PEC1/AtABCG32 transport function in cuticle biosynthesis

Most aerial parts of the plants are covered by a hydrophobic coating called cuticle. The cuticle is formed of cutin, a complex mixture of esterified fatty acids that are embedded and associated with waxes. The cuticle often appears as a superposition of layers of different composition: The cuticle proper formed of cutin and a mixture of waxes and underneath, the cuticle layer containing cutin, intracuticular waxes and polysaccharides of the cell wall. In addition to its involvement in plant development by preventing organ fusions, the cuticle acts as a barrier to prevent water loss and protect plants against environmental aggressions such as excessive radiation or pathogens attacks. PEC1/AtABCG32 is an ABC transporter from the PDR family involved in cutin biosynthesis. Characterization of the peci mutant in Arabidopsis thaliana showed that PEC1 plays a significant role in the diffusion barrier formation in leaves and petals. The cuticles of leaves and flowers of peci are permeable and the cuticular layer rather than the cuticular proper was altered in the petals, underlining the importance of this particular layer in the maintenance of the diffusion barrier. Chemical analysis on the flower cutin monomer composition of ped mutant revealed a decrease in hydroxylated cutin monomers, suggesting a function of PEC1 in the incorporation of these monomers in the polymer cutin. However, the exact nature of the substrates of PEC1 remained elusive. PEC1 homologues in barley and rice, respectively HvABCG31/EIBI1 and OsABCG31, are also implicated in cuticle biosynthesis. Interestingly, the rice mutant displays more severe phenotypes such as dwarfism and spreading necrosis conducting to the seedling death. In this work, we further characterized osabcg31 mutant and hairpin-RNAi downregulated OsABCG31 plant lines showing reduced growth and cuticle permeability. Our analysis showed a decrease in hydroxylated cutin monomers and severe disruptions in the cuticle, which explain the permeability. Further insights into the function of the cuticle in rice resistance/susceptibility to Pathogens were obtained after inoculation with Magnaporthe oryzae, the fungus responsible for the rice blast disease. Osabcg31 as well as the transgenic lines downregulating OsABCG31 showed increased resistance to the fungus. However, only later steps of infection are reduced . and no impact is obseived on the germination or penetration stages, suggesting that the cuticle disruption per se is not responsible for the resistance. We further investigated the cause of the resistance by analyzing the expression of defense related gene in osabcg31 prior to infection. We found that osabcg31 constitutively express defense related genes, which may explain the resistance, the dwarfism and the cell death. osabcg31 is thus a tool to study the connection between cuticle, plant development and defense signaling networks in rice. The transport function of PEC1 family members is still unknown. In order to link cutin biosynthesis and transport activity, we combined ped mutation with mutations in cutin synthesis related genes. Here, we show that PEC1 acts independently from GPAT4 and GPAT8 pathway and partially overlaps with GPAT6 biosynthesis pathway that leads to the production of hydroxylated C16 cutin precursor 2-Mono(10,16-dihydroxyhexadecanoylJglycerol (2-MHG). In addition, we noticed that despite a comparable cutin monomer composition, ped mutant leaves cuticle are permeable while that of gpat6 mutant are not. This finding raises the possibility of PEC1 being required for the incorporation of C16 hydroxylated monomers and their structural arrangement rather than their direct transport towards the cuticle. A careful investigation of the cuticle permeability, cutin composition and ultrastructure during leave development in Wt plants and ped mutants revealed a possible different regulation of several pathways of cutin biosynthesis and showed the importance of PEC1 function early during leave cuticle maturation. In order to elucidate the transport activity of PEC1, we successfully expressed PEC1 in Nicotiana benthamiana plant system for direct transport experiments. This system will be used to test the PEC 1-dependent transport of potential substrates such as sn-2-monoacylglycerol loaded with a hydroxylated C16 fatty acid. -- Toutes les parties aériennes des