Genomic regions influencing seminal root traits in barley

Water availability is a major limiting factor for crop production, making drought adaptation and its many component traits a desirable attribute of plant cultivars. Previous studies in cereal crops indicate that root traits expressed at early plant developmental stages, such as seminal root angle and root number, are associated with water extraction at different depths. Here, we conducted the first study to map seminal root traits in barley (Hordeum vulgare L.). Using a recently developed high-throughput phenotyping method, a panel of 30 barley genotypes and a doubled-haploid (DH) population (ND24260 × 'Flagship') comprising 330 lines genotyped with diversity array technology (DArT) markers were evaluated for seminal root angle (deviation from vertical) and root number under controlled environmental conditions. A high degree of phenotypic variation was observed in the panel of 30 genotypes: 13.5 to 82.2 and 3.6 to 6.9° for root angle and root number, respectively. A similar range was observed in the DH population: 16.4 to 70.5 and 3.6 to 6.5° for root angle and number, respectively. Seven quantitative trait loci (QTL) for seminal root traits (root angle, two QTL; root number, five QTL) were detected in the DH population. A major QTL influencing both root angle and root number (RAQ2/RNQ4) was positioned on chromosome 5HL. Across-species analysis identified 10 common genes underlying root trait QTL in barley, wheat (Triticum aestivum L.), and sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench]. Here, we provide insight into seminal root phenotypes and provide a first look at the genetics controlling these traits in barley.

Fine root dry matter relative to mango (Mangifera indica) tree scion size grafted on size-controlling rootstocks, is negatively related to scion growth rate

Knowledge of root dry matter (DM) allocation, in relation to differing vigour conferred by rootstock cultivars, is required to understand the structural relationships between rootstock and scion. We investigated the mass of roots (four size classes up to 23 mm diameter) by coring proximal to five polyembryonic mango rootstock cultivars known to differ in their effects on the vigour and productivity of scion cultivar ‘Kensington Pride’, in a field trial of 13-year-old trees. Significant differences in fine (<0.64 and 0.64–1.88 mm diameter) and small (1.88–7.50 mm) root DM contents were observed between rootstock cultivars. There was a complex relationship between the amount of feeder (fine and small size classes) roots and scion size (trunk cross sectional area, TCSA), with intermediate size trees on rootstock MYP having the most feeder roots, while the smallest trees, on the rootstock Vellaikulamban had the least of these roots. Across rootstock cultivars, tree vigour (TCSA growth rate) was negatively and significantly related to the ratio of fine root DM/scion TCSA, suggesting this may be a useful indicator of the vigour that different rootstocks confer on the scion. In contrast non-ratio root DM and scion TCSA results had no significant relationships. The significant rootstock effects on orchard root growth and tree size could not be predicted from earlier differences in nursery seedling vigour, nor did seedling vigour predict root DM allocation.

Evaluation of chlorothalonil and paraffinic oil alone and in combinations with registered fungicides for the control of yellow Sigatoka (Mycosphaerella musicola) of bananas in Northern Queensland, Australia

The efficacy of chlorothalonil and paraffinic oil alone and in combinations with the registered fungicides propiconazole, tebuconazole, difenoconazole, epoxiconazole and pyrimethanil was evaluated in a field experiment over two cropping cycles in 2013 and 2014 in Northern Queensland, Australia, for control of yellow Sigatoka (caused by Mycosphaerella musicola) of banana. The predominantly applied by the banana industry treatment mancozeb with paraffinic oil was included for comparison. The results from the two cropping cycles suggested that all chemicals used with paraffinic oil were as effective or more effective than when applied with chlorothalonil, and chlorothalonil alone. Difenoconazole and epoxiconazole with paraffinic oil followed by propiconazole with paraffinic oil were the most effective treatments. Pyrimethanil and tebuconazole plus chlorothalonil were the least effective treatments. None of the chemical treatments was phytotoxic or reduced yield.

