Evaluation of multitrophic biofiltration system with new algae species and the sea cucumber "Holothuria sanctori"

Máster Oficial en Cultivos Marinos. Trabajo presentado como requisito parcial para la obtención del Título de Máster Oficial en Cultivos Marinos, otorgado por la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC), el Instituto Canario de Ciencias Marinas (ICCM), y el Centro Internacional de Altos Estudios Agronómicos Mediterráneos de Zaragoza (CIHEAM)

Evaluación de un sistema de biofiltración multitrófico usando nuevas especies de algas y el pepino de mar "Holothuria sanctori"

Trabajo dirigido por Juan Luis Gómez Pinchetti y Ricardo Haroun Tabraue

Qualitative and absolute quantitative studies of the cell-nanoparticle interaction

This thesis focused on the polymer’s influence on the interaction of polymeric NPs with epithelial cells. Furthermore, the measurement of single submicron nanoparticles in a commercially available flow cytometer was established, to provide a new method in the toolbox for nanoparticle-cell studies. This gave way to develop a routine for the absolute quantification of intracellular NPs via flow cytometry. rnThe cellular uptake of poly(methyl methacrylate) (PMMA), polystyrene (PS) and poly(L-lactide) (PLLA) nanoparticles was investigated via flow cytometry. PLLA-NPs were internalized the most efficiently. But upon co-incubation of PS and PLLA particles with cells, the two particles mutually influenced their uptake, slightly shifting the relative uptake efficiencies. This phenomenon should be based on specific properties of the different polymer materials. The findings indicated a competition (which is strongly influenced by properties of the respective polymeric material) for the uptake into the cells, allegedly due to competition for specific coatings with serum components that enhances the NPs’ cellular uptake. The fluorescence of single 150 nm particles was determined with a benchtop cytometer, breaching the machine’s detection limit but yielding precise NP fluorescence standardization factors. Up to now, these standardization factors are mostly determined by spectroscopic analysis of the particles’ dye content. Finally a flow cytometric routine for absolute particle counting in cells was devised. This quantitation revealed a low uptake efficiency for un-functionalized PMMA NPs of less than 150 NPs (approx. 0,001 % of added) per cell.rn

Einfluss verschiedener nanopartikulärer Systeme auf die zelluläre Aufnahme und Zytotoxizität

