" Arabidopsis Thaliana " response to insect feeding : new components controlling defense gene expression and plant resistance

Abstract: Plants cannot run away to escape attacking herbivores, but they defend themselves by producing anti-digestive proteins and toxic compounds (for example glucosinolates). The first goal of this thesis was to study changes in gene expression after insect attack using microarrays. The responses of Arabidopsis thaliana to feeding by the specialist Pieris rapae and the generalist Spodoptera liffora is were compared. We found that the transcript profiles after feeding by the two chewing insects were remarkably similar, although the generalist induced a slightly stronger response. The second goal was to evaluate the implication of the four signals jasmonic acid (JA), salicylic acid (SA), ethylene (ET), and abscisic acid (ABA) in the control of insect-regulated gene expression. Using signaling mutants, we observed that JA was the predominant signal and that ABA modulated defense gene expression. In contrast, SA and ET appeared to control slightly gene expression, but only after feeding by S. litforalis. The third goal was to establish whether plant responses are really effective against insects. In accordance with the transcript profile, both insects were affected by the JA-dependent defenses, as they performed better on the JA-insensitive mutant. S. littoralis also performed better on ABA-deficient mutants, providing evidence for the role of ABA in defense against insects. When testing indole or aliphatic glucosinolate deficient mutants, we found that they were also more susceptible to insect feeding, providing some of the first genetic evidence for the defensive role of glucosinolates in planta. Finally, a glutathione-deficient mutant, pad2-1, was also more susceptible to insect feeding and we could attribute this phenotype to a lowered accumulation of the major indole glucosinolate. In this thesis, we provide a comprehensive list of insect-regulated genes, including many transcription factors that constitute interesting candidate genes for the further study of insect-induced expression changes. Understanding how the plant responses to insects are regulated will provide tools for a better management of insect pest in the field. Résumé: Les plantes ne peuvent s'échapper pour fuir les insectes qui les attaquent, mais elles se défendent en produisant des protéines anti-digestives et des composés toxiques (par exemple des glucosinolates). Le premier but de cette thèse était d'étudier les changements de l'expression génétique lors d'attaque par des insectes en utilisant des puces à ADN. Nous avons comparé la réponse d'Arabidopsis thaliana à deux espèces d'insectes avec des habitudes alimentaires différentes : le spécialiste Pieris rapae et le généraliste Spodoptera littoralis. Nous avons trouvé que les profils de transcription après l'attaque par les deux insectes sont remarquablement similaires, bien que le généraliste induise une réponse légèrement plus forte. Le deuxième but était de déterminer l'implication de quatre signaux dans le contrôle de la réponse :l'acide jasmonique (JA), l'acide salicylique (SA), l'éthylène (ET), et l'acide abscissique (ABA). En utilisant de mutants de signalisation, nous avons montré que l'acide jasmonique était le signal prédominant et que l'acide abscissique modulait l'expression génétique. D'autre part, l'acide salicylique et l'éthylène contrôlent à un degré moindre l'expression génétique, mais seulement après l'attaque par S. littoralís. Le troisième but était d'établir si les réponses des plantes sont efficaces contre les insectes. En accord avec le profil de transcription, les deux espèces d'insectes se sont mieux développées sur un mutant insensible au JA, indiquant que les défenses contrôlées par ce signal sont cruciales pour la plante. De plus, les larves de S. littorales se sont mieux développées sur des mutants déficients en ABA, ce qui fournit une preuve du rôle de l'acide abscissique dans la défense contre les insectes. En testant des mutants déficients en glucosinolates de type indole ou aliphatique, nous avons trouvé qu'ils étaient plus sensibles aux insectes, démontrant ainsi le rôle défensif des glucosinolates in planta. Finalement, le mutant déficient en glutathion pad2-1 était aussi plus sensible à l'attaque des insectes, et nous avons pu attribuer ce phénotype à une plus faible augmentation d'un indole glucosinolate dans ce mutant. Dans cette thèse, nous avons mis en évidence un nombre important de gènes contrôlés par les insectes, comprenant de nombreux facteurs de transcription qui constituent des candidats intéressants pour`étudier plus en détail les changements d'expression génétique induits par les insectes. Une meilleure compréhension de la réponse des plantes contre l'attaque des insectes devrait nous permettre de développer de nouvelles stratégies pour mieux gérer les ravageurs des cultures.

