Studies of fungi associated with Tomicus piniperda L. in Finland

The Scots pine bark beetle, Tomicus piniperda is a secondary colonizer of pine and other conifers. It is a native species from Europe and Asia that was recently introduced in North America. Although it is necessary to understand this insect's interactions with other organisms, few studies have focussed on its fungal associates. This study focused on the effect of latitude in the occurrence of fungi associated with T. piniperda. T. piniperda were collected from Pinus sylvestris in Northern (Rovaniemi) and Southern (Hyytiala) Finland. Both endo- and epi- mycota were isolated. The fungi were identified using a combination of morphological features and molecular data. The results revealed a great diversity of fungi species associated with T. piniperda, with a total of 3073 isolates representing 23 species. The most frequently isolated fungi in the bark beetles from Northern Finland were Beauvaria bassiana, Kuraishia sp. and Penicillium sp. whereas P. brevicompactum and Mortierella sp. were mostly observed in the South. Ophiostoma canum and O. minus were also observed. The number of isolates per insect in the north was 2.83 epi- and 2.38 for endo-mycota fungus. In the south, the number of isolates per insect was 4.1 for epi- and 3.5 for endo-mycota. Statistical analysis indicated that there was significant differences in fungal populations associated with the beetles in Southern and Northern Finland. There was however no significant difference between the epi- and endo-mycota fungal populations. The highest richness and diversity of the fungal species was observed in the South. However, the overall fungal diversity index analysis revealed that the mycobiota was undersampled.

4-Nitro 2-picoline-l-oxide complexes of lanthanide perchlorates

4-Nitro 2-picoline-l-oxide (NPicO) complexes of the formulae La (NPicO)5 (CIO4)3, Ln2 (NPicO)9 (C1O4)6 (Ln = Pr, Nd, and Gd) and Ln (NPicO)4 (CIO4)3 (Ln == Tb, Dy, Ho and Yb) have been synthesised and characterised by analysis, electrolytic conductance, infrared, proton NMR and electronic spectral data. A tentative coordination number of 6 for all the complexes have been assigned

Harvesting undelimbed Scots pine (Pinus sylvestris L.) from first thinnings for integrated production of kraft pulp and energy

The present study evaluates the feasibility of undelimbed Scots pine (Pinus sylvestris L.) for integrated production of pulp and energy in a kraft pulp mill from the technical, economic and environmental points of view, focusing on the potential of bundle harvesting. The feasibility of tree sections for pulp production was tested by conducting an industrial wood-handling experiment, laboratory cooking and bleaching trials, using conventional small-diameter Scots pine pulpwood as a reference. These trials showed that undelimbed Scots pine sections can be processed in favourable conditions as a blend with conventional small-diameter pulpwood without reducing the pulp quality. However, fibre losses at various phases of the process may increase when using undelimbed material. In the economic evaluation, both pulp production and wood procurement costs were considered, using the relative wood paying capability of a kraft pulp mill as a determinant. The calculations were made for three Scots pine first-thinning stands with the breast-height diameter of the removal (6 12 cm) as the main distinctive factor. The supply chains included in the comparison were based on cut-to-length harvesting, whole-tree harvesting and bundle harvesting (whole-tree bundling). With the current ratio of pulp and energy prices, the wood paying capability declines with an increase in the proportion of the energy fraction of the raw material. The supply system based on the cut-to-length method was the most efficient option, resulting in the highest residual value at stump in most cases. A decline in the pulp price and an increase in the energy price improved the competitiveness of the whole-tree systems. With short truck transportation distances and low pulp prices, however, the harvesting of loose whole trees can result in higher residual value at stump in small-diameter stands. While savings in transportation costs did not compensate for the high cutting and compaction costs by the second prototype of the bundle harvester, an increase in transportation distances improved its competitiveness. Since harvesting undelimbed assortments increases nutrient export from the site, which can affect soil productivity, the whole-tree alternatives included in the present study cannot be recommended on infertile peatlands and mineral soils. The harvesting of loose whole trees or bundled whole trees implies a reduction in protective logging residues and an increase in site traffic or payloads. These factors increase the risk of soil damage, especially on peat soils with poor bearing capacity. Within the wood procurement parameters which were examined, the CO2 emissions of the supply systems varied from 13 27 kg m3. Compaction of whole trees into bundles reduced emissions from transportation by 30 39%, but these reductions were insufficient to compensate for the increased emissions from cutting and compaction.

