Molecular Characterization of Viruses Causing the Cassava Brown Streak Disease Epidemic in Eastern Africa

Cassava brown streak disease (CBSD) was described for the first time in Tanganyika (now Tanzania) about seven decades ago. Tanganyika (now Tanzania) about seven decades ago. It was endemic in the lowland areas of East Africa and inland parts of Malawi and caused by Cassava brown streak virus (CBSV; genus Ipomovirus; Potyviridae). However, in 1990s CBSD was observed at high altitude areas in Uganda. The causes for spread to new locations were not known.The present work was thus initiated to generate information on genetic variability, clarify the taxonomy of the virus or viruses associated with CBSD in Eastern Africa as well as to understand the evolutionary forces acting on their genes. It also sought to develop a molecular based diagnostic tool for detection of CBSD-associated virus isolates. Comparison of the CP-encoding sequences of CBSD-associated virus isolates collected from Uganda and north-western Tanzania in 2007 and the partial sequences available in Genbank revealed occurrence of two genetically distinct groups of isolates. Two isolates were selected to represent the two groups. The complete genomes of isolates MLB3 (TZ:Mlb3:07) and Kor6 (TZ:Kor6:08) obtained from North-Western (Kagera) and North-Eastern (Tanga) Tanzania, respectively, were sequenced. The genomes were 9069 and 8995 nucleotides (nt), respectively. They translated into polyproteins that were predicted to yield ten mature proteins after cleavage. Nine proteins were typical in the family Potyviridae, namely P1, P3, 6K1, CI, 6K2, VPg, NIa-Pro, NIb and CP, but the viruses did not contain HC-Pro. Interestingly, genomes of both isolates contained a Maf/HAM1-like sequence (HAM1h; 678 nucleotides, 25 kDa) recombined between the NIb and CP domains in the 3’-proximal part of the genomes. HAM1h was also identified in Euphorbia ringspot virus (EuRSV) whose sequence was in GenBank. The HAM1 gene is widely spread in both prokaryotes and eukaryotes. In yeast (Saccharomyces cerevisiae) it is known to be a nucleoside triphosphate (NTP) pyrophosphatase. Novel information was obtained on the structural variation at the N-termini of polyproteins of viruses in the genus Ipomovirus. Cucumber vein yellowing virus (CVYV) and Squash vein yellowing virus (SqVYV) contain a duplicated P1 (P1a and P1b) but lack the HC-Pro. On the other hand, Sweet potato mild mottle virus (SPMMV), has a single but large P1 and has HC-Pro. Both virus isolates (TZ:Mlb3:07 & TZ:Kor6:08) characterized in this study contained a single P1 and lacked the HC-Pro which indicates unique evolution in the family Potyviridae. Comparison of 12 complete genomes of CBSD-associated viruses which included two genomes characterized in this study, revealed genetic identity of 69.0–70.3% (nt) and amino acid (aa) identities of 73.6–74.4% at polyprotein level. Comparison was also made among 68 complete CP sequences, which indicated 69.0-70.3 and 73.6-74.4 % identity at nt and aa levels, respectively. The genetic variation was large enough for dermacation of CBSD-associated virus isolates into two distinct species. The name CBSV was retained for isolates that were related to CBSV isolates available in database whereas the new virus described for the first time in this study was named Ugandan cassava brown streak virus (UCBSV) by the International Committee on Virus Taxonomy (ICTV). The isolates TZ:Mlb3:07 and TZ:Kor6:08 belong to UCBSV and CBSV, respectively. The isolates of CBSV and UCBSV were 79.3-95.5% and 86.3-99.3 % identitical at nt level, respectively, suggesting more variation amongst CBSV isolates. The main sources of variation in plant viruses are mutations and recombination. Signals for recombination events were detected in 50% of isolates of each virus. Recombination events were detected in coding and non-coding (3’-UTR) sequences except in the 5’UTR and P3. There was no evidence for recombination between isolates of CBSV and UCBSV. The non-synonomous (dN) to synonomous (dS) nucleotide substitution ratio (ω) for the HAM1h and CP domains of both viruses were ≤ 0.184 suggesting that most sites of these proteins were evolving under strong purifying selection. However, there were individual amino acid sites that were submitted to adaptive evolution. For instance, adaptive evolution was detected in the HAM1h of UCBSV (n=15) where 12 aa sites were under positive selection (P< 0.05) but not in CBSV (n=12). The CP of CBSV (n=23) contained 12 aa sites (p<0.01) while only 5 aa sites in the CP gene of UCBSV were predicted to be submitted to positive selection pressure (p<0.01). The advantages offered by the aa sites under positive selection could not be established but occurrence of such sites in the terminal ends of UCBSV-HAMIh, for example, was interpreted as a requirement for proteolysis during polyprotein processing. Two different primer pairs that simultaneously detect UCBSV and CBSV isolates were developed in this study. They were used successfully to study distribution of CBSV, UCBSV and their mixed infections in Tanzania and Uganda. It was established that the two viruses co-infect cassava and that incidences of co-infection could be as high as 50% around Lake Victoria on the Tanzanian side. Furthermore, it was revealed for the first time that both UCBSV and CBSV were widely distributed in Eastern Africa. The primer pair was also used to confirm infection in a close relative of cassava, Manihot glaziovii (Müller Arg.) with CBSV. DNA barcoding of M. glaziovii was done by sequencing the matK gene. Two out of seven M. glaziovii from the coastal areas of Korogwe and Kibaha in north eastern Tanzania were shown to be infected by CBSV but not UCBSV isolates. Detection in M. glaziovii has an implication in control and management of CBSD as it is likely to serve as virus reservoir. This study has contributed to the understanding of evolution of CBSV and UCBSV, which cause CBSD epidemic in Eastern Africa. The detection tools developed in this work will be useful in plant breeding, verification of the phytosanitary status of materials in regional and international movement of germplasm, and in all diagnostic activities related to management of CBSD. Whereas there are still many issues to be resolved such as the function and biological significance of HAM1h and its origin, this work has laid a foundation upon which the studies on these aspects can be based.