Determination and Evaluation of Alternate Methods for Managing and Controlling Highway-Related Dust, TR-449, 2002

Road dust is caused by wind entraining fine material from the roadway surface and the main source of Iowa road dust is attrition of carbonate rock used as aggregate. The mechanisms of dust suppression can be considered as two processes: increasing particle size of the surface fines by agglomeration and inhibiting degradation of the coarse material. Agglomeration may occur by capillary tension in the pore water, surfactants that increase bonding between clay particles, and cements that bind the mineral matter together. Hygroscopic dust suppressants such as calcium chloride have short durations of effectiveness because capillary tension is the primary agglomeration mechanism. Somewhat more permanent methods of agglomeration result from chemicals that cement smaller particles into a mat or larger particles. The cements include lignosulfonates, resins, and asphalt products. The duration of the cements depend on their solubility and the climate. The only dust palliative that decreases aggregate degradation is shredded shingles that act as cushions between aggregate particles. It is likely that synthetic polymers also provide some protection against coarse aggregate attrition. Calcium chloride and lignosulfonates are widely used in Iowa. Both palliatives have a useful duration of about 6 months. Calcium chloride is effective with surface soils of moderate fine content and plasticity whereas lignin works best with materials that have high fine content and high plasticity indices. Bentonite appears to be effective for up to two years and works well with surface materials having low fines and plasticity and works well with limestone aggregate. Selection of appropriate dust suppressants should be based on characterization of the road surface material. Estimation of dosage rates for potential palliatives can be based on data from this report, from technical reports, information from reliable vendors, or laboratory screening tests. The selection should include economic analysis of construction and maintenance costs. The effectiveness of the treatment should be evaluated by any of the field performance measuring techniques discussed in this report. Novel dust control agents that need research for potential application in Iowa include; acidulated soybean oil (soapstock), soybean oil, ground up asphalt shingles, and foamed asphalt. New laboratory evaluation protocols to screen additives for potential effectiveness and determine dosage are needed. A modification of ASTM D 560 to estimate the freeze-thaw and wet-dry durability of Portland cement stabilized soils would be a starting point for improved laboratory testing of dust palliatives.

Signaling pathways controlling induced resistance to insect herbivores in Arabidopsis.

Insect attack triggers changes in transcript level in plants that are mediated predominantly by jasmonic acid (JA). The implication of ethylene (ET), salicylic acid (SA), and other signals in this response is less understood and was monitored with a microarray containing insect- and defense-regulated genes. Arabidopsis thaliana mutants coi1-1, ein2-1, and sid2-1 impaired in JA, ET, and SA signaling pathways were challenged with the specialist small cabbage white (Pieris rapae) and the generalist Egyptian cotton worm (Spodoptera littoralis). JA was shown to be a major signal controlling the upregulation of defense genes in response to either insect but was found to suppress changes in transcript level only in response to P. rapae. Larval growth was affected by the JA-dependent defenses, but S. littoralis gained much more weight on coi1-1 than P. rapae. ET and SA mutants had an altered transcript profile after S. littoralis herbivory but not after P. rapae herbivory. In contrast, both insects yielded similar transcript signatures in the abscisic acid (ABA)-biosynthetic mutants aba2-1 and aba3-1, and ABA controlled transcript levels both negatively and positively in insect-attacked plants. In accordance with the transcript signature, S. littoralis larvae performed better on aba2-1 mutants. This study reveals a new role for ABA in defense against insects in Arabidopsis and identifies some components important for plant resistance to herbivory.

Controlling anomalous stresses in soft field-responsive systems

We report a phenomenon occurring in field-responsive suspensions: shear-induced anomalous stresses. Competition between a rotating field and a shear flow originates a multiplicity of anomalous stress behaviors in suspensions of bound dimers constituted by induced dipoles. The great variety of stress regimes includes nonmonotonic behaviors, multiresonances, negative viscosity effect, and blockades. The reversibility of the transitions between the different regimes and the self-similarity of the stresses make this phenomenon controllable and therefore applicable to modify macroscopic properties of soft condensed matter phases.

