nouvelles perspectives de bio-contrôle contre les pathogènes mycotoxinogènes des plantes.

Influence of plant species and richness on pollutant removal in treatment wetlands

Les marais filtrants artificiels sont des écosystèmes recréés par l’homme dans le but d’optimiser l’épuration des eaux usées. Lors de la sélection d’espèces végétales pour la mise en place de ces marais filtrants, l’utilisation d’une polyculture ainsi que d’espèces indigènes non invasives est de plus en plus recommandée. Néanmoins, la plupart des marais filtrants existants sont des monocultures utilisant des plantes envahissantes, probablement à cause du manque d’évidences scientifiques sur les avantages de la diversité végétale et de la performance des espèces locales. Ainsi, les questions de recherche autour desquelles s’oriente ma thèse sont: Les polycultures présentent-elles un potentiel épuratoire aussi ou plus grand que les monocultures, et une espèce indigène est-elle aussi efficace et performante qu’une espèce exotique envahissante dans des marais filtrants ? Trois expériences ont été conduites afin de répondre à ces questions. J’ai d’abord testé l’influence de la richesse végétale sur l’élimination des polluants en deux dispositifs expérimentaux: 1) comparant deux espèces de plantes émergentes en monoculture ou combinées séquentiellement, et 2) évaluant la performance de quatre espèces flottantes plantées en monoculture par rapport à des associations de deux (avec toutes les combinaisons possibles) et de quatre espèces. Une troisième expérience a été réalisée afin de comparer l’efficacité épuratoire de l’haplotype européen envahissant du roseau commun (Phragmites australis) et de la sous-espèce locale non-invasive (P. australis subsp. americanus). La composition en espèces végétales a produit un effet notable sur la performance des marais filtrants. La comparaison des performances en mono- et en polyculture n’a pas permis de démontrer clairement les avantages de la diversité végétale pour l’élimination des polluants dans les marais filtrants. Toutefois, les marais filtrants plantés avec une combinaison d’espèces étaient aussi efficaces que les monocultures des espèces les plus performantes. La comparaison entre les deux sous-espèces de P. australis indiquent que la sous-espèce indigène pourrait remplacer le roseau exotique envahissant, évitant ainsi les potentiels risques environnementaux sans toutefois compromettre l’efficacité du traitement. Les résultats prometteurs de la sous-espèce indigène de P. australis doivent encore être testés dans des expériences à grande échelle avant d’utiliser largement cette espèce dans les marais filtrants. Nos résultats suggèrent que, dans des conditions où la performance des macrophytes disponibles est inconnue ou ne peut être déterminée, l’utilisation d’une combinaison d’espèces présente les meilleures chances d’accomplir le plus haut niveau possible d’élimination de polluants. De plus, même si la diversité végétale ne présente pas un avantage mesurable en termes d’efficacité épuratoire, celle-ci améliore la résilience des marais filtrants et leur résistance aux stress et aux maladies.

Effects of diverse plant species on the bioavailability of contaminants in soil

La phytoremédiation constitue une technologie alternative pour le traitement de sols contaminés en métaux. Toutefois, la biodisponibilité des métaux dans le sol peut limiter l’efficacité de cette approche. Nous émettons l’hypothèse que diverses espèces de plante, caractérisées par systèmes racinaires différents, peuvent affecter différemment la biodisponibilité des éléments traces (ET) dans le sol. Une étude utilisant un dispositif expérimental en bloc aléatoire complet avec cinq réplicats a été conduite entre le 6 juin et le 3 septembre 2014, sur le site du Jardin botanique de Montréal. Dans ce contexte, l’impact de la présence de huit espèces de plantes, herbacées ou ligneuses, sur le pool labile de six métaux (Ag, Cu, Pd, Zn, Ni et Se) dans la rhizosphère de celles-ci a été étudié. Après trois mois de culture, la biomasse aérienne et souterraine de chaque espèce a été mesurée et la concentration en ET dans les tissus des plantes a été analysée. La fraction labile de ces ET dans la rhizosphère (potentiellement celle qui serait biodisponible) de même que d’autres paramètres édaphiques (le pH, la conductivité, le pourcentage de matière organique et le carbone organique dissous (COD)) ont aussi été mesurés et comparés en fonction de la présence d’une ou l’autre des espèces utilisées. Les résultats montrent que pour la plupart des plantes testées, les plus fortes concentrations en ET ont été trouvées dans les racines alors que les plus faibles niveaux s’observaient dans les parties aériennes, sauf pour le Ni dans le Salix nigra. Ceci suggère que le Ni peut être extrait du sol par des récoltes régulières des tiges et des feuilles de cette espèce de saule. Les pools labiles de l’Ag, Ni et du Cu dans la rhizosphère étaient significativement et différemment affectés par la présence des plantes. Toutefois, la présence des plantes testées n’a pas affecté certains paramètres clés de la rhizosphère (ex. le pH, conductivité, et le pourcentage de matière organique). À l’opposé, les niveaux de COD dans la rhizosphère de toutes les plantes testées se sont révélés supérieurs en comparaison des témoins (sols non plantés). De plus, une corrélation positive a pu être établie entre la concentration disponible du Ni et la concentration en COD. Une relation similaire a été déterminée pour le Cu. Ceci suggère que certains systèmes racinaires pourraient modifier les niveaux de COD et avoir un impact indirect sur les pools labiles des ET dans le sol.