Jakojuuriviljelyn vaikutus kasvihuonekurkun (Cucumis sativus L.) kasvuun ja kehitykseen

Kasvit ottavat vettä parhaiten kasteluravinneliuoksesta, jonka ravinnepitoisuus on pieni. Intensiivisessä kasvihuonetuotannossa käytetään silti kastelulannoituksessa usein korkeita ravinnepitoisuuksia ravinnepuutosten ja satotappioiden välttämiseksi. Jakojuuriviljelyssä kasvin juuriston annetaan kasvaa kahteen erilliseen kasvualustaosioon. Tällöin toiselle puolelle annetaan johtokyvyltään väkevää ja toiselle puolelle laimeaa ravinneliuosta. Erityisesti kasvihuonekurkun, joka on herkkä kasvualustan suolaisuuden aiheuttamille vedensaantiongelmille, on todettu hyötyvän tästä tekniikasta, mikä näkyy kasvaneina satoina. Tämän MTT Piikkiössä toteutetun kasvihuonekurkun jakojuuriviljelytutkimuksen tavoitteena oli tarkentaa tekniikkaa erityisesti kasteluliuosten johtokyvyn osalta. Yhtenäisjuuriviljelyn ja perinteisen jakojuuriviljelyn lisäksi kokeessa oli kaksi jakojuuriviljelykäsittelyä, joissa ravinneliuosväkevyyksiä vaihdettiin väliajoin juuriston toimintakyvyn parantamiseksi. Erillisessä osakokeessa tutkittiin erilaisten johtokyky-yhdistelmien vaikutusta kasvihuonekurkun vegetatiiviseen kasvuun maanpäällisten ja -alaisten kasvinosien välillä sekä juurten morfologiaan ja anatomiaan. Tulokset osoittivat, että jakojuuriviljely lisäsi kasvihuonekurkun sadontuottoa jopa 16 %, mutta ei vaikuttanut koko viljelykauden veden tai ravinteiden ottoon. Yhtenäisjuuriviljelyssä muodostui eniten piikkikärkisiä hedelmiä, mikä viittaa vedensaantiongelmiin haihdutustarpeen ollessa suurin. Viljelytekniikalla ei ollut vaikutusta kasvien vegetatiiviseen kasvuun tai kasvuston rakenteeseen. Lehtiruodeista tehdyt nitraatti- ja kaliummittaukset osoittivat, ettei kasteluliuosten ravinnepitoisuuksilla ollut vaikutusta juurten ravinteiden ottoon. Erilaisilla johtokyky-yhdistelmillä oli huomattavampi vaikutus kasvihuonekurkun juurten painoon kuin verson painoon tai varren pituuskasvuun. Lehtiruotianalyysit viittasivat ravinteiden erilaiseen allokointiin eri johtokyky-yhdistelmissä. Korkeiden johtokykyjen aiheuttama osmoottinen stressi johti muutoksiin juurten morfologiassa ja anatomiassa. Tulosten perusteella jakojuuriviljely paransi kehittyvien hedelmien kohdevahvuutta suhteessa muihin kohteisiin vaikuttamatta vegetatiiviseen kasvuun. Kun laimean ja väkevän ravinneliuoksen puolia vaihdettiin, juuristo otti joustavasti vettä ja ravinteita olosuhteiden määräämästä edullisemmasta johtokyvystä, jolloin kasvihuonekurkun viljelyssä saavutettiin merkittävä satoetu. Juuriston jakaminen vaikuttanee kasvien hormoniaineenvaihduntaan ja voi heikentää juuriston kasvua heikentämättä sen toimintakykyä, jolloin yhteyttämistuotteita kohdennetaan tehokkaammin maanpäällisten osien kasvuun.

