Isolation and characterization of neutral-lipid-containing organelles and globuli-filled plastids from Brassica napus tapetum

The monolayer tapetum cells of the maturing flowers of Brassica napus contain abundant subcellular globuli-filled plastids and special lipid particles, both enriched with lipids that are supposed to be discharged and deposited onto the surface of adjacent maturing pollen. We separated the two organelles by flotation density gradient centrifugation and identified them by electron microscopy. The globuli-filled plastids had a morphology similar to those described in other plant species and tissues. They had an equilibrium density of 1.02 g/cm3 and contained neutral esters and unique polypeptides. The lipid particles contained patches of osmiophilic materials situated among densely packed vesicles and did not have an enclosing membrane. They exhibited osmotic properties, presumably exerted by the individual vesicles. They had an equilibrium density of 1.05 g/cm3 and possessed triacylglycerols and unique polypeptides. Several of these polypeptides were identified, by their N-terminal sequences or antibody cross-reactivity, as oleosins, proteins known to be associated with seed storage oil bodies. The morphological and biochemical characteristics of the lipid particles indicate that they are novel organelles in eukaryotes that have not been previously isolated and studied. After lysis of the tapetum cells at a late stage of floral development, only the major plastid neutral ester was recovered, whereas the other abundant lipids and proteins of the two tapetum organelles were present in fragmented forms or absent on the pollen surface.

Independent deletions of a pathogen-resistance gene in Brassica and Arabidopsis

Plant disease resistance (R) genes confer race-specific resistance to pathogens and are genetically defined on the basis of intra-specific functional polymorphism. Little is known about the evolutionary mechanisms that generate this polymorphism. Most R loci examined to date contain alternate alleles and/or linked homologs even in disease-susceptible plant genotypes. In contrast, the resistance to Pseudomonas syringae pathovar maculicola (RPM1) bacterial resistance gene is completely absent (rpm1-null) in 5/5 Arabidopsis thaliana accessions that lack RPM1 function. The rpm1-null locus contains a 98-bp segment of unknown origin in place of the RPM1 gene. We undertook comparative mapping of RPM1 and flanking genes in Brassica napus to determine the ancestral state of the RPM1 locus. We cloned two B. napus RPM1 homologs encoding hypothetical proteins with ≈81% amino acid identity to Arabidopsis RPM1. Collinearity of genes flanking RPM1 is conserved between B. napus and Arabidopsis. Surprisingly, we found four additional B. napus loci in which the flanking marker synteny is maintained but RPM1 is absent. These B. napus rpm1-null loci have no detectable nucleotide similarity to the Arabidopsis rpm1-null allele. We conclude that RPM1 evolved before the divergence of the Brassicaceae and has been deleted independently in the Brassica and Arabidopsis lineages. These results suggest that functional polymorphism at R gene loci can arise from gene deletions.

Use of a New Tetrazolium-Based Assay to Study the Production of Superoxide Radicals by Tobacco Cell Cultures Challenged with Avirulent Zoospores of Phytophthora parasitica var nicotianae1

The relationship between the production of reactive oxygen species and the hypersensitive response (HR) of tobacco (Nicotiana tabacum L.) toward an incompatible race of the Oomycete Phytophthora parasitica var nicotianae has been investigated. A new assay for superoxide radical (O2−) production based on reduction of the tetrazolium dye sodium,3′-(1-[phenylamino-carbonyl]-3,4-tetrazolium)-bis(4-methoxy-6-nitro) benzene-sulfonic acid hydrate (XTT) has enabled the quantitative estimation of perhydroxyl/superoxide radical acid-base pair (HO2·/O2−) production during the resistant response. Tobacco suspension cells were inoculated with zoospores from compatible or incompatible races of the pathogen. Subsequent HO2·/O2− production was monitored by following the formation of XTT formazan. In the incompatible interaction only, HO2·/O2− was produced in a minor burst between 0 and 2 h and then in a major burst between 8 and 10 h postinoculation. During this second burst, rates of XTT reduction equivalent to a radical flux of 9.9 × 10−15 mol min−1 cell−1 were observed. The HO2·/O2− scavengers O2− dismutase and Mn(III)desferal each inhibited dye reduction. An HR was observed in challenged, resistant cells immediately following the second burst of radical production. Both scavengers inhibited the HR when added prior to the occurrence of either radical burst, indicating that O2− production is a necessary precursor to the HR.

The genomic and physical organization of Ty1-copia-like sequences as a component of large genomes in Pinus elliottii var. elliottii and other gymnosperms.