plantes sont recouvertes d'une couche hydrophobe appelée «cuticule». Cette cuticule est composée de cutine, un polymère d'acides gras estérifiés, et de cires. La cuticule apparaît souvent sous forme de couches superposées: une première couche extérieure appelée «cuticle proper» formée de cutine et d'un mélange de cires, et une deuxième couche, la «cuticle layer», formée de cutine associée à des cires intracuticulaires et des polysaccharides pariétaux. La cuticule joue le rôle de barrière prévenant contre la perte d'eau et les agressions environnementales. AtABCG32/PEC1 est un transporteur ABC de la famille des PDR impliqué dans la synthèse de la cutine. L'étude du mutant peci d'Arabidopsis thaliana a révélé une fonction de PEC1 dans la formation de la barrière de diffusion. La cuticule des feuilles et fleurs de peci est perméable. Des altérations de la «cuticle layer» ont été démontrées, soulignant son importance dans le maintien de la barrière. L'analyse de la composition de la cutine de peci a montré une réduction spécifique en monomères hydroxylés, suggérant un rôle de PEC1 dans leur incorporation dans la cuticule. Cependant, la nature exacte des substrats de PEC1 n'a pas été identifiée. PEC1 possède deux homologues chez l'orge et le riz, respectivement HvABCG31 et OsABCG31, et qui sont impliqués dans la biosynthèse de la cuticule. Chez le riz, des phénotypes plus sévères ont été observés tels que nanisme et nécroses conduisant à la mort des jeunes plants. Dans cette étude, nous avons continué la caractérisation de osabcg31 ainsi que des lignées de riz sous exprimant le gène OsABCG31 et présentant une cuticule perméable tout en ayant une meilleure croissance. Notre étude a démontré une réduction des monomères hydroxylés de cutine et une désorganisation de la structure de la cuticule, aggravée dans le mutant osabcg31. Ce résultat explique la perméabilité observée. Des mformations P|us approfondies sur l'implication de la cuticule dans la résistance aux pathogènes ont été obtenues après inoculation du mutant osabcg31 et les lignées sous- exprimant OsABCG31 avec une souche virulente de Magnaporthe Oryzae, le champignon responsable de la pyriculariose du riz. Les différentes lignées testées ont démontré une résistance au pathogène. Cependant, seules les étapes tardives de l'infection sont réduites et aucun impact n'est observé sur la germination des spores ou la pénétration du champignon, suggérant que les modifications de la cuticule ne sont pas directement à l'origine de la résistance. L'analyse de l'expression de gènes impliqués dans la résistance à Magnaporthe.oryzae a mis en évidence l'expression constitutive de ces gènes en l'absence de tout contact avec le pathogène. Ceci explique la résistance, le nanisme et la mort cellulaire observés. Ainsi, osabcg31 représente un outil efficace pour l'étude intégrée des systèmes de régulation de la défense, de développement des plantes et la cuticule. La nature des substrats transportés par PEC1/AtABCG32 reste inconnue. Dans le but d'établir une liaison entre biosynthèse de cutine et transport des précurseurs par PEC1, la mutation peci a été combinée avec des mutants impliqués dans différentes voies de biosynthèse. Cette étude a démontré une fonction indépendante de PEC1 de la voie de biosynthèse impliquant les enzymes GPAT4 et GPAT8, et une fonction partiellement indépendante de la voie impliquant GPAT6 qui mène à la production de précurseurs sn-2- monoacylglycerol chargés en acides gras en C16 (2-MHG). De plus, malgré un profil similaire en monomères de cutine, gpat6 conserve une cuticule imperméable alors que celle de PEC1 est perméable. Ceci suggère que PEC1 est nécessaire à l'incorporation des monomères en C16 et leur arrangement structurel plutôt que simplement à leur transport direct. L'étude approfondie de la perméabilité cuticulaire, de la structure ainsi que de la composition en cutine pendant le développement des feuilles de peci et la plante sauvage a révélé l'existence de différentes régulations des voies de biosynthèses des monomères et a démontré l'importance de PEC1 dans les premières étapes de la mise en place de la cuticule. Pour identifier les substrats transportés, l'expression de PEC1 chez le système hétérologue Nicotiana benthamiana a été conduite avec succès. Ce système sera utilisé pour tester le transport de substrats potentiels tels que le sn-2-monoacylglycerol chargé en acide gras en C16.