Chaperones and proteases: cellular fold-controlling factors of proteins in neurodegenerative diseases and aging.

The formation of toxic protein aggregates is a common denominator to many neurodegenerative diseases and aging. Accumulation of toxic, possibly infectious protein aggregates induces a cascade of events, such as excessive inflammation, the production of reactive oxygen species, apoptosis and neuronal loss. A network of highly conserved molecular chaperones and of chaperone-related proteases controls the fold-quality of proteins in the cell. Most molecular chaperones can passively prevent protein aggregation by binding misfolding intermediates. Some molecular chaperones and chaperone-related proteases, such as the proteasome, can also hydrolyse ATP to forcefully convert stable harmful protein aggregates into harmless natively refoldable, or protease-degradable, polypeptides. Molecular chaperones and chaperone-related proteases thus control the delicate balance between natively folded functional proteins and aggregation-prone misfolded proteins, which may form during the lifetime and lead to cell death. Abundant data now point at the molecular chaperones and the proteases as major clearance mechanisms to remove toxic protein aggregates from cells, delaying the onset and the outcome of protein-misfolding diseases. Therapeutic approaches include treatments and drugs that can specifically induce and sustain a strong chaperone and protease activity in cells and tissues prone to toxic protein aggregations.

Extracellular-signal-regulated kinase 5 modulates the antioxidant response by transcriptionally controlling Sirtuin 1 expression in leukemic cells.

Cancer cell metabolism differs from that of non-transformed cells in the same tissue. This specific metabolism gives tumor cells growing advantages besides the effect in increasing anabolism. One of these advantages is immune evasion mediated by a lower expression of the mayor histocompatibility complex class I molecules. The extracellular-signal-regulated kinase-5 regulates both mayor histocompatibility complex class I expression and metabolic activity. However, the mechanisms underlying are largely unknown. We show here that extracellular-signal-regulated kinase-5 regulates the transcription of the NADH(+)-dependent histone deacetylase silent mating type information regulation 2 homolog 1 (Sirtuin 1) in leukemic Jurkat T cells. This involves the activation of the transcription factor myocyte enhancer factor-2 and its binding to the sirt1 promoter. In addition, extracellular-signal-regulated kinase-5 is required for T cell receptor-induced and oxidative stress-induced full Sirtuin 1 expression. Extracellular-signal-regulated kinase-5 induces the expression of promoters containing the antioxidant response elements through a Sirtuin 1-dependent pathway. On the other hand, down modulation of extracellular-signal-regulated kinase-5 expression impairs the anti-oxidant response. Notably, the extracellular-signal-regulated kinase-5 inhibitor BIX02189 induces apoptosis in acute myeloid leukemia tumor cells without affecting T cells from healthy donors. Our results unveil a new pathway that modulates metabolism in tumor cells. This pathway represents a promising therapeutic target in cancers with deep metabolic layouts such as acute myeloid leukemia.

Logistics Management in China's Development Zones - Finnish Metal Industry Perspective