Mykorritsa fosforin kierrättäjänä

Suomen maatalousmaihin kertynyttä fosforia hyödynnetään tehottomasti, ja samalla muokkauskerroksen suuri fosforimäärä on alttiina huuhtoutumiselle. Arbuskelimykorritsaa (AM) hyödyntämällä on mahdollista tehostaa viljelykasvin fosforinottoa ja kasvua, ja siten vähentää fosforin huuhtoutumista. Tämän tutkielman tavoitteena oli selvittää mykorritsan vaikutus kasvin kasvuun ja fosforinottoon karjanlantalannoituksella mineraalilannoitukseen verrattuna sekä näiden lannoitusten pitkäaikaisvaikutusta AM-sieniyhteisöihin. Jotta lannoituskäytäntöjen vaikutus mykorritsaan voitiin suhteuttaa muihin maan laatutekijöihin, näiden käytäntöjen vaikutus myös satomääriin sekä muihin maan laatumittareihin arvioitiin. Pitkäaikainen kenttäkoe perustettiin kolmelle paikkakunnalle Pohjois-Ruotsissa vuosina 1965–66. Kuusivuotinen viljelykierto koostui joko viisivuotisesta nurmesta ja ohrasta tai ohramonokulttuurista. Lannoituskäsittelyt 32-vuoden ajan olivat suositusten mukainen (NPK) ja edelliseen nähden kaksinkertainen (2NPK) mineraalilannoitus sekä karjanlantalannoitus (KL), jonka ravinnemäärä vastasi NPK -käsittelyä. Kolmen lannoituskäsittelyn vaikutusta mykorritsan tehokkuuteen kasvin kasvun ja fosforiravitsemuksen näkökulmasta tutkittiin astiakokeissa. Mykorritsasieniyhteisöjen toiminnallisten erojen selvittämiseksi tehtiin takaisin- ja ristiinsiirrostuskoe. (5 v-%) steriloitua maanäytettä NPK- ja KL -käsittelyistä siirrostettiin käsittelemättömiin maanäytteisiin, jotka olivat samoista lannoituskäsittelyistä. Mykorritsan positiivinen vaikutus kasvin kasvuun ja fosforiravitsemukseen oli suurin kun käytettiin karjanlantaa. NPK ja 2NPK -käsittelyiden välillä ei havaittu eroja. Takaisin- ja ristiinsiirrostuskokeessa ei ollut tilastollisesti merkitseviä eroja. Nurmi- ja ohrasadot olivat suurimmat kun mineraalilannoitetta annettiin suosituksiin nähden kaksinkertainen määrä. Satomäärät olivat yhtä suuret tai suuremmat kun käytettiin karjanlantaa NPK –lannoituksen sijaan. Karjanlantakäsittely lisäsi maaperän kokonaishiili- ja kokonaistyppipitoisuutta verrattuna NPK -käsittelyyn, joka sisälsi saman määrän ravinteita. Samalla huuhtoutumiselle altis liukoisen fosforin pitoisuus säilyi alhaisella tasolla. Karjanlanta edisti mykorritsan toimintaedellytyksiä, ja siksi mykorritsasta saatua hyötyä fosforinotossa ja kasvuvaikutuksena mineraalilannoitteisiin verrattuna, mutta se ei vaikuttanut mykorritsasieniyhteisön toiminnallisiin ominaisuuksiin. Karjanlantalannoitus paransi mitattuja maan ominaisuuksia kokonaisuudessaan, eikä se vähentänyt satoja.