Highly heritable resistance to root-lesion nematode (Pratylenchus thornei) in Australian chickpea germplasm observed using an optimised glasshouse method and multi-environment trial analysis

Pratylenchus thornei is a root-lesion nematode (RLN) of economic significance in the grain growing regions of Australia. Chickpea (Cicer arietinum) is a significant legume crop grown throughout these regions, but previous testing found most cultivars were susceptible to P. thornei. Therefore, improved resistance to P. thornei is an important objective of the Australian chickpea breeding program. A glasshouse method was developed to assess resistance of chickpea lines to P. thornei, which requires relatively low labour and resource input, and hence is suited to routine adoption within a breeding program. Using this method, good differentiation of chickpea cultivars for P. thornei resistance was measured after 12 weeks. Nematode multiplication was higher for all genotypes than the unplanted control, but of the 47 cultivars and breeding lines tested, 17 exhibited partial resistance, allowing less than two fold multiplication. The relative differences in resistance identified using this method were highly heritable (0.69) and were validated against P. thornei data from seven field trials using a multi-environment trial analysis. Genetic correlations for cultivar resistance between the glasshouse and six of the field trials were high (>0.73). These results demonstrate that resistance to P. thornei in chickpea is highly heritable and can be effectively selected in a limited set of environments. The improved resistance found in a number of the newer chickpea cultivars tested shows that some advances have been made in the P. thornei resistance of Australian chickpea cultivars, and that further targeted breeding and selection should provide incremental improvements.

Molecular Characterization of Sclerospora graminicola, the Incitant of Pearl Millet Downy Mildew Using ISSR Markers

The DNA polymorphism among 22 isolates of Sclerospora graminicola, the causal agent of downy mildew disease of pearl millet was assessed using 20 inter simple sequence repeats (ISSR) primers. The objective of the study was to examine the effectiveness of using ISSR markers for unravelling the extent and pattern of genetic diversity in 22 S. graminicola isolates collected from different host cultivars in different states of India. The 19 functional ISSR primers generated 410 polymorphic bands and revealed 89% polymorphism and were able to distinguish all the 22 isolates. Polymorphic bands used to construct an unweighted pair group method of averages (UPGMA) dendrogram based on Jaccard's co-efficient of similarity and principal coordinate analysis resulted in the formation of four major clusters of 22 isolates. The standardized Nei genetic distance among the 22 isolates ranged from 0.0050 to 0.0206. The UPGMA clustering using the standardized genetic distance matrix resulted in the identification of four clusters of the 22 isolates with bootstrap values ranging from 15 to 100. The 3D-scale data supported the UPGMA results, which resulted into four clusters amounting to 70% variation among each other. However, comparing the two methods show that sub clustering by dendrogram and multi dimensional scaling plot is slightly different. All the S. graminicola isolates had distinct ISSR genotypes and cluster analysis origin. The results of ISSR fingerprints revealed significant level of genetic diversity among the isolates and that ISSR markers could be a powerful tool for fingerprinting and diversity analysis in fungal pathogens.

In vitro protection of umbilical cord blood–derived primitive hematopoietic stem progenitor cell pool by mannose-specific lectins via antioxidant mechanisms

BACKGROUND: Earlier we reported that an oral administration of two mannose-specific dietary lectins, banana lectin (BL) and garlic lectin (GL), led to an enhancement of hematopoietic stem and progenitor cell (HSPC) pool in mice. STUDY DESIGN AND METHODS: Cord blood–derived CD34+ HSPCs were incubated with BL, GL, Dolichos lectin (DL), or artocarpin lectin (AL) for various time periods in a serum- and growth factor–free medium and were subjected to various functional assays. Reactive oxygen species (ROS) levels were detected by using DCHFDA method. Cell fractionation was carried out using lectin-coupled paramagnetic beads. RESULTS: CD34+ cells incubated with the lectins for 10 days gave rise to a significantly higher number of colonies compared to the controls, indicating that all four lectins possessed the capacity to protect HSPCs in vitro. Comparative analyses showed that the protective ability of BL and GL was better than AL and DL and, therefore, further experiments were carried out with them. The output of long-term culture-initiating cell (LTC-IC) and extended LTC-IC assays indicated that both BL and GL protected primitive stem cells up to 30 days. The cells incubated with BL or GL showed a substantial reduction in the ROS levels, indicating that these lectins protect the HSPCs via antioxidant mechanisms. The mononuclear cell fraction isolated by lectin-coupled beads got enriched for primitive HSPCs, as reflected in the output of phenotypic and functional assays. CONCLUSION: The data show that both BL and GL protect the primitive HSPCs in vitro and may also serve as cost-effective HSPC enrichment tools.

Content of zinc, iron and their absorption inhibitors in Nicaraguan common beans (Phaseolus vulgaris L.).