Timotein (Phleum pratense ssp. pratense L.) alkuperän vaikutus kylmänkestävyyteen, vernalisaatiovaatimukseen sekä kasvuun ja kehitykseen

Nurmiheinien merkitys maailmanlaajuisesti on merkittävä, sillä noin 69 % maapallon peltopinta-alasta on pysyvää laidunmaata tai niittyä. Suomessa nurmien osuus on noin 29 %, ja tuotanto perustuu pääosin intensiiviseen säilörehuntuotantoon. Yleisin nurmiheinälaji Suomessa on timotei (Phleum pratense ssp. pratense L.). Timotei on talvenkestävä ja soveltuu siksi pohjoisiin kasvuoloihin. Timoteilajikkeita jalostettaessa pohjoista alkuperää olevia vanhempaislinjoja käytetään hyvän talvenkestävyyden varmistamiseksi, eteläisiä tavoiteltaessa nopeaa kasvurytmiä. Ilmaston muutoksen ennustetaan lisäävän erilaisia äärioloja kuten myrskyjä ja sateita. Vuorokauden keskilämpötila nousee ja kasvukausi pidentyy. Lisäksi talvet muuttuvat sateisemmiksi. Muutokset näkyvät erityisesti pohjoisissa kasvuympäristöissä. Tutkimuksessa haluttiinkin selvittää eri alkuperää edustavien timoteilajikkeiden ja linjojen kylmänkestävyyttä, kasvu-, ja kehitysnopeutta sekä vernalisaation vaikutusta. Lisäksi tutkittiin syysviljojen vernalisaatiovasteen mittaamiseen käytettyjen menetelmien soveltuvuutta nurmille. Tutkimukseen kuului kaksivuotinen peltokoe sekä kasvatuskaappikoe. Vernalisaatio nopeutti timotein kasvua ja kehitystä. Tutkimuksen perusteella eteläistä alkuperää olevilla lajikkeilla kasvu- ja kukintavalmius oli olemassa ilman vernalisaatiota. Pohjoisilla lajikkeilla oli suurempi vernalisaatiovaste ja niiden kukkiminen ja kasvu nopeutui vernalisaation myötä. Vernalisaatiolla oli vaikutusta myös kasvuston rakenteeseen. Generatiivisten versojen määrä lisääntyi vernalisaation myötä, kun taas vegetatiivisten versojen määrä väheni. Kylmänkestävyys oli tutkimuksen perusteella riippuvainen syksyn karaistumisjakson pituudesta sekä jakson lämpösummasta (FH-COLD). Korkea keskilämpötila ja lyhyt karaistumisjakso heikensivät kylmänkestävyyttä. Vastaavasti karaistumiskauden lämpötilan ollessa välillä 0 °C:ta ja + 5 °C:ta ja jakson pituuden kasvaessa kylmänkestävyys lisääntyi. Tutkimuksen perusteella vernalisaatiolla oli selvä vaikutus timotein kasvuun ja kehitykseen. Pohjoista alkuperää olevat timoteit reagoivat vernalisaatioon eteläisiä enemmän. Osa pohjoisista linjoista vaati vernalisaation generatiivisten versojen muodostumiseen. Syysviljojen vernalisaatiovasteen mittausmenetelmät soveltuvat osin myös puhtaiden timoteilajikkeiden vernalisaation seurantaan.

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.

Carbon-13 NMR studies of lipid mobilization pattern in germinating groundnut (Arachis hypogaea L.) seeds

The products of lipid mobilization in groundnut (Arachis hypogaea L.) seeds as a function of time immediately after imbibition are monitored by 13C NMR. Different parts of the embryonic axis, namely,the radicle, hypocotyl, and plumule, exhibit characteristic time dependent 13C NMR spectra observed at 24-h intervals after imbibition. The various stages in the transformation of storage lipids present in different parts of the embryonic axis are clearly demonstrated. The transformaton of storage lipids is completed first in the radicle followed by the hypocotyl and finally the plumule. A mechanism of the transformation of the storage lipids is discussed.