Utilisation d'un marché de prédictions dans le cadre du projet MICS

Ce diplôme présente les marchés prédictifs, qui sont un moyen d'agréger l'information en utilisant les processus à la base des marchés financiers et en proposant des contrats à termes représentant la probabilité de survenance d'une proposition. Des publications dans le domaine de la finance, du management ou de l'informatique font référence à l'utilisation des marchés prédictifs et démontrent les bons résultats obtenus par cette méthode. Nous nous sommes demandé s'il était possible de concevoir et utiliser un tel marché dans un milieu académique, pour prédire l'émergence de nouvelles théories et applications dans le domaine des communications mobiles. Pour supporter notre réflexion, nous avons mis en place un prototype qui devrait pouvoir nous permettre de tester le concept, d'étudier les fonctions de calcul de prix et les mécanismes d'agrégation de l'information. Pour débuter, nous présentons l'état de l'art en nous appuyant sur la littérature parue depuis 1988 lorsque l'University of Iowa a lancé sa plate-forme Iowa Electronic Market (IEM) dans le cadre de l'élection présidentielle Bush-Dukakis. Depuis, plusieurs chercheurs se sont penchés sur les marchés prédictifs comme instrument de prévision dans de nombreux domaines: politique, sport, cinéma, marketing, ... Nous allons comparer les marchés prédictifs à d'autres outils de prévision puis nous présenterons en détail les marchés prédictifs ainsi qu'un essai d'en formaliser les spécifications. Nous illustrerons alors ceci par des exemples tirés des principales plates-formes en activité pour le moment. S'ensuit une discussion sur l'orientation ludique des plates-formes actuelles et une présentation des utilisations que l'on pourrait en faire et qui apporteraient un réel bénéfice. Nous nous penchons alors sur l'analyse des besoins tant de l'expérimentateur que des utilisateurs. Cherchant des raisons à l'absence totale de telles plates-formes dans le cadre de la recherche, nous avons mené une série d'entretiens avec des professeurs de l'EPFL engagés dans la direction du projet MICS. Leurs réticences et craintes ont été prises en compte pour la définition des spécifications du prototype. Nous utilisons la méthode de (Spann and Skiera 2003) pour définir les spécifications de la plate-forme. Ces spécifications comprennent le choix du but prévisionnel, qui dans notre cas découle directement de notre proposition de recherche, des mécanismes financiers à la base des transactions, ainsi que des moyens incitatifs mis en place pour amener les utilisateurs à utiliser la plate-forme et surtout, pour amener les plus éclairés d'entre eux à transmettre leurs informations au marché. Ces spécifications débouchent sur la présentation de quatre cas d'utilisation. Notre objectif étant de développer un prototype pour y tester nos hypothèses, nous faisons un tour d'horizon des plates-formes à disposition et présentons l'architecture de ce dernier, basé sur les développements à la base d'USIFEX, qui n'est plus en activité depuis quatre ans. Le prototype utilise la souplesse de la programmation objet en se basant sur le langage Python dans sa version 2.3. Nous nous attardons ensuite sur la présentation de l'interface du prototype et des interactions avec les utilisateurs. Il faudra par la suite s'attacher à refondre l'interface pour le faire évoluer vers plus de convivialité, et nous permettre de guider l'utilisateur lors de ses sessions sur la plate-forme. Les parties théoriques et logicielles sous toit il nous reste encore à décrire les contrats et la manière de les formuler. A nouveau nous nous penchons sur les marchés actuels pour y tirer des enseignements qui pourraient nous être utiles. N'ayant malheureusement pas fait l'objet de publications, la définition des contrats est intimement liée avec les auteurs qui les rédigent. Nous tentons de tirer quelques enseignements provenant des contrats actifs sur les marchés des matières premières pour proposer un cadre nous permettant de formaliser la rédaction d'un contrat. Ne s'agissant que d'une proposition, il faudra encore tester et compléter ce cadre pour pouvoir s'assurer que la manière de rédiger les contrats n'influence pas sur la pertinence des prédictions. Finalement, nous esquissons les travaux qu'il reste à accomplir avant de pouvoir mener les premiers tests réels de la plate-forme. De la formulation des contrats à l'étude des mécanismes combinatoires d'agrégation de l'information en passant par les fonctions de fixation du prix. Nous revenons sur les travaux effectués dans le cadre de ce diplôme et présentons quelques idées de recherche futures.