Protein-energy malnutrition and mineral deficiencies are two of the three forms of nutritional deficiencies that affect most developing countries due to inadequate access to food and diets based on a sole crop. Common bean (Phaseolus vulgaris L.) is the staple crop of Nicaragua and it has the potential to improve the nutritional status of the poorest group of the nation. Its high content of both protein and nonhaem iron provides many nutrients, but inhibitors also may prevent absorption of iron and zinc by the human consumer. A proper production chain must be followed to ensure the best grain quality for the consumer. To achieve food security, both production and high nutritional content must be maintained. Four nationally important accessions of common bean, with different harvesting dates, were selected to be submitted to two treatments: to evaluate the impact of storage conditions on the end quality of the grain. The duration of the study was six months with sampling every six weeks, and the two treatments were controlled one stored at 40°C and 75 RH %, and the other was stored in in-situ conditions. Proximate and mineral composition was evaluated as well as tannin, phytate and bioavailability. Significant differences among different accessions were found, being the most significant in protein, Fe and Zn content, tannins and phytate. Protein values ranged from 21-23%. Iron content was 61-81 mg/kg but only 3-4% was bioavailable. Zinc content was 21-25 mg/kg and 10-12% was bioavailable. The concentration of phytate ranged from 8.6-9.6 mg/g while tannin values ranged within 37.7-43.8 mg/g. Storage at high temperatures was demonstrated to have an impact on certain nutritional compounds and proved detrimental to final grain quality. Soluble sugar content and tannin content decreased after six months in both storage conditions, IDF decreased in the in-situ and SDF in the stress. The iron content and bioavailability in INTA Biofortificado were not as outstanding as expected, so experiments should be conducted to compare its iron uptake and delivery with other cultivars.

Constructing Fair Tourism in Ecuador: The Case of Asoguabo

Tämän pro gradu-tutkielman tarkoitus on tutkia, miten reilun kaupan banaania tuottavan El Guabon pienten banaaninviljelijöiden järjestön Asoguabon reilun turismin projekti on rakennettu. Projektin muotoutumista tutkitaan tässä työssä kahdesta eri näkökulmasta: siitä, miksi ja miten Asoguabo on monipuolistanut viljelystä turismiin, sekä siitä, millainen kuva projektista on rakennettu markkinoinnin kautta ja miten reilun kaupan mainonnasta tuttuja ilmiöitä on hyödynnetty reilun turismin rakentamisessa. Tutkielman teoreettisena taustana on maaseudun muutoksia tarkasteleva uuden ruraliteetin käsite. Turismi on viime vuosikymmenten aikana muuttunut, ja matkailijat etsivät yhä enemmän aitoja ja autenttisia matkailukokemuksia. Samanaikaisesti turismia on tuotteistettu korostamalla sen tiettyjä, kestävän kehityksen mukaisia piirteitä, ja erityisesti kehittyvissä maissa turismia markkinoidaan usein vaihtoehtoisena, yhteisöpohjaisena tai ekoturismina. Reilu turismi on uutena käsitteenä tullut mukaan tähän laajaan kirjoon, ja tämä tutkielma käsitteleekin Asoguabon projektia nimenomaan reilun turismin näkökulmasta. Tämä tutkielma on tapaustutkimus Asoguabon turismiprojektista, ja pohjautuu kuukauden pituiseen kenttätyöhön Ecuadorissa tammikussa 2010 sekä kirjoittajan aiempiin kokemuksiin Asoguabosta. Aineisto koostuu 21 puoli-strukturoidusta laadullisesta haastattelusta kuudentoista informantin kanssa, joista suurin osa oli hyvin läheisesti tekemisissä projektin kanssa. Tämän lisäksi aineistonkeruussa on käytetty havainnointia sekä projektin markkinointimateriaalien sisällönanalyysia. Tutkielma osoittaa reilun turismin projektin sisältävän monia haasteita ennen kuin se voi saavuttaa tavoitteensa tuottaa lisätuloja Asoguabon toimintaan. Tutkimushetkellä projekti hyödytti suoraan pääasiassa muutamia järjestön viljelijöitä, lähinnä niitä, jotka toimivat projektissa oppaina. Nämä oppaat hyötyvät projektista saamalla pieniä lisätuloja, kasvattamalla sosiaalista pääomaansa, sekä saamalla mahdollisuuden oppia muun muassa osallistumalla kursseille. Tutkimuksen keskeiset tulokset osoittavat myös, kuinka vuorovaikutus-ongelmat projektin eri toimijoiden välillä vaikeuttavat tiedonkulkua ja täten reilun turismin toimintaa. Nämä ongelmat myös lisäävät epätietoisuutta Asoguabon muiden viljelijöiden parissa. Lisäksi tutkimus osoittaa, kuinka reilun turismin projektin mainonnassa käytetään osittain samoja keinoja kuin reilun kaupan tuotteiden mainonnassa, joskin tuottajia on kuvattu mainosmateriaaleissa yllättävän vähän ja pääosassa ovat usein eurooppalaiset turistit.