Männyn (Pinus sylvestris L.) sydänpuun laadun ja määrän jalostamisen mahdollisuudet

Tässä työssä tutkittiin männyn sydänpuun määrän ja laadun jalostamisen mahdollisuuksia sekä sitä, miten sydänpuun ominaisuudet kytkeytyvät toisiinsa. Koska puun kasvu on jalostusohjelmassamme tärkeä jalostustavoite, otettiin kasvutunnuksista tarkasteluun mukaan rinnankorkeusläpimitta ja tutkittiin sen yhteyttä sydänpuun määrään ja laatuun. Erityisesti sydänpuun laatuominaisuuksien on todettu vaikuttavan puuaineen lahonkestävyyteen. Mikäli näihin ominaisuuksiin on mahdollista vaikuttaa jalostamalla, olisi valintaa mahdollista suunnata niin, että kaupalliseen tuotantoon saataisiin puita, joiden luontainen lahonkestävyys olisi nykyistä korkeampi. Tutkimuksen kohteena olleet jälkeläiskokeet sijaitsivat Savonrannalla ja Leppävirralla. Molemmilta jälkeläiskokeilta valittiin tutkittavaksi samat 53 puolisisarperhettä. Savonrannan jälkeläiskokeella otoskoko oli 10 jälkeläistä/perhe. Leppävirralla joistain perheistä tutkittiin vain 9 tai 8 jälkeläistä. Tutkittavista jälkeläisistä otettiin kairanlastunäyte, josta määritettiin sydänpuuosuus, sydänpuun lustojen lukumäärä sekä sydänpuun säde. Lisäksi otettiin näyte kokonaisfenolipitoisuuden ja tiheyden määrittämistä varten. Mitatuista tunnuksista estimoitiin ominaisuuksien heritabiliteetit, additiivisen geneettisen vaihtelun kerroin, ominaisuuksien väliset geneettiset ja fenotyyppiset korrelaatiot sekä kasvupaikkojen väliset geneettiset korrelaatiot. Saadut tulokset osoittavat, että erityisesti sydänpuun laatuominaisuuksien periytyvyys on korkea. Kokonaisfenolipitoisuuden periytyvyysaste oli molemmilla jälkeläiskokeilla 0,54. Tiheyden heritabiliteetti oli Leppävirralla 0,58 ja Savonrannallakin kohtalainen 0,26. Sydänpuun säteen, sydänpuun lustojen lukumäärän sekä sydänpuuprosentin periytyvyysasteet olivat kohtalaisia vain Leppävirran aineistossa. Myös rinnankorkeusläpimitan periytyvyyssaste jäi Savonrannalla selvästi alhaisemmaksi kuin Leppävirralla. Lahonkestävyysjalostuksen kannalta heritabiliteetit vaikuttavat kuitenkin hyviltä. Estimoitujen geneettisten korrelaatioiden perusteella sydänpuun määrän ja laadun samanaikainen jalostus vaikuttaa vaikealta. Geneettisten korrelaatioiden pohjalta pääteltiin myös, ettei kasvua lisäämällä pystytä parantamaan sydänpuun laatua. Sitä vastoin sydänpuun määrän ja kasvun välinen geneettinen yhteys vaikutti selvältä. Laatuominaisuuksien välille estimoitiin kohtalainen fenotyyppinen korrelaatio (0,31 ja 0,34), joten näyttää siltä, että puuaineen tiheyden lisääntyessä myös sen kokonaisfenolipitoisuus lisääntyy. Kasvupaikkojen väliset geneettiset korrelaatiot osoittivat, että samat genotyypit ovat parhaita kaikissa ympäristöissä. Savonrannan jälkeläiskokeella tavattiin alkuvuosina useita bioottisia stressitekijöitä, joilla on voinut olla vaikutusta nyt saatuihin tuloksiin. Lisätutkimus kasvupaikan vaikutuksesta tutkittuihin ominaisuuksiin on tarpeen myös siksi, että tässä tutkimuksessa verratut kasvupaikat olivat hyvin pitkälle toistensa kaltaiset.