Molekulare Studien zur Evolution der Myrmekophytie in der Gattung Macaranga (Euphorbiaceae)

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde eine detaillierte phylogenetische Analyse der Ameisenpflanzen aus der Gattung Macaranga (Euphorbiaceae) und ihres verwandtschaftlichen Umfelds mit Hilfe von AFLP-Fingerprinting („amplified fragment length polymorphisms“) sowie vergleichender Analyse von mehreren nichtkodierenden Chloroplasten-DNA-Loci vorgenommen. Anhand dieser Untersuchungen sollten im Wesentlichen die folgenden Fragen geklärt werden: (1) Wie stellen sich die Verwandtschaftsverhältnisse zwischen den myrmekophytischen Macaranga-Sektionen Pachystemon, Winklerianae und Pruinosae dar? (2) Wie sind die einzelnen Arten dieser Sektionen miteinander verwandt? (3) Wie oft ist die Lebensweise ”Myrmekophytie” unabhängig voneinander entstanden? Gibt es Hinweise auf Reversionen? (4) Wo liegt genealogisch und auch geographisch der Ursprung der Symbiose zwischen den myrmekophytischen Macaranga-Arten und ihren Partnerameisen? (5) Welche Bedeutung spielen koevolutive Entwicklungen für das Macaranga-Crematogaster-Symbiosesystem? Ist Myrmekophytie im Sinne einer Schlüsselinnovation (Givnish, 1997) als Stimulus für eine adaptive Radiation zu betrachten? (1) Für die AFLP-Analyse wurden 108 Proben aus 43 Macaranga-Arten und 5 unbeschriebenen Morphospezies in die phylogenetische Untersuchung einbezogen. Auf der Basis von 426 Merkmalen wurden Phänogramme sowie Kladogramme rekonstruiert. Zur statistischen Absicherung wurden Bootstrap-Analysen durchgeführt und im Falle der Kladogramme darüber hinaus der „consistency“-Index bestimmt. Die AFLP-Datensätze wurden zusätzlich einer Hauptkomponentenanalyse unterzogen. Mit Hilfe der verschiedenen Untersuchungsmethoden konnten weitgehend übereinstimmende Gruppierungen bzw. evolutive Linien identifiziert werden. Die Sektionen Pachystemon und Pruinosae bilden eine jeweils gut gestützte monophyletische Gruppe. Beide sind vermutlich Schwestergruppen und damit gleich alt. Für die Monophylie der nur aus zwei Arten bestehenden Sektion Winklerianae ergab sich keine Unterstützung. Die Arten der Sektion Pruinosae sind im AFLP-Baum gut aufgelöst. Die nicht myrmekophytische M. gigantea sitzt dabei an der Basis und ist Schwestergruppe zu den myrmekophytischen Arten. Innerhalb der Sektion Pachystemon wurden mit Hilfe der AFLP-Analyse vier gut gestützte Gruppen identifiziert. Für die puncticulata-Gruppe konnte hier erstmals auf molekularer Ebene eine Zugehörigkeit zur Sekt. Pachystemon nachgewiesen werden. Der von Davies (2001) vorgenommene Ausschluss von M. recurvata aus der Sekt. Pachystemon konnte bestätigt werden. Die Verwandtschaftsbeziehungen einzelner Arten zueinander sind in den AFLP-Bäumen nicht aufgelöst. (2) Für die vergleichende Chloroplasten-Sequenzierung wurden nach Maßgabe der Sequenzvariabilität in Testsequenzierungen die Bereiche atpB-rbcL und psbI-trnS für die phylogenetische Untersuchung ausgewählt. Für die Chloroplasten-Phylogenie wurden für jeden Locus mehr als 100 Sequenzen analysiert. Neben 29 Pachystemon-Arten inkl. vier unbekannter Morphospezies, acht Pruinosae-Arten inkl. eines möglichen Hybriden und den beiden Arten der Sekt. Winklerianae wurden 22 weitere Macaranga- und 10 Mallotus-Arten in die Untersuchung einbezogen. Zwischen den südostasiatischen Arten bestanden nur geringe Sequenzunterschiede. Maximum-Parsimonie-Kladogramme wurden rekonstruiert und die Sequenzen der beiden Loci wurden sowohl einzeln, als auch kombiniert ausgewertet. Indels wurden kodiert und als separate Merkmalsmatrix an die Sequenzdaten angehangen. Innerhalb von Macaranga konnten nur wenige abgesicherte Gruppen identifiziert werden. Deutlich war die Zusammengehörigkeit der afrikanischen Arten und ihr Entstehung aus den südostasiatischen Arten. Die von Davies (2001) der Sektion Pruinosae zugeordnete M. siamensis steht deutlich außerhalb dieser Sektion. Die Arten der Sektionen Pruinosae, Pachystemon und Winklerianae bilden keine statistisch gesicherten monophyletischen Gruppen. Während der Pilotstudien stellte sich heraus, dass die Chloroplastensequenzen nahe verwandter Arten der Sektion Pachystemon weniger nach den Artgrenzen, sondern vielmehr nach geographischen Kriterien gruppierten. (3) Es wurde daher zusätzlich eine phylogeographische Analyse der Chloroplasten-Sequenzen auf der Basis eines Parsimonie-Netzwerks durchgeführt. Neben dem atpB-rbcL-Spacer und einer Teilsequenze des psbI-trnS-Locus (ccmp2) wurde dafür zusätzlich der ccmp6-Locus (ein Abschnitt des ycf3-Introns) sequenziert. Die phylogeographische Untersuchung wurde mit 144 Proben aus 41 Macaranga-Arten durchgeführt. Darin enthalten waren 29 Arten (inkl. vier Morphospezies) mit 112 Proben der Sektion Pachystemon, sieben 7 Arten (inkl. eines potentiellen Hybriden) mit 22 Proben der Sekt. Pruinosae und zwei Arten mit 5 Proben der Sekt. Winklerianae. Das voll aufgelöste statistische Parsimonie-Netzwerk umfasste 88 Haplotypen. Die Sektionen Pachystemon und Pruinosae bilden jeweils eine monophyletische Gruppe. Das geographische Arrangement der Haplotypen unabhängig von der Artzugehörigkeit könnte durch Introgression und/oder „lineage sorting“ bedingt sein. Mit Hilfe der im Rahmen dieser Arbeit gewonnenen Ergebnisse kann man davon ausgehen, dass eine enge Ameisen-Pflanzen-Symbiose innerhalb der Gattung Macaranga mindestens drei-, möglicherweise viermal unabhängig voneinander entstanden ist Eine Reversion hat mindestens einmal, möglicherweise häufiger in der bancana-Gruppe stattgefunden. Ob sich die Symbiose dabei in Westmalaysia oder in Borneo entwickelt hat, kann man nicht sicher sagen; Ob und inwieweit die große Artenzahl in der bancana-Gruppe als eine Folge der Myrmekophytie anzusehen ist, bleibt zunächst offen. Wesentliche Teile der vorliegenden Arbeit liegen bereits in publizierter Form vor (AFLP-Analyse: Bänfer et al. 2004; Chloroplasten-Analyse: Vogel et al. 2003; Bänfer et al. 2006).