Kymmenen teollisesti merkittävän puulajin kuoriuutteiden mahdollisuudet tuholaistorjunnassa

Metsäteollisuudesta kertyy vuosittain suuria määriä ylijäämämateriaalia, kuten puun kuorta ja oksia.Ylimääräinen aines käytetään pääasiassa energiantuotantoon, mutta uusia soveltamismahdollisuuksia kaivataan. Kuoren on havaittu olevan potentiaalinen lähde monille bioaktiivisille yhdisteille, joille olisi käyttöä esimerkiksi lääke- ja kemianteollisuudessa sekä maa-, metsä- ja puutarhatuotannon tuholaistorjunnassa. Tutkimus on osa Euroopan Unionin rahoittamaa ForestSpeCs-projektia, jonka tarkoituksena on selvittää metsäteollisuuden ylijäämämateriaalien vaihtoehtoisia käyttötapoja. Valittujen kymmenen teollisesti merkittävän pohjoisen puulajin (Abies nephrolepis, Betula pendula, Larix decidua, L. gmelinii, L. sibirica, Picea abies, P. ajanensis, P. pumila, Pinus sylvestris, Populus tremula) kuoresta uutettujen aineiden soveltuvuutta syönninestoaineeksi testattiin kaaliperhosen (Pieris brassicae L.) ja krysanteemiyökkösen (Spodoptera littoralis Boisduval) toukilla sekä osittain sinappikuoriaisella (Phaedon cochloreae Fabricius) ja idänlehtikuoriaisella (Agelastica alni L.). Uutteet valmistettiin yhteistyössä projektin ryhmien avulla tai itsenäisesti erilaisin menetelmin. Testaukset tehtiin laboratorio-oloissa käyttäen lehtikiekkojen valintabiotestiä sekä karkeilla uutteilla että niistä erotelluilla yksittäisillä yhdisteillä. Tehdyistä mittauksista laskettiin syönninestoindeksit (FDI). Tulosten perusteella lähes kaikki testatut uutteet vaikuttivat ainakin jossain määrin kohdehyönteisen syöntikäyttäytymiseen. Hieman yli puolet kaaliperhosella testatuista 46 uutteesta aiheuttivat yli 50 % syönnineston eli kaaliperhonen suosi kontrollilehtiä uutteella käsiteltyjä todennäköisemmin. Krysanteemiyökkösellä yli 50 %:n syönnineston aiheuttivat vain seitsemän testatuista 56 uutteesta. Lisäksi kolme uutetta lisäsi käsiteltyjen kiekkojen syöntiä merkittävästi. Idänlehtikuoriaistoukat ja -aikuiset karttoivat erityisesti abietiinihapolla käsiteltyjä lehtiä. Sinappikuoriaisella testatut uutteet toimivat myös lupaavasti. Testattujen puulajien kuoresta on mahdollista uuttaa biologisesti aktiivisia yhdisteitä, mutta tuholaistorjunnan kannalta oikeiden pitoisuuksien ja tehokkaiden uuttomenetelmien löytäminen vaatii jatkotutkimuksia. Kuoren sisältämien yhdisteiden laatu ja määrä vaihtelevat monien tekijöiden, kuten ympäristön ja genetiikan vaikutuksesta. Hyönteisten sietokyky vaihtelee myös paljon lajeittain ja yksilöidenkin välillä on eroja. Uutteista valmistettavia torjunta-aineita olisi kuitenkin mahdollista sisällyttää esimerkiksi integroituun torjuntaan muiden menetelmien rinnalle tulevaisuudessa.