Radical Annulation Strategy to Chiral Pupukeanones: Total Synthesis of (+)-10-ex&l(- Naphthyl)pupukean-9-onea nd (+)-lO-exo-l(- Naphthyl)-5-epipupukean-9-ones1

Intramolecular alkylation reaction of the bromoenone 12, obtained from S-carvone in three steps, furnished the bicyclo[2.2.2]octenone 13. Contrary to the anticipated radical annulation reaction, the bicyclic bromides 14 and 15, obtained from the enone 13, generated exclusively the cyclopropane product 18 via a 3-exo-trig radical cyclization on reaction with nBu3SnH and AIBN, even in the presence of a large excess of a radicophile. On the other hand, bromoenone 24, synthesized from R-carvone via S-naphthylcarvone 21, underwent radical annulation reaction in the presence of radicophiles to furnish the isotwistanes 25-28 in a regio- and stereospecific manner. Hydrogenation of the olefin 34, obtained from the diketone 27 via a regiospecific Wittig reaction, furnished the naphthyl-5-epipupukean-9-one 33, whereas stereoselective hydrogenation of the enone 36, prepared from the keto ester 25 via a Grignard reaction and dehydration sequence, generated the naphthylpupukeanone 32.

Squeezed states, photon-number distributions, and U(l) invariance

We study the photon-number distribution in squeezed states of a single-mode radiation field. A U(l)-invariant squeezing criterion is compared and contrasted with a more restrictive criterion, with the help of suggestive geometric representations. The U(l) invariance of the photon-number distribution in a squeezed coherent state, with arbitrary complex squeeze and displacement parameters, is explicitly demonstrated. The behavior of the photon-number distribution for a representative value of the displacement and various values of the squeeze parameter is numerically investigated. A new kind of giant oscillation riding as an envelope over more rapid oscillations in this distribution is demonstrated.

Stereochemical properties and x-ray structure of a water-soluble diastereomeric (arene)ruthenium(II) Schiff-base complex: [Ru(.eta.-MeC6H4Pri-p)(H2O)(L*)](ClO4), containing a weakly bound aqua ligand [HL* = (S)-(.alpha.-methylbenzyl)salicylaldimine]

An air-stable and water-soluble diastereomeric half-sandwich ruthenium(I1) complex, [Ru(s-MeCsH4Pr'-p)(H*O)-(L*)] (C104) (l), has been isolated and structurally characterized [HL* = (27)-(a methylbenzyl)salicylaldimine,2-HOC6H4CH-NCHMePhI. Complex 1, Czd-I3oNO&lRu, crystallizes in the noncentric triclinic space group P1 with a = 9.885(1) A, b = 10.185(1) A, c = 14.187(2) A, a = 110.32(1)', 6 = 102.17(1)', y = 102.41(1)O, V=1243( 1) A3, and 2 = 2. The X-ray structure shows the presence of two diastereomers in a 1:l ratio having RR,,,SCand SR,,,&c onfigurations. The Ru-OHz bond distances are considerably long, and the values for RR, - a~n d SRu-1isomers are 2.1 19(5) and 2.203(5) A, respectively. The aqua complex (1) exists as a single diastereomer in solution,and it forms stable adducts with P-, N-, and halide-donor ligands. The stereochemical changes associated with adduct-forming reactions follow an inversion order: PPhs >> P(OMe)3 > pyridine bases >> halides (I, Br, Cl) >H20.

A regiospecific radical annulation strategy to functionalised chiral bicyclo[3.3.l]nonanes

A radical annulation, i.e. an intermolecular radical Michael addition followed by an intramolecular Michael addition of the resultant radical (radical cyclisation) has been employed for the construction of chiral functionalised bicyclo[3.3,1]-nonanes. Thus reaction of carvone hydrohalides 7 with (n)Bu(3)SnH and AIBN in the presence of excess of radicophiles 4 furnished, regiospecifically bicyclo[3.3.1]nonanes 8-14, introducing three new chiral centres in a stereoselective manner. Analogously the bromide 18 generated the bridgehead substituted bicyclo[3.3.1]-nonanes 19-21.