A DNA sequence, TPE1, representing the internal domain of a Ty1-copia retroelement, was isolated from genomic DNA of Pinus elliottii Engelm. var. elliottii (slash pine). Genomic Southern analysis showed that this sequence, carrying partial reverse transcriptase and integrase gene sequences, is highly amplified within the genome of slash pine and part of a dispersed element >4.8 kbp. Fluorescent in situ hybridization to metaphase chromosomes shows that the element is relatively uniformly dispersed over all 12 chromosome pairs and is highly abundant in the genome. It is largely excluded from centromeric regions and intercalary chromosomal sites representing the 18S-5.8S-25S rRNA genes. Southern hybridization with specific DNA probes for the reverse transcriptase gene shows that TPE1 represents a large subgroup of heterogeneous Ty1-copia retrotransposons in Pinus species. Because no TPE1 transcription could be detected, it is most likely an inactive element--at least in needle tissue. Further evidence for inactivity was found in recombinant reverse transcriptase and integrase sequences. The distribution of TPE1 within different gymnosperms that contain Ty1-copia group retrotransposons, as shown by a PCR assay, was investigated by Southern hybridization. The TPE1 family is highly amplified and conserved in all Pinus species analyzed, showing a similar genomic organization in the three- and five-needle pine species investigated. It is also present in spruce, bald cypress (swamp cypress), and in gingko but in fewer copies and a different genomic organization.