The decline of Alestes baremose Boulenger, 1901 and Hydrocynus forskahlii (Cuvier, 1819) stocks in Lake Albert: implications for sustainable management of their fisheries

The fish stocks of Lake Albert face immense exploitation pressure which has led to “fishingdown” of their fisheries, with some larger species having been driven to near-extinction, while others such as Citharinus citharus have almost disappeared. Both A. baremose (Angara) and H. forskahlii (Ngassia) historically formed the most important commercial species in Lake Albert until the early 2000s but recent Catch Assessment Surveys (2007-2013) revealed a sweeping decline in their contribution to the commercial catch from 72.7% in 1971 to less than 6% in 2013. The catch per unit effort also registered a two-fold decline from 45.6 and 36.1 kg/boat/day to 22.6 and 18.1 kg/boat/day for A. baremose and H. forskahlii respective between 1971 and 2007. Over 50% of illegal gillnets, below the legal minimum limit of four inches (101.6 mm) used on Lake Albert target the two species. Gillnet experiments found the three inch (76.2 mm) gill net mesh size suitable for sustained harvest of the two species. The study concludes that optimal utilization of the two species and probably other non target fish species is achievable through species specific management strategies, coupling species specific licensing, and controlling harvest of juvenile individuals, overall fishing effort and fish catch on Lake Albert and protecting the vulnerable fish habitats.

Design and Operation of A 5.5 MWe Biomass Integrated Gasification Combined Cycle Demonstration Plant

The design and operation of a 5.5 MWe biomass integrated gasification combined cycle (IGCC) demonstration plant, which is located in Xinghua, Jiangsu Province of China, are introduced. It is the largest complete biomass gasification power plant that uses rice husk and other agricultural wastes as fuel in Asia. It mainly consists of a 20 MWt atmospheric circulating fluidized-bed gasifier, a gas-purifying system, 10 sets of 450 kW(e) gas engines, a waste heat boiler, a 1.5 MWe steam turbine, a wastewater treatment system, etc. The demonstration plant has been operating since the end of 2005, and its overall efficiency reaches 26-28%. Its capital cost is less than 1200 USD/kW, and its running cost is about 0.079 USD/kWh based on the biomass price of 35.7 USD/ton. There is a 20% increment on capital cost and 35% decrease on the fuel consumption compared to that of a 1 MW system without a combined cycle. Because only part of the project has been performed, many of the tests still remain and, accordingly, must be reported at a later opportunity.

Investigation on Fe, Mn, Zn, Cu, Pb and Cd fractions in the natural surface coatings sampled and surficial sediments collected in the Songhua River, China

Natural surface coatings sampled (NSCSs) from the surface of shingles and surficial sediments (SSs) in the Songhua River, China were employed to investigate the similarities and difference in fractions of heavy metals (Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, and Cd) between NSCSs and SSs using the modified sequential extraction procedure (MSEP). The results show that the differences between NSCSs and SSs in Fe fractions were insignificant and Fe was dominantly present as residual phase (76.22% for NSCSs and 80.88% for SSs) and Fe-oxides phase (20.33% for NSCSs and 16.15% for SSs). Significant variation of Mn distribution patterns between NSCSs and SSs was observed with Mn in NSCSs mainly present in Mn-oxides phase (48.27%) and that in SSs present as residual phase (45.44%). Zn, Cu, Pb and Cd were found dominantly in residual fractions (>48%), and next in solid oxides/hydroxides for Zn, Pb and Cd and in easily oxidizable solids/compounds form for Cu, respectively. The heavy metal distribution pattern implied that Fe/Mn oxides both in NSCSs and SSs were more important sinks for binding and adsorption of Zn, Pb and Cd than organic matter (OM), and inversely, higher affinity of Cu to OM than Fe/Mn oxides in NSCSs and SSs was obtained. Meanwhile, it was found that the distributions of heavy metals in NSCSs and SSs were similar to each other and the pseudo-total concentrations of Zn, Cu, Pb and Cd in NSCSs were greater than those in SSs, highlighting the more importance for NSCSs than SSs in controlling behaviours of heavy metals in aquatic environments.