Lihaluujauhon soveltuvuus sokerijuurikkaan lannoitteeksi

Lihaluujauho muodostaa maatilojen myytävien kasvi- ja eläinperäisten tuotteiden jälkeen tärkeimmän agroekosysteemeistä poispäin suuntautuvan ravinnevirran. Se sisältää runsaasti pääkasvinravinteita typpeä, fosforia ja kalsiumia (N ~8%, P ~5%, Ca yleensä ~10-15% luuaineksen määrästä riippuen), sekä kaliumia n.1% tai alle. Lihaluujauho on todettu tehokkaaksi lannoitteeksi useilla viljelykasveilla ja sen käyttö on sallittu myös luomuviljelyssä EU-alueella. Lihaluujauhoon ja erityisesti sen rehukäyttöön liittyvistä riskeistä merkittävin on TSE-tautien riski (naudan BSE-, lampaiden ja vuohien scrapie-, sekä ihmisen vCJD-taudit). Rehukäyttöä on monissa maissa rajoitettu 1980-luvulla puhjenneen BSE-kriisin myötä. BSE-taudin leviäminen yhdistettiin tilanteeseen, jossa nautaperäistä lihaluujauhoa käytettiin nautaeläinten rehun ainesosana. Myös lihaluujauhon käytössä turkiseläinrehuna saattaa piillä BSE:n tai muun TSE-taudin riski. Oikein käsitellyn lihaluujauhon lannoitekäyttöön ei kuitenkaan näytä tarkastelemieni tutkimusten perusteella sisältyvän huomattavaa TSEriskiä, jos huolehditaan asianmukaisista varotoimista ja menettelyistä sekä tuotteen valmistusprosessissa, että käytettäessä lannoitetta. Lihaluujauhon lannoitekäytön lisääminen edistäisi ruokajärjestelmämme ravinnekierron sulkemista etenkin fosforin osalta. Lihaluujauho on uusiutuva luonnonvara, jonka lannoitekäytöllä voitaisiin korvata huomattava osa lannoiteaineena kulutettavista fosforipitoisista kiviaineista. Sokerijuurikkaan lannoituskokeissa Varsinais-Suomen Kaarinassa vuosina 2008 ja 2009 lihaluujauhokäsittelyt eivät menestyneet aivan yhtä hyvin satotasovertailussa kuin kontrollikäsittelyiden NPK-väkilannoitteet, mutta laatuominaisuuksiltaan (sokeripitoisuus, amino-N, K, ja Na-pitoisuudet) joiltakin osin kontrollikäsittelyjä paremmin. Kokeissa käytetyt lajikkeet olivat ’Jesper’ vuonna 2008 ja ’Lincoln’ vuonna 2009. Käytetty lihaluujauholannoite oli Honkajoki Oy:n Viljo Yleislannoite 8-4-3, joka sisälsi noin 10% kaliumsulfaatin ja kasviperäisten sivutuotteiden seosta. Viljo-lannoitetta käytettiin sekä yksistään, että yhdistettynä 10-25%:iin väkilannoitetta. Vuoden 2009 Viljo-koejäseniin vielä lisättiin kaliumsulfaattilannoitetta (42% K, 18% S), jotta päästiin annetun kaliumin määrässä päästiin lannoitussuosituksen (60 kg K/ha) tasolle. Pelkkä Viljo-lannoite tuotti merkitsevästi alhaisemmat sadot kuin kontrollikäsittelyt molempina vuosina. Kuitenkin kun Viljolannoitteen ohella käytettiin väkilannoitetta (10-25% kasvin typentarpeesta) päästiin varsin lähelle kontrollikäsittelyiden satotasoja. Myös pelkän LLJ-lannoitteen tuottamat satotasot olivat kuitenkin selvästi paremmat kuin Suomen keskimääräiset juurikassadot. Viljo-käsittelyillä oli selvästi positiivinen vaikutus laatutekijöihin amino-N, K ja Na vuonna 2008, mutta vuonna 2009 näiden pitoisuudet jäivät kontrollikäsittelyjen tasolle. Viljo-käsittelyiden sokeripitoisuudet olivat vuonna 2008 kontrollikäsittelyn luokkaa ja Viljo77%+NK1:n osalta kontrollia merkitsevästi paremmat. Vuoden 2009 sokeripitoisuudet olivat kaikilla koejäsenillä erinomaiset, ja käsittelyiden välillä ei ilmennyt merkitseviä eroja. Kokeiden perusteella kaliumsulfaatilla täydennetty lihaluujauho on hyvin toimiva lannoite sokerijuurikkaalla Suomen olosuhteissa, etenkin yhdistettynä väkilannoitteeseen.