Chloroplastic glutamine synthetase from normal and water stressed safflower (Carthamus tinctorius L.) leaves

The chloroplastic isoform of glutamine synthetase (GS(2), EC 6.3.1.2) from normal and water stressed safflower (Carthamus tinctorius L. cv.A-300) leaves has been purified to apparent electrophoretic homogeneity by a procedure involving anion-exchange, hydrophobic and size-exclusion chromatography followed by electroelution of the protein from preparative polyacrylamide gels. The observed molecular weight of the native protein varied from 305-330 kDa depending on the sizing column employed. The native protein is composed of 44 kDa subunits. Under conditions of saturating ammonium and at ATP levels of 0.1-10 mM, double-reciprocal plots with respect to glutamate are biphasic and concave downward at high concentrations of the varied substrate for normal enzyme but are linear for enzyme from water-stressed plants. Under subsaturating ATP levels, K-Glu is over 18-fold lower for enzyme from stressed leaves. The K-m, (ATP) varies with Mg2+ levels in the assay mixture. Double-reciprocal plots of initial velocity with respect to ATP at changing fixed levels of NH4+ are linear for normal enzyme but are curved upwards for enzyme from stressed leaves. Initial velocity data of 1/v vs. 1/ammonium for the enzyme from both the sources are non-linear (curved upwards) when ATP is saturating. At subsaturating ATP levels, the data are linear for normal enzyme but are still non-linear for the enzyme from stressed leaves. The results obtained suggest positively cooperative binding of NH4+ A V-max(/2) value of 3.6 mM for Mg2+ was obtained at 5 mM ATP. The isoelectric point of the native protein from normal and stressed leaves was determined to be, respectively, 5.6 and 6.1. The mixed competitive and competitive inhibitors, methionine sulfoximine and ADP and K-i values of 0.086 mM (0.017 for the enzyme from stressed leaves) and 2.15 mM (1.70 for the enzyme from stressed leaves), respectively. Enzyme from stressed leaves is not inhibited by 5 mM proline. The observed kinetic constants of GS(2) from normal and water stressed safflower seedlings are discussed in relation to the known water-stress tolerance of this crop plant.

Interaction of EcoP1 modification methylase with S-adenosyl-L-methionine: a UV-crosslinking study

EcoP1 modification methylase was radioactively labeled when incubated with S-adenosyl-L-[methyl-3H]methionine in the presence of ultraviolet light. Crosslinking of the enzyme as detected by electrophoresis on sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel followed by fluorography and autoradiography, was shown to be specific by a number of criteria. More importantly, EcoP1 modification methylase was also radioactively labeled with S-adenosyl-L-[carboxyl-14C]methionine demonstrating that labeling involved binding of the entire AdoMet molecule rather than methylation of the protein. Further, c2 EcoP1 mutant DNA modification methylases which show negligible or very little methylation activity, correspondingly formed a weak or no adduct upon crosslinking. These results suggest that photolabeling of EcoP1 DNA modification methylase occurs at the AdoMet binding site.

Interactions of L-serine at the active site of serine hydroxymethyltransferases: induction of thermal stability

Serine hydroxymethyltransferase (SHMT), EC 2.1.2.1, exhibits broad substrate and reaction specificity. In addition to cleaving many 3-hydroxyamino acids to glycine and an aldehyde, the enzyme also catalyzed the decarboxylation, transamination and racemization of several substrate analogues of amino acids. To elucidate the mechanism of interaction of substrates, especially L-serine with the enzyme, a comparative study of interaction of L-serine with the enzyme from sheep liver and Escherichia coli, was carried out. The heat stability of both the enzymes was enhanced in the presence of serine, although to different extents. Thermal denaturation monitored by spectral changes indicated an alteration in the apparent T, of sheep liver and E. coli SHMTs from 55 +/- 1 degrees C to 72 +/- 3 degrees C at 40 mM serine and from 67 +/- 1 degrees C to 72 +/- 1 degrees C at 20 mM serine, respectively. Using stopped flow spectrophotometry k values of (49 +/- 5)(.)10(-3) s(-1) and (69 +/- 7).10(-3) s(-1) for sheep liver and E. coli enzymes were determined at 50 mM serine. The binding of serine monitored by intrinsic fluorescence and sedimentation velocity measurements indicated that there was no generalized change in the structure of both proteins. However, visible CD measurements indicated a change in the asymmetric environment of pyridoxal 5'-phosphate at the active site upon binding of serine to both the enzymes. The formation of an external aldimine was accompanied by a change in the secondary structure of the enzymes monitored by far UV-CD spectra. Titration microcalorimetric studies in the presence of serine (8 mM) also demonstrated a single class of binding and the conformational changes accompanying the binding of serine to the enzyme resulted in a more compact structure leading to increased thermal stability of the enzyme.