Die vorliegende Dissertation untersucht Nanopartikel und Nanokapseln aus verschiedenen Materialien mit verschiedenen Modifikationen für einen zielgerichteten Medikamententransport (Drug Targeting). Obwohl bisher zahlreiche Nanopartikel und -kapseln synthetisiert wurden, besteht nach wie vor hinsichtlich der zellulären Verträglichkeit, Biokompatibilität und Aufnahme kein allumfassendes Verständnis. Mit Hilfe der in dieser Arbeit vorgestellten Untersuchungen und Ergebnissen soll ein Beitrag zur Schließung dieser Lücke geleistet werden.rnIm Rahmen der vorliegenden Dissertation wurde der Einfluss der Herstellungsmaterialien PS, PLLA, PMMA, Biomakromoleküle (BSA, DNA), ggf. stabilisiert durch HPMA-LMA-Copolymere und neu-synthetisierte Surfmere, der Formmodifikationen Streckung und Kristallisierung, der Oberflächenmodifikationen mittels verschiedener Tenside und PEG auf die zelluläre Aufnahme und Verträglichkeit hin untersucht.rnZusammenfassend lässt sich die Aussage treffen, dass zahlreiche Materialien zur Herstellung von Trägersystemen geeignet sind und sich als biokompatibel und nicht-zytotoxisch erwiesen haben, sich jedoch stark hinsichtlich der Aufnahmeeffizienz in verschiedene Zelllinien unterscheiden. rnIm ersten Abschnitt (Kapitel 5.1) wurden in der ersten und zweiten Untersuchung auf allgemeine Parameter, die die Aufnahme von Nanopartikeln beeinflussen, eingegangen. Hier wurde der Einfluss des Alters von PLLA-Partikeln auf die zelluläre Aufnahme und Toxizität untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass mit zunehmender Materialalterung die zelluläre Aufnahme abnimmt. Eine Zytotoxizität konnte nicht gezeigt werden.rnWeiterhin wurde der Einfluss des FCS-Gehalts des Zell-Mediums auf die zelluläre Aufnahme von PMMA-Partikeln untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass mit einer steigenden FCS-Konzentration eine Abnahme der zellulären Aufnahme von PMMA-Partikeln einhergeht. Die höchste zelluläre Aufnahme konnte bei einem FCS-Gehalt des Zellmediums von 0,05% verzeichnet werden. rnIm zweiten Abschnitt (Kapitel 5.2) wurde die Stabilisierung von Nanopartikeln mittels neusynthetisierter Tenside und deren Einfluss auf die Zelle-Nanopartikel-Interaktionen untersucht. Dazu wurde zum einen die Oberflächenfunktionalisierung von Nanopartikeln mit Hilfe neu-synthetisierter „Surfmere“ und deren Einfluss auf die zelluläre Aufnahme und Toxizität untersucht. Die hergestellten Surfmere bewirken gleichzeitig eine Stabilisierung und Funktionalisierung der Nanopartikeloberfläche mit Phosphonatgruppen. Hier wurden kovalente „Surfmer“ stabilisierte Nanopartikel mit Tensid- (SDP) stabilisierten Nanopartikeln verglichen. Zudem wurden dialysierte Nanopartikel mit nicht-dialysierten verglichen. Bezüglich der zellulären Aufnahme konnte für die mittels Dialyse gereinigten Nanopartikel eine gute Aufnahme ohne Unterschiede zwischen den kovalent und nicht-kovalent Phosphonat-funktionalisierten Partikeln beobachtet werden. Die ungereinigten, SDP-stabilisierte, nicht-kovalent gebundene Nanopartikel zeigten hingegen eine bis zu 30% stärkere Aufnahme in die HeLa-Zellen und hMSCs.rnWeiterhin der Einsatz von mit HPMA-LMA-Copolymeren stabilisierte Polystyrol- und PLLA-Partikel, die den Einsatz von Tensiden während des Miniemulsionsprozesses überflüssig machen, untersucht. Auch hier konnte keine Zytotoxizität nachgewiesen werden. Die Aufnahme in HeLa-Zellen scheint mehr von der Größe der Nanopartikel als vom verwendeten Material und in hMSCs mehr von den Oberflächeneigenschaften der Nanopartikel abzuhängen.rnIm dritten Abschnitt (Kapitel 5.3) wird auf die Möglichkeit der Formmodifikation von Polystyrol-Partikeln und deren Einfluss auf die Nanopartikel-Zelle-Interaktionen eingegangen. Es geht dabei um die Aufnahme und Zytotoxizität von verstreckten (elongierten) Polystyrol-Partikeln im Vergleich zu sphärischen Nanopartikeln, sowie die Aufnahme und Zytotoxizität von kristallinen Polystyrol-Partikeln in verschiedene Zelllinien. Bei den verstreckten Partikeln nimmt die Aufnahme-Effizienz in HeLa-Zellen und hMSCs mit zunehmender Verstreckung ab. Eine Zytotoxizität konnte für keinen der erwähnten Nanopartikel nachgewiesen werden. Bei den Polystyrol-Partikeln unterschiedlicher Taktizität zeigen die kristallierten Polystyrol-Partikel eine geringfügig besser Aufnahme-Rate als die nicht-kristallierten Polystyrol-Partikel. Dabei zeigen die nach dem Herstellungsprozess mittels der Lösemittelverdampfungstechnik der wässrigen Phase entnommenen Partikel eine bessere Aufnahme als die nach der Verdampfung des Chloroforms verfügbaren Partikel. Insgesamt konnte jedoch für alle Polystyrol-Partikel trotz der unterschiedlichen Taktizitäten nach der Aufnahme in HeLa-Zellen und hMSCs mittels Durchflusszytometrie hohe Fluoreszenz-Intensitäten verzeichnet werden. Setzt man hohe Fluoreszenz-Intensitäten bei in Zellen aufgenommenen Partikeln mit guten Aufnahmeraten gleich, sind die hier dargestellten Aufnahmeraten als sehr gut zu bezeichnen. rnAuf Nanosysteme mit einer reduzierten zellulären Aufnahme wird im letzten Abschnitt (Kapitel 5.4) eingegangen. Dabei wird zum einen die unterschiedliche Oberflächenmodifikation von Polystyrol-Partikeln mit dem Co-Monomer PEG-MA und den Tensiden SDS und Lutensol AT50 untersucht. Von PEG-MA wurden zudem verschiedene Molekulargewichte (Mn=300 g•mol-1 und Mn=2080 g•mol-1) und verschiedene Konzentrationen (1,5%, 5%, 10%) eingesetzt. Ein Teil der Partikel wurde mit SDS und der andere Teil mit Lutensol AT50 hergestellt. In einem weiteren Schritt wurde das jeweilig gegenteilige Tensid (statt SDS Lutensol AT50 und umgekehrt) eingesetzt, um zu überprüfen, ob sich der zuvor beobachtete Effekt umkehren lässt. Anschließend wurde ein erst mit SDS stabilisierter Nanopartikel (BR01) mit verschiedenen Lutensol AT50-Anteilen (5%, 10%, 25%, 50%, 100%) redispergiert. Die effizienteste Aufnahme zeigte der unmodifizierte, mit SDS stabilisierte Nanopartikel BR01, die niedrigste der ebenfalls unmodifizierte, mit Lutensol AT50 stabilisierte Nanopartikel BR02. Eine steigende Konzentration des PEG-MA Mn=300 g•mol-1 hemmt die Aufnahme von mit SDS stabilisierten Partikeln konstant. Für PEG-MA Mn=2080 g•mol-1 konnte hingegen kein Einfluss nachgewiesen werden. Für die mit Lutensol AT50 stabilisierten Partikel konnte kein Einfluss von PEG-MA nachgewiesen werden. Daraus resultiert, dass der Einsatz von physikalisch adsorbiertem Lutensol AT50 die zelluläre Aufnahme effektiver hemmt als der Einsatz von kovalent gebundenem PEG-MA unterschiedlicher Kettenlänge.rnDer Einsatz von mit Biomakromolekülen hergestellten Nanokapseln, die mit zwei verschiedenen Tensiden (SDS und Lutensol AT50) stabilisiert wurden, wurde im Weiteren näher untersucht. Bei den mit SDS stabilisierten Kapseln erwiesen sich die mit ssDNA hergestellten Kapseln BN-54 und BN-55 als leicht toxisch für die HeLa-Zellen. Dagegen sind alle eingesetzten, mit Lutensol AT50 redispergierten Nanokapseln sowohl für HeLa-Zellen als auch für hMSCs zytotoxisch. Hier ist die toxische Wirkung auf das nicht-ionische Tensid Lutensol AT50 zurückzuführen. Eine zelluläre Aufnahme konnte für keine mit Biomakromolekülen hergestellten Nanokapsel nachgewiesen werden.rnDen Abschluss der Untersuchungen bildet die vergleichende Analyse der in dieser Arbeit mit dem Fluoreszenzfarbstoff PMI versehenen Partikeln hinsichtlich deren Aufnahme in HeLa-Zellen und hMSCs und deren zytotoxische Auswirkungen. In der vergleichenden Analyse werden die zuvor vorgestellten Ergebnisse für PMI-Partikeln nochmal im Kontext betrachtet. Dabei erwies sich sowohl für die HeLa-Zellen als auch für die hMSCs, dass die meisten Partikel eine geringe bis keine zelluläre Aufnahme zeigen. Eine gute Aufnahme konnte nur für wenige Nanopartikel (vor allem für die kristallinen Nanopartikel) verzeichnet werden. Eine Korrelation zwischen der Aufnahmeeffizienz und der Zytotoxizität konnte nicht nachgewiesen werden. rn