Mehiläisten (Apis mellifera) kukkavierailut mansikalla (Fragaria x ananassa) ja vadelmalla (Rubus idaeus) sekä kukkavierailuihin vaikuttavat tekijät

Hyönteispölytys lisää monien ristipölytteisten viljelykasvien siemensatoa sekä parantaa sadon laatua. Marjakasveilla, kuten mansikalla ja vadelmalla marjojen koko suurenee sekä niiden laatu paranee onnistuneen pölytyksen seurauksena. Aiempien havaintojen mukaan mansikan kukat eivät pääsääntöisesti houkuttele mehiläisiä, kun taas vadelma on yksi mehiläisten pääsatokasveista. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, miten tehokkaasti mehiläiset vierailevat mansikalla sekä vadelmalla, keskittyen kukkakohtaisiin käynteihin tuntia kohti. Mehiläisiä voidaan käyttää Gliocladium catenulatum-vektoreina torjuttaessa mansikan ja vadelman harmaahometta (Botrytis cinerea). Kukkavierailujen perusteella arvioidaan, onko vektorilevitys riittävän tehokas torjumaan harmaahometta ja miten hyvin mehiläisiä voidaan käyttää pölytyspalveluihin, etenkin mansikalla. Havainnot kerättiin kuudelta eri tilalta Sisä-Savosta kesällä 2007. Kukkavierailuja laskettiin mansikan ja vadelman kukinnan aikana erilaisissa sääolosuhteissa, eri kellonaikoina ja eri etäisyyksillä mehiläispesistä. Kukat valittiin satunnaisesti, ja valintaperusteena oli kukan avonaisuus. Tarkkailuaika riippui mehiläisten lentoaktiivisuudesta. Mansikan koko havaintojakson keskiarvoksi tuli 1,75 käyntiä kukkaa kohti tunnissa. Vadelmalla vastaava luku oli 4,27, joten keskiarvojen perusteella vadelma oli houkuttelevampi kuin mansikka. Kasvukauden vaiheella ei ollut eroja vierailuihin kummallakaan kasvilla, mutta vuorokaudenajan suhteen vierailuja oli enemmän aamupäivällä kuin iltapäivällä. Lämpötila korreloi positiivisesti vierailutiheyden kanssa kummallakin kasvilla. Sääolosuhteet rajoittivat havaintojen keräämistä ja kesä oli erittäin sateinen. Mehiläiset vierailivat kukissa riittävästi haastavissakin sääolosuhteissa niin, että harmaahometorjunta onnistui. Vektorilevitystä suunnitellessa, etenkin mansikalla, tulee ottaa huomioon pesien sijoittelu sekä riittävä lukumäärä. Pesien ravinnontarpeen tulee olla suuri, jotta mehiläiset keräisivät ravintoa kukista mahdollisimman tehokkaasti. Pesiin voidaan lisätä tarvittaessa avosikiöitä tai poistaa siitepölyvarastoja ravinnonkeruuaktiivisuuden lisäämiseksi. Lisätutkimusta tarvitaan pesien sijoittelun, kilpailevien kasvien sekä mansikkalajikkeiden houkuttelevuuden vaikutuksesta vierailutiheyteen. Suomalaisten mansikkalajikkeiden meden sekä siitepölyneritystä olisi myös hyvä selvittää.