Neue Ansätze für die ökologische Milchrinderzucht

Die Milchrinderzucht hat im ökologischen Landbau kein deutliches eigenes Profil. Üblicherweise wird auf Biobetrieben mit konventionellen Zuchtlinien gearbeitet, die meistens die Veranlagung zu hohen Milchleistungen haben. Diese Kühe können nicht immer adäquat gefüttert werden, weil das betriebseigene Futter der Biobetriebe nicht immer dem Bedarf der Tiere entspricht, aber möglichst wenig Futter zugekauft wird und nur wenig Kraftfutter eingesetzt werden darf. Energiemangel und gesundheitliche Probleme der Kühe können daraus resultieren. Daher braucht es neue Ansätze für die ökologische Milchrinderzucht, die besser berücksichtigen, dass die Tiere und ihre Umwelt zusammenpassen müssen und die die Tiergesundheit besser fördern. In den vergangenen 100 Jahren wurde der Umweltbezug der Tiere in der konventionellen Milchrinderzucht immer mehr vernachlässigt. Die Zucht wurde auf Produktionsleistungsmerkmale ausgerichtet. Es widerspricht jedoch dem Leitbild des Biolandbaus, nur einzelne Merkmale der Tiere zu fördern, ohne das ganze Tier und den ganzen Betrieb mit zu berücksichtigen. Es gibt bereits einige Ansätze für eine ökologische Milchrinderzucht, die den Bezug der Tiere zu ihrer Umwelt und ein ganzheitliches Tierverständnis einbeziehen (z. B. das Konzept der Lebensleistungszucht und die Linienzucht mit Kuhfamilien). Diese Ansätze sind jedoch nicht weit verbreitet und mit hohem Forschungs- und / oder Beratungsbedarf verbunden. Ein in der konventionellen Milchviehzucht immer wichtiger werdender Ansatz, der auch gut mit den Ideen des Biolandbaus übereinstimmt, ist die stärkere züchterische Gewichtung von Gesundheitsmerkmalen (teilweise anstelle der Produktionsleistung). Da die direkte Erfassung der Tier-gesundheit als Merkmal aufwändig ist, werden häufig Hilfsmerkmale für Gesundheit züchterisch bearbeitet. In der vorliegenden Arbeit wurden neue Hilfsmerkmale für die Zucht auf Gesundheit gesucht. Der Schwerpunkt wurde auf ethologische Merkmale gelegt, welche einen eigenaktiven Bezug der Tiere zu ihrer Umwelt zeigen sowie auf Eigenschaften, die in einem Zusammenhang mit Verdauungs- und Stoff-wechselprozessen stehen. Das Ziel der Untersuchungen war, die individuelle Ausprägung der beobachteten Eigenschaften und deren Zusammenhang zur Tiergesundheit zu ermitteln, um neue Merkmale für die Zucht auf eine gute Tiergesundheit zu identifizieren. Die Beobachtungen wurden über einen Zeitraum von 13 Monaten in einer Milchviehherde mit 60 Kühen auf einem biologisch-dynamischen Betrieb in der Schweiz durchgeführt. In zwei Projekten mit 27 bzw. 34 Tieren wurden das Wiederkäuverhalten, das Liegeverhalten, das Temperament, die Körperkondition (BCS) und die Kotbeschaffenheit untersucht. Die Untersuchungen wurden unter für alle beobachteten Tiere gleichen Praxisbedingungen durchgeführt. Die Gesundheit der Tiere wurde kontinuierlich anhand des Behandlungs-journals, der Tierarztrechnungen, der Milchleistungsprüfungsdaten und der Abkalbedaten erfasst und für jedes Tier in einem Gesundheitsindex zusammengefasst. Zusätzlich wurde ein Euter-gesundheitsindex berechnet, in dem nur die Eutererkrankungen berücksichtigt wurden. Die individuelle Konsistenz der beobachteten Eigenschaften wurde anhand der Reproduzier-barkeit der wiederholten Beobachtungen berechnet. Korrelationen zwischen dem Gesundheitsindex und den beobachteten Parametern und lineare, multivariate Regressionsanalysen mit dem Gesundheitsindex bzw. dem Eutergesundheitsindex als abhängige Variable wurden berechnet. Das Wiederkäuverhalten, das Liegeverhalten, die Kotbeschaffenheit und das Temperament der Tiere waren individuell konsistent. Die Variation der Wiederkäugeschwindigkeit, die Anzahl Abliegevorgänge und die Höhe der BCS-Noten (1. Quartil) waren positiv und die Spannweite der BCS-Noten war negativ mit der Tiergesundheit korreliert. Zwischen einem ruhigen Temperament der Kühe und der Eutergesundheit zeigte sich eine positive Korrelation. Die Regressionsanalysen ergaben, dass die Variation der Tiergesundheit im Projekt 1 durch die Variation der Wiederkäugeschwindigkeit und die Anzahl Abliegevorgänge zu 23% und im Projekt 2 durch die Höhe und die Spannweite der BCS-Noten zu 32% erklärt werden konnte. Die Variation der Eutergesundheit konnte durch das Temperament zu 24% erklärt werden. Die Ergebnisse zum Temperament und zur Körperkondition sind für die Tierzucht im Biolandbau interessant, zumal sie einfach zu erfassen sind und in anderen Studien ihre relativ hohe Erblichkeit festgestellt wurde. Die beiden Merkmalskomplexe zeigen zudem, wie gut das Tier sich an seine Umwelt anpassen kann. Das ist unter nichtstandardisierten Umweltbedingungen, wie sie auf Biobetrieben üblich sind, wichtig. Für die Umsetzung in der Zucht auf Betriebsebene braucht es Beratung. Um diese Eigenschaften in Zuchtprogramme auf Populationsebene zu integrieren, sind weitere Forschungsarbeiten zur Methodik einer routinemässigen Erhebung von BCS- und Temperamentsdaten und zur Implementation nötig.