VAR models and methods for monetary and health economics

Negli ultimi anni i modelli VAR sono diventati il principale strumento econometrico per verificare se può esistere una relazione tra le variabili e per valutare gli effetti delle politiche economiche. Questa tesi studia tre diversi approcci di identificazione a partire dai modelli VAR in forma ridotta (tra cui periodo di campionamento, set di variabili endogene, termini deterministici). Usiamo nel caso di modelli VAR il test di Causalità di Granger per verificare la capacità di una variabile di prevedere un altra, nel caso di cointegrazione usiamo modelli VECM per stimare congiuntamente i coefficienti di lungo periodo ed i coefficienti di breve periodo e nel caso di piccoli set di dati e problemi di overfitting usiamo modelli VAR bayesiani con funzioni di risposta di impulso e decomposizione della varianza, per analizzare l'effetto degli shock sulle variabili macroeconomiche. A tale scopo, gli studi empirici sono effettuati utilizzando serie storiche di dati specifici e formulando diverse ipotesi. Sono stati utilizzati tre modelli VAR: in primis per studiare le decisioni di politica monetaria e discriminare tra le varie teorie post-keynesiane sulla politica monetaria ed in particolare sulla cosiddetta "regola di solvibilità" (Brancaccio e Fontana 2013, 2015) e regola del GDP nominale in Area Euro (paper 1); secondo per estendere l'evidenza dell'ipotesi di endogeneità della moneta valutando gli effetti della cartolarizzazione delle banche sul meccanismo di trasmissione della politica monetaria negli Stati Uniti (paper 2); terzo per valutare gli effetti dell'invecchiamento sulla spesa sanitaria in Italia in termini di implicazioni di politiche economiche (paper 3). La tesi è introdotta dal capitolo 1 in cui si delinea il contesto, la motivazione e lo scopo di questa ricerca, mentre la struttura e la sintesi, così come i principali risultati, sono descritti nei rimanenti capitoli. Nel capitolo 2 sono esaminati, utilizzando un modello VAR in differenze prime con dati trimestrali della zona Euro, se le decisioni in materia di politica monetaria possono essere interpretate in termini di una "regola di politica monetaria", con specifico riferimento alla cosiddetta "nominal GDP targeting rule" (McCallum 1988 Hall e Mankiw 1994; Woodford 2012). I risultati evidenziano una relazione causale che va dallo scostamento tra i tassi di crescita del PIL nominale e PIL obiettivo alle variazioni dei tassi di interesse di mercato a tre mesi. La stessa analisi non sembra confermare l'esistenza di una relazione causale significativa inversa dalla variazione del tasso di interesse di mercato allo scostamento tra i tassi di crescita del PIL nominale e PIL obiettivo. Risultati simili sono stati ottenuti sostituendo il tasso di interesse di mercato con il tasso di interesse di rifinanziamento della BCE. Questa conferma di una sola delle due direzioni di causalità non supporta un'interpretazione della politica monetaria basata sulla nominal GDP targeting rule e dà adito a dubbi in termini più generali per l'applicabilità della regola di Taylor e tutte le regole convenzionali della politica monetaria per il caso in questione. I risultati appaiono invece essere più in linea con altri approcci possibili, come quelli basati su alcune analisi post-keynesiane e marxiste della teoria monetaria e più in particolare la cosiddetta "regola di solvibilità" (Brancaccio e Fontana 2013, 2015). Queste linee di ricerca contestano la tesi semplicistica che l'ambito della politica monetaria consiste nella stabilizzazione dell'inflazione, del PIL reale o del reddito nominale intorno ad un livello "naturale equilibrio". Piuttosto, essi suggeriscono che le banche centrali in realtà seguono uno scopo più complesso, che è il regolamento del sistema finanziario, con particolare riferimento ai rapporti tra creditori e debitori e la relativa solvibilità delle unità economiche. Il capitolo 3 analizza l’offerta di prestiti considerando l’endogeneità della moneta derivante dall'attività di cartolarizzazione delle banche nel corso del periodo 1999-2012. Anche se gran parte della letteratura indaga sulla endogenità dell'offerta di moneta, questo approccio è stato adottato raramente per indagare la endogeneità della moneta nel breve e lungo termine con uno studio degli Stati Uniti durante le due crisi principali: scoppio della bolla dot-com (1998-1999) e la crisi dei mutui sub-prime (2008-2009). In particolare, si considerano gli effetti dell'innovazione finanziaria sul canale dei prestiti utilizzando la serie dei prestiti aggiustata per la cartolarizzazione al fine di verificare se il sistema bancario americano è stimolato a ricercare fonti più economiche di finanziamento come la cartolarizzazione, in caso di politica monetaria restrittiva (Altunbas et al., 2009). L'analisi si basa sull'aggregato monetario M1 ed M2. Utilizzando modelli VECM, esaminiamo una relazione di lungo periodo tra le variabili in livello e valutiamo gli effetti dell’offerta di moneta analizzando quanto la politica monetaria influisce sulle deviazioni di breve periodo dalla relazione di lungo periodo. I risultati mostrano che la cartolarizzazione influenza l'impatto dei prestiti su M1 ed M2. Ciò implica che l'offerta di moneta è endogena confermando l'approccio strutturalista ed evidenziando che gli agenti economici sono motivati ad aumentare la cartolarizzazione per una preventiva copertura contro shock di politica monetaria. Il capitolo 4 indaga il rapporto tra spesa pro capite sanitaria, PIL pro capite, indice di vecchiaia ed aspettativa di vita in Italia nel periodo 1990-2013, utilizzando i modelli VAR bayesiani e dati annuali estratti dalla banca dati OCSE ed Eurostat. Le funzioni di risposta d'impulso e la scomposizione della varianza evidenziano una relazione positiva: dal PIL pro capite alla spesa pro capite sanitaria, dalla speranza di vita alla spesa sanitaria, e dall'indice di invecchiamento alla spesa pro capite sanitaria. L'impatto dell'invecchiamento sulla spesa sanitaria è più significativo rispetto alle altre variabili. Nel complesso, i nostri risultati suggeriscono che le disabilità strettamente connesse all'invecchiamento possono essere il driver principale della spesa sanitaria nel breve-medio periodo. Una buona gestione della sanità contribuisce a migliorare il benessere del paziente, senza aumentare la spesa sanitaria totale. Tuttavia, le politiche che migliorano lo stato di salute delle persone anziane potrebbe essere necessarie per una più bassa domanda pro capite dei servizi sanitari e sociali.

Dynamic D-Vine copula model with applications to Value-at-Risk (VaR)

Regular vine copulas are multivariate dependence models constructed from pair-copulas (bivariate copulas). In this paper, we allow the dependence parameters of the pair-copulas in a D-vine decomposition to be potentially time-varying, following a nonlinear restricted ARMA(1,m) process, in order to obtain a very flexible dependence model for applications to multivariate financial return data. We investigate the dependence among the broad stock market indexes from Germany (DAX), France (CAC 40), Britain (FTSE 100), the United States (S&P 500) and Brazil (IBOVESPA) both in a crisis and in a non-crisis period. We find evidence of stronger dependence among the indexes in bear markets. Surprisingly, though, the dynamic D-vine copula indicates the occurrence of a sharp decrease in dependence between the indexes FTSE and CAC in the beginning of 2011, and also between CAC and DAX during mid-2011 and in the beginning of 2008, suggesting the absence of contagion in these cases. We also evaluate the dynamic D-vine copula with respect to Value-at-Risk (VaR) forecasting accuracy in crisis periods. The dynamic D-vine outperforms the static D-vine in terms of predictive accuracy for our real data sets.