Transfer and effects of 1,2,3,5,7-pentachloronaphthalene in an experimental food chain.

Polychlorinated naphthalenes are environmentally relevant compounds that are measured in biota at concentrations in the μg/kg lipid range. Despite their widespread occurrence, literature data on the accumulation and effects of these compounds in aquatic ecosystems are sparsely available. The goal of this study was to gain insights into the biomagnification and effects of 1,2,3,5,7-pentachloronaphthalene (PeCN52) in an experimental food chain consisting of benthic worms and juvenile rainbow trout. Worms were contaminated with PeCN52 by passive dosing from polydimethylsiloxane silicone. The contaminated worms were then used to feed the juvenile rainbow trout at 0.12, 0.25 or 0.50 μg/g fish wet weight/day, and the resulting internal whole-body concentrations of the individual fish were linked to biological responses. A possible involvement of the cellular detoxification system was explored by measuring PeCN52-induced expression of the phase I biotransformation enzyme gene cyp1a1 and the ABC transporter gene abcb1a. At the end of the 28-day study, biomagnification factors were similar for all dietary intake levels with values between 0.5 and 0.7 kg lipid(fish)/kg lipid(worm). The average uptake efficiency of 60% indicated that a high amount of PeCN52 was transferred from the worms to the fish. Internal concentrations of up to 175 mg/kg fish lipid in the highest treatment level did not result in effects on survival, behavior, or growth of the juvenile trout, but were associated with the induction of phase I metabolism which was evident from the significant up-regulation of cyp1a1 expression in the liver. In contrast, no changes were seen in abcb1a transcript levels.