Effects of cultural system (organic and conventional) on growth, photosynthesis and yield components of sweet corn (zea mays L.) under semi-arid environment

Organic sweet maize consists of a new industrial crop product. Field experiment was conducted to determine the effects of cultural systems on growth, photosynthesis and yield components of sweet maize crop (Zea mays L. F-1 hybrid 'Midas'). A randomized complete block design was employed with four replicates per treatment (organic fertilization: cow manure (5, 10 and 20 t ha(-1)), poultry manure (5, 10 and 20 t ha(-1)) and barley mulch (5, 10 and 20 t ha(-1)), synthetic fertilizer (240 kg N ha(-1)): 21-0-0 and control). The lowest dry weight, height and leaf area index and sod organic matter were measured in the control treatment. Organic matter content was proportionate to the amount of manure applied. The control plots had the lowest yield (1593 kg ha(-1)) and the double rate cow manure plots the had,greatest one. (6104 kg ha(-1)). High correlation between sweet corn yield and organic matter was registered. Moreover, the lowest values of 1000-grain weight were obtained with control plot. The fertilizer plot gave values which were similar to the full rate cow manure treatment. The photosynthetic race of the untreated control was significantly lower than that of the other treatments. The phorosynthetic rate increased as poultry manure and barley mulch ram decreased and as cow manure increased. Furthermore the untreated control had the lowest stomatal conductance and chlorophyll content. Our results indicated that sweet corn growth and yield in the organic plots was significantly higher than those in the conventional plots.

Reaping the benefits: science and the sustainable intensification of global agriculture