Avaliação de filtros domésticos comerciais para purificação de águas e retenção de contaminantes inorgânicos

Twenty domestic commercial filters, in order to determine the percentual retention of color, turbidity, dry residue, bicarbonates, carbonates, total hardness, nitrogens, iron, chlorides, fluorides, and residual chlorine (parameters of food legislation) and sulphides in thirteen water samples proceeding from springs, wells, rivers, lakes, drinking patterns and standards, before and after purification were evaluated. The results showed that purifiers presented adequate retention for nitrates (74.8 ± 16.2 %) and residual chlorine (74.0 ± 11.2) and medium retention for sulphides (61.7 ± 11.3); while porcelain plus activated carbon filters presented adequate retention for color (90.0 ± 19.7), turbidity (76.4 ± 18.4) and iron (83.5 ± 15.1). Therefore the retention of carbonates, bicarbonates, total hardness, chlorides, dry residue, fluorides, ammonium nitrogens and nitrites was less than 10%, and the values of pH didn't show significant variation, for all the filters studied.

Coatings on Composites

Polymer based composite materials coated with thin layers of wear resistant materials have been proposed as replacements for steel components for certain applications with the advantage of reduced mass. Magnetron sputtered coatings can be successfully deposited on composite materials. Nevertheless there are number of issues which must be addressed such as limited temperature, which the composite can withstand because of the epoxy binder which is used, the adhesion of the coating to the composite and the limited mechanical support, the hard coating can obtain from the relatively soft epoxy. We have investigated the deposition of chromium nitride, titanium carbide and titanium doped DLC coatings on carbon fibre reinforced composites and various polymers. The adhesion of the coatings has been studied by the pull-off adhesion tester. In general, the failure mechanism has been noticed to be due to the cohesive failure for a wide range of conditions. The wear behavior of the coatings has been noticed to be complicated. Wear tests on coated composites have shown that where the reinforcing fibres are near the surface, the composite samples do not perform well due to breakage of the fibres from the polymer matrix. A fibre free surface has been noticed to improve the wear resistance.

Índices de reatividade química a partir da teoria do funcional de densidade: formalismo e perspectivas

The fundaments of the modern Density Functional Theory (DFT), its basic theorems, principles and methodology are presented. This review also discuss important and widely used concepts in chemistry but that had not been precisely defined until the development of the DFT. These concepts were proposed and used from an empirical base, but now their precise definition are well established in the DFT formalism. Concepts such as chemical potential (electronegativity), hardness, softness and Fukui function are presented and their consequences to the understanding of chemical reactivity are discussed.

Avaluació dels nivells de nitrats i duresa a l'aigua de consum a quatre zones d'Espanya participants a l'estudi epidemiològic Infància i Medi Ambientl (INMA)