Alikehittynyt infrastruktuuri, tiukat säädökset ja säädösten tulkitseminen, sekä monimutkaiset verotuskäytännöt ovat aiheuttaneet ongelmia suomalaisille Alikehittynyt infrastruktuuri, tiukat säädökset ja säädösten tulkitseminen, sekä monimutkaiset verotuskäytännöt ovat aiheuttaneet ongelmia suomalaisille yrityksille Kiinassa. Tutkimuksen perusteella yritykset eivät pysty vaikuttamaan infrastruktuurin kehittymiseen tai säädösten implementointiin, mutta ylläpitämällä suhteita ja valitsemalla oikeat partnerit yritykset pystyvät hallitsemaan ongelma-alueitaan. Etenkin ulkomaalaisille yrityksille oikean logistiikkaoperaattorin valinta on tärkeätä ja huomioon ottaen palvelutason, kulttuuritaustan sekä kansainväliset operaatiot on ulkomaalaisten yritysten tehokkaampaa käyttää kansainvälisiä operaattoreita kuin paikallisia toimijoita, jotkaovat usein halvempia, mutta eivät pysty toimimaan kansainvälisellä tasolla. Vientiin keskittyneiden yritysten tulisi sijoittua vapaakauppa-alueille tai vientiin painottuneille teollisuusalueille. Kyseisillä alueilla liiketoiminta mannermaahan on rajoitettu, eivätkä alueet täten sovellu yrityksille, jotka ovat keskittyneet Kiinan markkinoille. Paikallisesti operoivien yritysten tulisi sijoittua normaaleihin teollisuuspuistoihin ja käyttää tullin valvomia varastoja tukemaan kansainvälisiä toimintojaan.Tulisi myös muistaa etteivät kiinalaiset teollisuuspuistot täytä kansainvälisiä kriteerejä, joten säädöksiin on tärkeätä tutustua huolella jamielipiteitä kerätä toisilta yrityksiltä. Kiinassa merkittävimmät logistiikkaongelmat ilmenevät tuonnin ja viennin yhteydessä, jolloin säädökset ja toimintamallit ovat kontrolloidumpia. Etenkin tullaus- ja arvonlisävero ongelmat liittyvät kiinteästi tuonti- ja vientiprosessiin. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että tullausprosessi tehostuu yhteistyön ja koulutuksen kautta, mutta arvonlisäverosta aiheutuvien kustannusten minimointi vaatii logistiikkapuistojen käyttöä. Mikäli asiakas haluaa tehdä tullauksen kotiprovinssissaan tai yritys tekee kauppaa ALV -vapautettujen yritysten kanssa, tulisi logistiikkapuistojen käyttöä lisätä. Käytettäessä logistiikkapuistoja yritykset välttävät tuotteiden kuljetukset Hongkongiin jatakaisin säästäen huomattavasti kustannuksissa ja toimitusajoissa. Logistiikkapuistoja on myös mahdollista käyttää ratkaisuna kasvaviin ja viivästyviin ALV palautuksiin. Tutkimuksen tulosten mukaan toimintaympäristö ja vientipainotteinen valmistus ohjaavat 3PL yritysten valintaa ja vaihtoehtoisten logistiikkapalvelujen implementointia. Etabloiduttaessavapaakauppa-alueille vientiin ja tuontiin liittyvät ongelmatekijät vahvistuvat sekä rajoitukset kiinan liiketoimintaan kasvavat, mikä tekee yhteistyönkansainvälisten logistiikkaoperaattoreiden kanssa välttämättömäksi ja kannustaa hyödyntämään logistiikkapuistoja.

Benchmarking Spare Parts' Logistics Process

Työn tavoitteena oli selvittää SBU:n varastovaraosien logistinen prosessin tämänhetkinen tilanne verrattuna muihin ja sitä kautta oppia uusia tehokkaita tapoja hallita sitä sekä parantaa sen kilpailukykyä. Selvittäminen tapahtui benchmarkkaamalla SBU:n varastovaraosien logistinen prosessi kahteen sen kilpailijaan ja viiteen muuhun ei kilpailija yritykseen. Bechmarking -aineiston kerääminen tapahtui pääasiassa Inter netin, haastattelujen, bechmarking -kyselyn ja yritysvierailujen avulla. Tulosten vertailu ja analysointi perustui kerättyyn aineistoon. Kriteereiksi lopullista vertailua varten valittiin seikat, joihin liittyvä tieto oli saatavilta suurimmalta osalta bechmarking -yrityksistä. Tuloksena lopullisesta vertailusta muodostettiin "ranking" lista, jossa yritykset on laitettu paremmuus-järjestykseen. Tässä vertailussa SBU sijoittui viimeiseksi ja SBU varastovaraosien logistisessa prosessissa havaittiin olevan useita parannuskohteita. Joka tapauksessa SBU sai paljon tietoa siitä, kuinka muut yritykset hallitsevat prosessinsa ja kuinka SBU:n tulisi tulevaisuudessa hallita oma logistinen prosessinsa ja kuinka se voisi sitä kautta lisätä kilpailukykyään.