Constructing Fair Tourism in Ecuador: The Case of Asoguabo

Tämän pro gradu-tutkielman tarkoitus on tutkia, miten reilun kaupan banaania tuottavan El Guabon pienten banaaninviljelijöiden järjestön Asoguabon reilun turismin projekti on rakennettu. Projektin muotoutumista tutkitaan tässä työssä kahdesta eri näkökulmasta: siitä, miksi ja miten Asoguabo on monipuolistanut viljelystä turismiin, sekä siitä, millainen kuva projektista on rakennettu markkinoinnin kautta ja miten reilun kaupan mainonnasta tuttuja ilmiöitä on hyödynnetty reilun turismin rakentamisessa. Tutkielman teoreettisena taustana on maaseudun muutoksia tarkasteleva uuden ruraliteetin käsite. Turismi on viime vuosikymmenten aikana muuttunut, ja matkailijat etsivät yhä enemmän aitoja ja autenttisia matkailukokemuksia. Samanaikaisesti turismia on tuotteistettu korostamalla sen tiettyjä, kestävän kehityksen mukaisia piirteitä, ja erityisesti kehittyvissä maissa turismia markkinoidaan usein vaihtoehtoisena, yhteisöpohjaisena tai ekoturismina. Reilu turismi on uutena käsitteenä tullut mukaan tähän laajaan kirjoon, ja tämä tutkielma käsitteleekin Asoguabon projektia nimenomaan reilun turismin näkökulmasta. Tämä tutkielma on tapaustutkimus Asoguabon turismiprojektista, ja pohjautuu kuukauden pituiseen kenttätyöhön Ecuadorissa tammikussa 2010 sekä kirjoittajan aiempiin kokemuksiin Asoguabosta. Aineisto koostuu 21 puoli-strukturoidusta laadullisesta haastattelusta kuudentoista informantin kanssa, joista suurin osa oli hyvin läheisesti tekemisissä projektin kanssa. Tämän lisäksi aineistonkeruussa on käytetty havainnointia sekä projektin markkinointimateriaalien sisällönanalyysia. Tutkielma osoittaa reilun turismin projektin sisältävän monia haasteita ennen kuin se voi saavuttaa tavoitteensa tuottaa lisätuloja Asoguabon toimintaan. Tutkimushetkellä projekti hyödytti suoraan pääasiassa muutamia järjestön viljelijöitä, lähinnä niitä, jotka toimivat projektissa oppaina. Nämä oppaat hyötyvät projektista saamalla pieniä lisätuloja, kasvattamalla sosiaalista pääomaansa, sekä saamalla mahdollisuuden oppia muun muassa osallistumalla kursseille. Tutkimuksen keskeiset tulokset osoittavat myös, kuinka vuorovaikutus-ongelmat projektin eri toimijoiden välillä vaikeuttavat tiedonkulkua ja täten reilun turismin toimintaa. Nämä ongelmat myös lisäävät epätietoisuutta Asoguabon muiden viljelijöiden parissa. Lisäksi tutkimus osoittaa, kuinka reilun turismin projektin mainonnassa käytetään osittain samoja keinoja kuin reilun kaupan tuotteiden mainonnassa, joskin tuottajia on kuvattu mainosmateriaaleissa yllättävän vähän ja pääosassa ovat usein eurooppalaiset turistit.

Berry phenolics: isolation, analysis, identification, and antioxidant properties

The main objectives in this thesis were to isolate and identify the phenolic compounds in wild (Sorbus aucuparia) and cultivated rowanberries, European cranberries (Vaccinium microcarpon), lingonberries (Vaccinium vitis-idaea), and cloudberries (Rubus chamaemorus), as well as to investigate the antioxidant activity of phenolics occurring in berries in food oxidation models. In addition, the storage stability of cloudberry ellagitannin isolate was studied. In wild and cultivated rowanberries, the main phenolic compounds were chlorogenic acids and neochlorogenic acids with increasing anthocyanin content depending on the crossing partners. The proanthocyanidin contents of cranberries and lingonberries were investigated, revealing that the lingonberry contained more rare A-type dimers than the European cranberry. The liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS) analysis of cloudberry ellagitannins showed that trimeric lambertianin C and sanguiin H-10 were the main ellagitannins. The berries, rich in different types of phenolic compounds including hydroxycinnamic acids, proanthocyanidins, and ellagitannins, showed antioxidant activity toward lipid oxidation in liposome and emulsion oxidation models. All the different rowanberry cultivars prevented lipid oxidation in the same way, in spite of the differences in their phenolic composition. In terms of liposomes, rowanberries were slightly more effective antioxidants than cranberry and lingonberry phenolics. Greater differences were found when comparing proanthocyanidin fractions. Proanthocyanidin dimers and trimers of both cranberries and lingonberries were most potent in inhibiting lipid oxidation. Antioxidant activities and antiradical capacities were also studied with hydroxycinnamic acid glycosides. The sinapic acid derivatives of the hydroxycinnamic acid glycosides were the most effective at preventing lipid oxidation in emulsions and liposomes and scavenging radicals in DPPH assay. In liposomes and emulsions, the formation of the secondary oxidation product, hexanal, was inhibited more than that of the primary oxidation product, conjugated diene hydroperoxides, by hydroxycinnamic acid derivatives. This indicates that they are principally chain-breaking antioxidants rather than metal chelators, although they possess chelating activity as well. The storage stability test of cloudberry ellagitannins was performed by storing ellagitannin isolate and ellagitannins encapsulated with maltodextrin at different relative vapor pressures. The storage stability was enhanced by the encapsulation when higher molecular weight maltodextrin was used. The best preservation was achieved when the capsules were stored at 0 or 33% relative vapor pressures. In addition, the antioxidant activities of encapsulated cloudberry extracts were followed during the storage period. Different storage conditions did not alter the antioxidant activity, even though changes in the ellagitannin contents were seen. The current results may be of use in improving the oxidative stability of food products by using berries as natural antioxidants.