Boron nutrition and chilling tolerance of warm climate crop species

Background Field observations and glasshouse studies have suggested links between boron (B)-deficiency and leaf damage induced by low temperature in crop plants, but causal relationships between these two stresses at physiological, biochemical and molecular levels have yet to be explored. Limited evidence at the whole-plant level suggests that chilling temperature in the root zone restricts B uptake capacity and/or B distribution/utilization efficiency in the shoot, but the nature of this interaction depends on chilling tolerance of species concerned, the mode of low temperature treatment (abrupt versus gradual temperature decline) and growth conditions (e.g. photon flux density and relative humidity) that may exacerbate chilling stress. Scope This review explores roles of B nutrition in chilling tolerance of continual root or transient shoot chills in crop species adapted to warm season conditions. It reviews current research on combined effects of chilling temperature (ranging from > 0 to 20 degrees C) and B deficiency on growth and B nutrition responses in crop species differing in chilling tolerance. Conclusion For subtropical/tropical species (e.g. cucumber, cassava, sunflower), root chilling at 10-17 degrees C decreases B uptake efficiency and B utilization in the shoot and increases the shoot : root ratio, but chilling-tolerant temperate species (e.g. oilseed rape, wheat) require much lower root chill temperatures (2-5 degrees C) to achieve the same responses. Boron deficiency exacerbates chilling injuries in leaf tissues, particularly under high photon flux density. Suggested mechanisms for B x chilling interactions in plants are: (a) chilling-induced reduction in plasmalemma hydraulic conductivity, membrane fluidity, water channel activity and root pressure, which contribute to the decrease in root hydraulic conductance, water uptake and associated B uptake; (b) chilling-induced stomatal dysfunction affecting B transport from root to shoot and B partitioning in the shoot; and (c) B deficiency induced sensitivity to photo-oxidative damage in leaf cells. However, specific evidence for each of the mechanisms is still lacking. Impacts of B status on chilling tolerance in crop species have important implications for the management of B supply during sensitive stages of growth, such as early growth after planting and early reproductive development, both of which can coincide with the occurrence of chilling temperatures in the field.

Conjugated Polymer Nanoparticles for Biological Labeling and Delivery

Cancer remains one of the world’s most devastating diseases, with more than 10 million new cases every year. However, traditional treatments have proven insufficient for successful medical management of cancer due to the chemotherapeutics’ difficulty in achieving therapeutic concentrations at the target site, non-specific cytotoxicity to normal tissues, and limited systemic circulation lifetime. Although, a concerted effort has been placed in developing and successfully employing nanoparticle(NP)-based drug delivery vehicles successfully mitigate the physiochemical and pharmacological limitations of chemotherapeutics, work towards controlling the subcellular fate of the carrier, and ultimately its payload, has been limited. Because efficient therapeutic action requires drug delivery to specific organelles, the subcellular barrier remains critical obstacle to maximize the full potential of NP-based delivery vehicles. The aim of my dissertation work is to better understand how NP-delivery vehicles’ structural, chemical, and physical properties affect the internalization method and subcellular localization of the nanocarrier. In this work we explored how side-chain and backbone modifications affect the conjugated polymer nanoparticle (CPN) toxicity and subcellular localization. We discovered how subtle chemical modifications had profound consequences on the polymer’s accumulation inside the cell and cellular retention. We also examined how complexation of CPN with polysaccharides affects uptake efficiency and subcellular localization. This work also presents how changes to CPN backbone biodegradability can significantly affect the subcellular localization of the material. A series of triphenyl phosphonium-containing CPNs were synthesized and the effect of backbone modifications have on the cellular toxicity and intracellular fate of the material. A mitochondrial-specific polymer exhibiting time-dependent release is reported. Finally, we present a novel polymerization technique which allows for the controlled incorporation of electron-accepting benzothiadiazole units onto the polymer chain. This facilitates tuning CPN emission towards red emission. The work presented here, specifically, the effect that side-chain and structure, polysaccharide formulation and CPN degradability have on material’s uptake behavior, can help maximize the full potential of NP-based delivery vehicles for improved chemotherapeutic drug delivery.