Determining, Balancing and Controlling of Pitch and White Pitch at Stora Enso Kabel Production Line 4

Työn ensimmäisenä tarkoituksena oli kartoittaa kiinteä-neste ja neste-neste uuttomenetelmillä pihkan ja valkopihkan määrä Stora Enso Kabelin tuotantolinja 4:llä. Työn kannalta oli myöstärkeää saada selvyys saostumien koostumuksesta. Lopullinen päämäärä oli automatisoida fiksatiivin annostelu uuden, jatkuvatoimisen märänpäänanalysaattorin avulla. Mäntyosuuden kasvattaminen hiokemassassa lisää hydrofobisten partikkeleiden lukumäärää, minkä uskotaan lisäävän saostumariskiä. Työtä varten kehitetty neste-neste uuttomenetelmä, jota ei ole liiemmin paperiteollisuudessa käytetty, voi olla hyvä menetelmä lipofiilisten komponenttien määrän arviointiin tietyssä määrässä massa- tai prosessivesinäytettä. Virtaussytometri-menetelmän avulla tutkittiin pihka- tai valkopihkapartikkeleiden määrää ja kokojakaumaa eri prosessinäytteissä. Virtaussytometri-menetelmällä mitattujen valkopihkapartikkeleiden lukumäärän ja päällystetyn hylyn saostimen suodoksen sameuden välille löytyiselvä korrelaatio. Fiksatiivimäärän vaikutusta päällystetyn hylyn saostimen suodoksen sameuteen tutkittiin koeajojaksolla, jossa fiksatiivin annostelua säädettiin käsin. Käytetyt annosmäärät eivät riittäneet sameuden pitämiseen tasaisena matalalla tasolla.

Characterization of rue extract and its potential for controlling rice blast

Abstract: The objective of this work was to purify and standardize the rue (Ruta graveolens) extract and evaluate its effect on Magnaporthe oryzae as an alternative to the integrated management of rice blast. The drug was characterized, the liquid extract was obtained, and the methodology for quantifying the standard markers psoralen and bergapten was validated. Rue extract and the markers, solely or in combination, were assayed in vitro, as well as in greenhouse conditions, for their ability to suppress leaf blast, by the evaluation of mycelial growth, conidial germination, and appressorium formation. Rue extract inhibited M. oryzae mycelial growth (100%), conidial germination (LD50=0.237 mg), and the appressorium formation (LD50=0.121 mg); besides, the extract reduced leaf blast severity by 80.84%. Fluorescence microscopy showed that rue extract did not damage M. oryzae cell wall and plasma membrane, indicating another mode of action. Rue extract has a great potential for controlling rice leaf blast.

Prosessinostureita valmistavan liiketoimintayksikön arvoverkoston kustannusrakenne

Työn tarkoituksena on tutkia prosessinosturiliiketoiminnan rajatun arvoketjun ja - verkoston kustannuksia. Tavoitteena on selvittää valittujen vaihtoehtoisten valmistuspaikkojen toimintojen pohjalta yleinen arvoketju kustannuskertymineen. Lisäksi tavoitteena on kehittää taulukkolaskentaohjelmistoon perustuva laskentamalli tai perustyökalu kustannusten kasautumisen arviointiin. Edelleen pyrkimyksenä on löytää rakennetusta mallin avulla kehitys- ja jatkotoimenpiteiden kohteita. Työssä perehdytään aluksi arvoketju -viitekehykseen ja niihin seikkoihin joista se muodostuu kirjallisuudesta löytyvän tiedon pohjalta. Arvoketjuajattelu on yksinkertaisimmillaan yrityksen toimintojen tarkastelua kilpailukyvyn ja -edun näkökulmasta. Liiketoiminnan kehittyminen verkostomaiseksi vaatii kuitenkin laajemman ¿ arvoverkosto - tarkastelunäkökulman. Toisaalta liiketoiminnan pidemmän aikavälin kilpailukyvyn suunnittelu edellyttää syvällisempää arvoketjujen ja toimintojen tarkastelua ja hallintaa, jolloin tarvitaan kehittyneempiä laskentatoimen menetelmiä ja kustannuslaskentajärjestelmiä. Tutkimuksen empiirisessä osiossa arvoketjuajattelua ja arvoverkostoviitekehystä sekä kustannuslaskentamenetelmiä sovelletaan käytännön tapauksiin. Tulokset osoittavat tutkimukseen valittujen neljän valmistuspaikan kustannuskertymän ja -rakenteen. Kustannuskertymältään alhaisimmaksi osoittautui tuotantolaitos Saudi-Arabiassa, kunloppuasiakkaan sijainti on Qatarissa. Puolalainen tehdas osoittautui puolestaankilpailukykyisimmäksi, kun nosturin toimitusosoite on Italian pohjoisosaan. Tulosten perusteella kustannusrakenteiden suurimmat kustannuserät ovat kuljetus-, teräsrakenteen valmistus- ja suunnittelutoiminnot.