Developmental changes in the germinability, desiccation tolerance, hardseededness, and longevity of individual seeds of Trifolium ambiguum

Background and Aims: Using two parental clones of outcrossing Trifolium ambiguum as a potential model system, we examined how during seed development the maternal parent, number of seeds per pod, seed position within the pod, and pod position within the inflorescence influenced individual seed fresh weight, dry weight, water content, germinability, desiccation tolerance, hardseededness, and subsequent longevity of individual seeds. Methods: Near simultaneous, manual reciprocal crosses were carried out between clonal lines for two experiments. Infructescences were harvested at intervals during seed development. Each individual seed was weighed and then used to determine dry weight or one of the physiological behaviour traits. Key Results: Whilst population mass maturity was reached at 33–36 days after pollination (DAP), seed-to-seed variation in maximum seed dry weight, when it was achieved, and when maturation drying commenced, was considerable. Individual seeds acquired germinability between 14 and 44 DAP, desiccation tolerance between 30 and 40 DAP, and the capability to become hardseeded between 30 and 47 DAP. The time for viability to fall to 50 % (p50) at 60 % relative humidity and 45 °C increased between 36 and 56 DAP, when the seed coats of most individuals had become dark orange, but declined thereafter. Individual seed f. wt at harvest did not correlate with air-dry storage survival period. Analysing survival data for cohorts of seeds reduced the standard deviation of the normal distribution of seed deaths in time, but no sub-population showed complete uniformity of survival period. Conclusions: Variation in individual seed behaviours within a developing population is inherent and inevitable. In this outbreeder, there is significant variation in seed longevity which appears dependent on embryo genotype with little effect of maternal genotype or architectural factors.