In vitro protection of umbilical cord blood-derived primitive hematopoietic stem progenitor cell pool by mannose-specific lectins via antioxidant mechanisms.

BACKGROUND: Earlier we reported that an oral administration of two mannose-specific dietary lectins, banana lectin (BL) and garlic lectin (GL), led to an enhancement of hematopoietic stem and progenitor cell (HSPC) pool in mice. STUDY DESIGN AND METHODS: Cord blood derived CD34+ HSPCs were incubated with BL, GL, Dolichos lectin (DL), or artocarpin lectin (AL) for various time periods in a serum- and growth factor free medium and were subjected to various functional assays. Reactive oxygen species (ROS) levels were detected by using DCHFDA method. Cell fractionation was carried out using lectin-coupled paramagnetic beads. RESULTS: CD34+ cells incubated with the lectins for 10 days gave rise to a significantly higher number of colonies compared to the controls, indicating that all four lectins possessed the capacity to protect HSPCs in vitro. Comparative analyses showed that the protective ability of BL and GL was better than AL and DL and, therefore, further experiments were carried out with them. The output of long-term culture-initiating cell (LTC-IC) and extended LTC-IC assays indicated that both BL and GL protected primitive stem cells up to 30 days. The cells incubated with BL or GL showed a substantial reduction in the ROS levels, indicating that these lectins protect the HSPCs via antioxidant mechanisms. The mononuclear cell fraction isolated by lectin-coupled beads got enriched for primitive HSPCs, as reflected in the output of phenotypic and functional assays.CONCLUSION: The data show that both BL and GL protect the primitive HSPCs in vitro and may also serve as cost-effective HSPC enrichment tools.

Development of tissue culture and virus-induced gene silencing for Calendula officinalis

Calendula officinalis is grown widely as an ornamental plant across Europe. It belongs to the large. Asteraceae family. In this study, the aim was to explore the possibilities to use Calendula officinalis as a new model organism for flower development and secondary mechanism studies in Asteraceae. Tissue culture of Calendula officinalis was established using nine different cultivars. Murashige & Skoog (MS) medium with four different combinations of plant growth regulators were tested. Of all these combinations, the medium containing 1mg/l BAP, 0.1 mg/l IAA, and 1mg/l Zeatin achieved highest frequency of adventitious shoot regeneration from hypocotyl and cotyledon explants. Virus-induced gene silencing is a recent developed genetic tool for charactering the gene functions in plants, and extends the range of host plants that are not accessible for Agrobacterium transformation. Here, tobacco rattle virus (TRV)-based VIGS technique was tested in calendula (cv. Single Orange). We used TRV carrying Gerbera hybrid phytoene desaturase (PDS) gene fragment to induce PDS silencing in calendula. Vacuum infiltration and syringe infiltration methods both resulted in photo-bleaching phenotypes in leaves, bracts and petals. Loss-of-function phenotypes occurred on calendula 13 days post-infiltration. In conclusion, the data indicates that calendula explants can be regenerated through tissue culture which is a prerequisite for development of stable transformation methods. However, further optimization is still needed to improve the frequency. In addition, VIGS was applied to silence PDS marker gene expression indicating that this method has potential for gene functional studies in future.

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.