Development of docetaxel and alendronate-loaded chitosan-conjugated polylactide-co-glycolide nanoparticles: In vitro characterization in osteosarcoma cells

Purpose: To develop docetaxel (DTX)- and alendronate (ALN)-loaded, chitosan (CS)-conjugated polylactide- co-glycolide (PLGA) nanoparticles (NPs) to increase therapeutic efficacy in osteosarcoma cells. Methods: Drug-loaded PLGA NPs were prepared by nanoprecipitation and chemically conjugated by the carboxylic group of PLGA to the amine-bearing CS polymer. The nanocarrier was characterized by dynamic light scattering, transmission electron microscopy, scanning electron microscopy, and differential scanning calorimetry as well as by in vitro drug release and cell culture studies. Results: NP size was within the tumour targeting range (~200 nm) with an effective positive charge (20 mV), thus increasing cellular uptake efficiency. Morphological analysis revealed clear spherical particles with uniform dispersion. The NPs exhibited identical sustained release kinetics for both DTX and ALN. CS-conjugated PLGA with dual-drug-loaded (DTX and AL) NPs showed typical time-dependent cellular uptake and also displayed superior cytotoxicity in MG-63 cells compared with blank NPs, which were safe and biocompatible. Conclusion: Combined loading of DTX and ALN in NPs increased the therapeutic efficacy of the formulation for osteosarcoma treatment, thus indicating the potential benefit of a combinatorial drug regimen using nanocarriers for effective treatment of osteosarcoma.

Conjugated polymer nanoparticles for biological labeling and delivery

Cancer remains one of the world’s most devastating diseases, with more than 10 million new cases every year. However, traditional treatments have proven insufficient for successful medical management of cancer due to the chemotherapeutics’ difficulty in achieving therapeutic concentrations at the target site, non-specific cytotoxicity to normal tissues, and limited systemic circulation lifetime. Although, a concerted effort has been placed in developing and successfully employing nanoparticle(NP)-based drug delivery vehicles successfully mitigate the physiochemical and pharmacological limitations of chemotherapeutics, work towards controlling the subcellular fate of the carrier, and ultimately its payload, has been limited. Because efficient therapeutic action requires drug delivery to specific organelles, the subcellular barrier remains critical obstacle to maximize the full potential of NP-based delivery vehicles. The aim of my dissertation work is to better understand how NP-delivery vehicles’ structural, chemical, and physical properties affect the internalization method and subcellular localization of the nanocarrier. ^ In this work we explored how side-chain and backbone modifications affect the conjugated polymer nanoparticle (CPN) toxicity and subcellular localization. We discovered how subtle chemical modifications had profound consequences on the polymer’s accumulation inside the cell and cellular retention. We also examined how complexation of CPN with polysaccharides affects uptake efficiency and subcellular localization. ^ This work also presents how changes to CPN backbone biodegradability can significantly affect the subcellular localization of the material. A series of triphenyl phosphonium-containing CPNs were synthesized and the effect of backbone modifications have on the cellular toxicity and intracellular fate of the material. A mitochondrial-specific polymer exhibiting time-dependent release is reported. Finally, we present a novel polymerization technique which allows for the controlled incorporation of electron-accepting benzothiadiazole units onto the polymer chain. This facilitates tuning CPN emission towards red emission. ^ The work presented here, specifically, the effect that side-chain and structure, polysaccharide formulation and CPN degradability have on material’s uptake behavior, can help maximize the full potential of NP-based delivery vehicles for improved chemotherapeutic drug delivery.^

Yield, Potassium Uptake, and Use Efficiency in Upland Rice Genotypes

Potassium (K) is an essential nutrient for higher plants. Information on K uptake and use efficiency of upland rice under Brazilian conditions is limited. A greenhouse experiment was conducted with the objective to evaluate influence of K on yield, K uptake, and use efficiency of six upland rice genotypes grown on Brazilian Oxisol. The K rate used was zero (natural soil level) and 200 mg K kg-1 of soil. Shoot dry weight and grain yield were significantly influenced by K level and genotype treatments. However, K x genotype interactions were not significant, indicating similar responses of genotypes at two K levels for shoot dry weight and grain yield. Genotypes produced grain yield in the order of BRS Primavera BRA 01596 BRSMG Curinga BRS 032033 BRS Bonanca BRA 02582. Potassium concentration in shoot was about sixfold greater compared to grain, across two K levels and six genotypes. However, K utilization efficiency ratio (KUER) (mg shoot or grain yield / mg K uptake in shoot or root) was about 6.5 times greater in grain compared to shoot, across two K level and six genotypes. Potassium uptake in shoot and grain and KUER were significantly and positively associated with grain yield. Soil calcium (Ca), K, base saturation, acidity saturation, Ca saturation, K saturation, Ca/K ratio, and magnesium (Mg)/K ratio were significantly influenced by K application rate.