L’aigua és un dels components bàsics per a la vida i una font d’exposició a contaminants ubiqua, ja que tota la població en consumeix. L’estudi epidemiològic INMA avaluarà si l’exposició a nitrats durant l’embaràs i a la duresa de l’aigua durant la infància es relaciona amb el baix pes al néixer i l’èczema atòpica, respectivament. Objectiu: Fer una avaluació dels nivells de nitrats i duresa de l’aigua en aigua de consum de la població de l’estudi INMA. Metodologia: l’estudi descriptiu realitzat a quatre de les set cohorts INMA, a Astúries, Guipúscoa, Sabadell i València. S’ha recopilat dades dels nivells de nitrats i duresa a l’aigua de consum dels municipis durant el període d’interès (2003 al 2008 i 2004 al 2012), a través d’ajuntaments i companyies d’aigua. S’ha calculat la mitjana, la desviació estàndard, el màxim i el mínim dels nivells de nitrat i de duresa en total i segons l’àrea geogràfica, l’any i l’estació. A Sabadell s’han fet tres mostrejos d’aigua per analitzar la duresa a diferents punts de la ciutat. Resultats: el nivell promig de nitrats (mg/L NO3-) és de 4,2 a Astúries, 4,0 a Guipúscoa, 9,2 a Sabadell i 15,2 a València. El nivell promig de duresa (mg/L CaCO3) és de 89,1 a Astúries, 132,7 al Guipúscoa, 178,3 a València i 230,9 a Sabadell. En l’anàlisi que es va realitzar a Sabadell, es detecta una duresa lleugerament inferior a la reportada sense variabilitat geogràfica. No s’observa una pauta clara de variabilitat estacional ni de variabilitat temporal tant per nitrats com per duresa. Conclusions: S’ha detectat variabilitat en els nivells de nitrats i duresa de l’aigua a les zones d’estudi. Els nivells de nitrats són moderats i els més alts es troben a zones agrícoles de València. La duresa de l’aigua és força alta degut al domini calcari dels subsòls de les zones d’estudi.

Resistência química de vitro-cerâmicos pertencentes a sistemas Li2O-ZrO2-BaO-SiO2 frente ao tratamento com soluções ácidas e básicas

The chemical durability of the Li2O-ZrO2-BaO-SiO2 system was examined by determination of the Vickers hardness. The dependence of hardness and of the chemical resistance with BaO addition was investigated. The experimental results indicate that the hardness increases with the BaO content. The samples surface's morphology submitted to the chemical treatment in acidic (H2SO4) and basic (KOH) solution was accompanied by scanning electron microscopy. The chemical durability of the materials with BaO showed better than the glass ceramic without this content. These materials treated with H2SO4 solution showed a preferential attack to the silica rich sites.

On the effects of welding parameters on weld quality of plasma arc keyhole welding of structural steels

The possibility and the usefulness of applying plasma keyhole welding to structural steels with different compositions and material thicknesses, and in various welding positions has been examinated. Single pass butt welding with I groove in flat, horizontal vertical and vertical positions and root welding with V , Y and U grooves of thick plate material in flat position have been studied and the welds with high quality has been obtained. The technological conditions for successful welding are presented. The single and interactive effects of welding parameters on weld quality, especially on surface weld defects, geometrical form errors, internal defects and mechanical properties (strength, ductility, impact toughness, hardness and bendability) of weld joint, are presented. Welding parameter combinations providing the best quality welds are also presented.

Anisotropic surface properties of micro/nanostructured a-C:H:F thin films with self-assembly applications

The singular properties of hydrogenated amorphous carbon (a-C:H) thin filmsdeposited by pulsed DC plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), such as hardness and wear resistance, make it suitable as protective coating with low surface energy for self-assembly applications. In this paper, we designed fluorine-containing a-C:H (a-C:H:F) nanostructured surfaces and we characterized them for self-assembly applications. Sub-micron patterns were generated on silicon through laser lithography while contact angle measurements, nanotribometer, atomic force microscopy (AFM), and scanning electron microscopy (SEM) were used to characterize the surface. a-C:H:F properties on lithographied surfaces such as hydrophobicity and friction were improved with the proper relative quantity of CH4 and CHF3 during deposition, resulting in ultrahydrophobic samples and low friction coefficients. Furthermore, these properties were enhanced along the direction of the lithographypatterns (in-plane anisotropy). Finally, self-assembly properties were tested with silicananoparticles, which were successfully assembled in linear arrays following the generated patterns. Among the main applications, these surfaces could be suitable as particle filter selector and cell colony substrate.