Pientarvikkeidenkustannusten ja logistiikan hallinan kehittäminen

Tämän diplomityön keskeisenä päätavoitteena on luoda toimintamallivarustelutarvikkeiden kustannusten ja logistiikan hallinnalle. Päätavoite voidaan jakaa osatavoitteisiin, joita ovat tuotannon palvelutason parantaminen, kustannusten tarkempi kohdistaminen sekä kustannussäästöjen saavuttaminen. Työssä keskitytään kahden tavarantoimittajan toimittamiin varustelunimikkeisiin. Nimikkeistön analysoinnin perusteella valittiin uuteen toimintamalliinsopiva nimikkeistö. Teoriasta valittiin viitekehys, jonka ympärille uutta toimintamallia lähdettiin rakentamaan. Toimintamallin rungoksi valittiin VMI-malli eli täydennysyhteistyö. Lisäksi uuden toimintamallin rinnalle kehitettiin uusi kustannusten kohdistusmenetelmä. Tuotannon palvelutason voidaan katsoa parantuneen ja varaston sekä oston työmäärän vähentyneen jo työn aikana. Tiedon liikkuminen asiakkaan ja toimittajien välillä lisääntyi ja liiketoimintasuhteet tiivistyivät. Saatuja tuloksia verrattiin teorian ja tutkimuksen tuloksiin.

Project controlling and risk management in German machine and plant engineering industry

Tutkielman tavoitteena on määritellä projektikontrolloinnin ja - riskijohtamisen roolit ja toiminnot saksalaisissa kone- ja tehdassuunnitteluteollisuusyrityksissä. Tämä on kvalitatiivinen tutkielma, jossa käytetään voimakkaasti kuvailevia metodeita. Materiaali tutkimuksen empiiriseen osaan kerättiin kyselykaavakkeen avulla. Kyselykaavakkeiden tulokset käsiteltiin Microsoft Office Access- ohjelmalla ja analysoitiin Microsoft Office Excel- ohjelmalla ja Pivot table- työkalun avulla. Tutkimustulokset osoittavat, että asianmukaisessa projektikontrollointi- ja riskijohtamismetodien käytössä ja käyttötiheydessä esiintyy puutteita saksalaisissa kone- ja tehdassuunnitteluteollisuusyrityksissä. Tehostamalla ja keskittymällä enemmän projektikontrollointi- ja riskijohtamismetodeihin ja prosesseihin sekä projektien että yritysten suorituskyky paranisi.

Value added logistical support service: logistics cost structure and performance in the new concept. Part 3

The aim of this study is to present an Activity-Based Costing spreadsheet tool for analyzing the logistics costs. The tool can be used both by customer-companies and logistics service providers. The study discusses the influence of different activity models on costs. Additionally this paper discusses about the logistical performance across the total supply chain This study is carried out using ananalytical research approach and literature material has been used for supplementing the concerned research approach. Cost structure analysis was based on the theory of activity-based management. This study was outlined to spare part logistics in machine-shop industry. The outlines of logistics services and logisticalperformance discussed in this report are based on the new logistics business concept (LMS-concept), which has been presented earlier in the Valssi-project. Oneof the aims of this study is to increase awareness of different activity modelson logistics costs. The report paints an overall picture about the business environment and requirements for the new logistics concept.