Food security is one of this century’s key global challenges. By 2050 the world will require increased crop production in order to feed its predicted 9 billion people. This must be done in the face of changing consumption patterns, the impacts of climate change and the growing scarcity of water and land. Crop production methods will also have to sustain the environment, preserve natural resources and support livelihoods of farmers and rural populations around the world. There is a pressing need for the ‘sustainable intensifi cation’ of global agriculture in which yields are increased without adverse environmental impact and without the cultivation of more land. Addressing the need to secure a food supply for the whole world requires an urgent international effort with a clear sense of long-term challenges and possibilities. Biological science, especially publicly funded science, must play a vital role in the sustainable intensifi cation of food crop production. The UK has a responsibility and the capacity to take a leading role in providing a range of scientifi c solutions to mitigate potential food shortages. This will require signifi cant funding of cross-disciplinary science for food security. The constraints on food crop production are well understood, but differ widely across regions. The availability of water and good soils are major limiting factors. Signifi cant losses in crop yields occur due to pests, diseases and weed competition. The effects of climate change will further exacerbate the stresses on crop plants, potentially leading to dramatic yield reductions. Maintaining and enhancing the diversity of crop genetic resources is vital to facilitate crop breeding and thereby enhance the resilience of food crop production. Addressing these constraints requires technologies and approaches that are underpinned by good science. Some of these technologies build on existing knowledge, while others are completely radical approaches, drawing on genomics and high-throughput analysis. Novel research methods have the potential to contribute to food crop production through both genetic improvement of crops and new crop and soil management practices. Genetic improvements to crops can occur through breeding or genetic modifi cation to introduce a range of desirable traits. The application of genetic methods has the potential to refi ne existing crops and provide incremental improvements. These methods also have the potential to introduce radical and highly signifi cant improvements to crops by increasing photosynthetic effi ciency, reducing the need for nitrogen or other fertilisers and unlocking some of the unrealised potential of crop genomes. The science of crop management and agricultural practice also needs to be given particular emphasis as part of a food security grand challenge. These approaches can address key constraints in existing crop varieties and can be applied widely. Current approaches to maximising production within agricultural systems are unsustainable; new methodologies that utilise all elements of the agricultural system are needed, including better soil management and enhancement and exploitation of populations of benefi cial soil microbes. Agronomy, soil science and agroecology—the relevant sciences—have been neglected in recent years. Past debates about the use of new technologies for agriculture have tended to adopt an either/or approach, emphasising the merits of particular agricultural systems or technological approaches and the downsides of others. This has been seen most obviously with respect to genetically modifi ed (GM) crops, the use of pesticides and the arguments for and against organic modes of production. These debates have failed to acknowledge that there is no technological panacea for the global challenge of sustainable and secure global food production. There will always be trade-offs and local complexities. This report considers both new crop varieties and appropriate agroecological crop and soil management practices and adopts an inclusive approach. No techniques or technologies should be ruled out. Global agriculture demands a diversity of approaches, specific to crops, localities, cultures and other circumstances. Such diversity demands that the breadth of relevant scientific enquiry is equally diverse, and that science needs to be combined with social, economic and political perspectives. In addition to supporting high-quality science, the UK needs to maintain and build its capacity to innovate, in collaboration with international and national research centres. UK scientists and agronomists have in the past played a leading role in disciplines relevant to agriculture, but training in agricultural sciences and related topics has recently suffered from a lack of policy attention and support. Agricultural extension services, connecting farmers with new innovations, have been similarly neglected in the UK and elsewhere. There is a major need to review the support for and provision of extension services, particularly in developing countries. The governance of innovation for agriculture needs to maximise opportunities for increasing production, while at the same time protecting societies, economies and the environment from negative side effects. Regulatory systems need to improve their assessment of benefits. Horizon scanning will ensure proactive consideration of technological options by governments. Assessment of benefi ts, risks and uncertainties should be seen broadly, and should include the wider impacts of new technologies and practices on economies and societies. Public and stakeholder dialogue—with NGOs, scientists and farmers in particular—needs to be a part of all governance frameworks.

Detection of tobacco mosaic tobamovirus in cigarettes through RT-PCR

TMV was tried to recover from a variety of branded cigarettes and cigars. Tobacco from six different brands of cigarettes and cigar were processed and reverse transcriptase polymerase chain reaction was employed for the detection of TMV. RTPCR confirmed the presence of TMV in tobacco from one brand of cigarette and one brand of cigar. Bean plants (Phaseolus vulgaris) were inoculated manually with tobacco sap of cigarettes resulting in the production of localized disease lesions. Together, these results showed that tobacco used to make cigarettes and cigars can function as an effective disease vector, potentially aiding the movement of infectious TMV between countries. This is an important finding prompting a need to test smoking tobacco for other virus particles that infect tobacco plants and survive processing as well as considering biosecurity measures to limit virus transmission

Superação da dormência em sementes de Caesalpinia pyramidalis Tul

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)