Program hosting in communications environment with Reactor and thread pool approach

In this thesis concurrent communication event handling is implemented using thread pool approach. Concurrent events are handled with a Reactor design pattern and multithreading is implemented using a Leader/Followers design pattern. Main focus is to evaluate behaviour of implemented model by different numbers of concurrent connections and amount of used threads. Furthermore, model feasibility in a PeerHood middleware is evaluated. Implemented model is evaluated with created test environment which enables concurrent message sending from multiple connections to the system under test. Messages round trip times are measured in the tester application. In the evaluation processing delay into system is simulated and influence of delay to the average round trip time is analysed.

Sadevälkkeen mallinnus ilmavalvontatutkajärjestelmää varten

Tutkat muodostavat Suomen rauhanajan ilmavalvonnan rungon. Ilmatilassa on lentokoneiden lisäksi paljon muitakin kohteita, jotka ilmavalvontatutka havaitsee. Naita ei toivottuja kaikuja kutsutaan välkkeeksi. Sadevälke on tilavuusvälkettä. Tämän työn tarkoituksena on löytää menetelmä tai malli, jolla voitaisiin mallintaa sadevälkkeen vaikutus ilmavalvontatutkassa. Toisaalta myös sadevälkkeen suodatus on työn keskeinen tavoite. Käytettyjä suodatusmenetelmiä olivat adaptiivinen suodatus ja doppler-suodatus. Suodinpankkiin eli doppler-suodatukseen lisättiin vielä CFAR Työn tuloksena voi todeta, että sadevälkkeen suodatus onnistui hyvin mutta itse sadevälkkeen mallintamista tulee kehittää edelleen. Työssä käytetyt menetelmät on esitetty algoritmimuodossa. Mittausaineiston keräys suoritettiin keskivalvontatutkalla ja SP-testerillä. Varsinaiset suodatuskokeet ja mallin testaus tehtiin Matlab-ohjelmistolla.

Sintesis de poliuretanos a partir de polioles obtenidos a partir del aceite de higuerilla modificado por transesterificación con pentaeritritol

Castor oil was reacted by transesterification with various percentages in mass of pentaerythritol to obtain different esters of pentaerythritol. Alternatively, glycerol was also used instead of pentaerythritol for the same reaction in order to establish comparative reference products. The products of the reactions were characterized by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectroscopy in order to detect and quantify (in terms of the molecular mass and structural information) the components of the products obtained. Analysis for hydroxyl value, acid value, viscosity and specific gravity were used to complete the characterization of the polyols obtained and also of the original castor oil. The polymer characterization was accomplished by tensile stress-strain tests, Shore A hardness, thermogravimetric analysis and chemical resistance to solvents.

Aplicação de zeólitas sintéticas como coadjuvante em formulação detergente

The study consists is the application of zeolites NaX, NaY and A as builder in detergent formulations to eliminate the hardness of water. Therefore, the adsorption of ions Ca+2 and Mg+2 were evaluated, and the effect of the cleaning action of the surfactant sodium dodecil sulfate (SDS) through tests of detergency. The experiments were conducted in bath system (with shaking) and quantification of metals was performed by atomic absorption spectrometry. Zeolite A showed the best results for adsorption of Ca++ and Mg++ with retention rates of around 90 and 70% respectively and acted positively on the action of cleaning the surfactant SDS.

Previsão das propriedades físicas do papel kraft por espectroscopia no infravermelho próximo (NIR) e regressão por mínimos quadrados parciais (PLS)

The main objective of the present work is represented by the characterization of the physical properties of industrial kraft paper (i.e. transversal and longitudinal tear resistance, transversal traction resistance, bursting or crack resistance, longitudinal and transversal compression resistance (SCT (Compressive Strength Tester) and compression resistance (RCT-Ring Crush Test)) by near infrared spectroscopy associated to partial least squares regression. Several multivariate models were developed, many of them with high prevision capacity. In general, low prevision errors were observed and regression coefficients that are comparable with those provided by conventional standard methodologies.