Nutrient uptake and nutritional efficiency in sweet sorghum

Two sweet sorghum varieties, Brandes and Rio, were grown in full strenght and diluted nutrient solutions till completing the life cycle wherein mineral analyses were carried out. As a rule both varieties showed the same capacity to absorb nutrients in the two rates supplied. Dry matter yield, however was different in the dilute nutrient solution. The variety Brandes produced more fresh stalks in the full strength solution than Rio; under nutricional stress the yield was lower. Dry matter of stalks in the case of the variety Rio was consistently higher.

Effect of water velocity on the uptake of polychlorinatedd biphenyls (PCBs) by silicone rubber (SR) and low-density polyethylene (LDPE) passive samplers: an assessment of the efficiency of performance reference compounds (PRCs) in river-like flow conditions

One aim of this study is to determine the impact of water velocity on the uptake of indicator polychlorinated biphenyls (iPCBs) by silicone rubber (SR) and low-density polyethylene (LDPE) passive samplers. A second aim is to assess the efficiency of performance reference compounds (PRCs) to correct for the impact of water velocity. SR and LDPE samplers were spiked with 11 or 12 PRCs and exposed for 6 weeks to four different velocities (in the range of 1.6 to 37.7 cm s−1) in river-like flow conditions using a channel system supplied with river water. A relationship between velocity and the uptakewas found for each iPCB and enables to determine expected changes in the uptake due to velocity variations. For both samplers, velocity increases from 2 to 10 cm s−1, 30 cm s−1 (interpolated data) and 100 cm s−1 (extrapolated data) lead to increases of the uptake which do not exceed a factor of 2, 3 and 4.5, respectively. Results also showed that the influence of velocity decreased with increasing the octanol-water coefficient partition (log Kow) of iPCBs when SR is used whereas the opposite effect was observed for LDPE. Time-weighted average (TWA) concentrations of iPCBs in water were calculated from iPCB uptake and PRC release. These calculations were performed using either a single PRC or all the PRCs. The efficiency of PRCs to correct the impact of velocity was assessed by comparing the TWA concentrations obtained at the four tested velocities. For SR, a good agreement was found among the four TWA concentrations with both methods (average RSD b 10%). Also for LDPE, PRCs offered a good correction of the impact of water velocity (average RSD of about 10 to 20%). These results contribute to the process of acceptance of passive sampling in routine regulatory monitoring programs.

Fungicide and cultivar affect post-anthesis patterns of nitrogen uptake, remobilization and utilization efficiency in wheat

Three successive field experiments (2000/01-2002/03) assessed the effect of wheat cultivar (Consort.. Hereward and Shamrock) and fungicide (epoxiconazole and azoxystrobin) applied at and after flag leaf emergence on the nitrogen in the above-ground crop (Total N) and grain (Grain N), net nitrogen remobilization from non-grain tissues (Remobilized N). grain dry matter (Grain Dill), and nitrogen utilization efficiency (NUtE(g) = Grain DM/Total N). Ordinary logistic curves were fitted to the accumulation of Grain N, Grain DM and Remobilized N against thermal time after anthesis and used to simultaneously derive fits for Total N and NUtE(g). When disease was controlled, Consort achieved the greatest Grain DM, Total N, Grain N and NUtEg; in each case due mostly to longer durations, rather than quicker rates, of accumulation. Fungicide application increased final Grain Dill.. Grant N, Total N and Remobilized N, also mostly through effects on duration rather than rate of accumulation. Completely senesced leaf laminas retained less nitrogen when fungicide had been applied compared with leaf laminas previously infected severely with brown rust (Puccinia recondita) and Septoria tritici, or with just S. tritici. Late movement of nitrogen out of fungicide-treated laminas contributed to extended duration of both nitrogen remobilization and grain N filling, and meant that increases in NUtE(g) could occur without simultaneous reductions in grain N concentration.

The North Pacific biological pump: Rates, efficiency and influence on ocean carbon uptake

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-05