Molecular basis and regulation of insect pathogenicity in plant-beneficial pseudomonads

Les bactéries du genre Pseudomonas ont la capacité étonnante de s'adapter à différents habitats et d'y survivre, ce qui leur a permis de conquérir un large éventail de niches écologiques et d'interagir avec différents organismes hôte. Les espèces du groupe Pseudomonas fluorescens peuvent être facilement isolées de la rhizosphère et sont communément connues comme des Pseudomonas bénéfiques pour les plantes. Elles sont capables d'induire la résistance systémique des plantes, d'induire leur croissance et de contrer des phytopathogènes du sol. Un sous-groupe de ces Pseudomonas a de plus développé la capacité d'infecter et de tuer certaines espèces d'insectes. Approfondir les connaissances sur l'interaction de ces bactéries avec les insectes pourraient conduire au développement de nouveaux biopesticides pour la protection des cultures. Le but de cette thèse est donc de mieux comprendre la base moléculaire, l'évolution et la régulation de la pathogénicité des Pseudomonas plante-bénéfiques envers les insectes. Plus spécifiquement, ce travail a été orienté sur l'étude de la production de la toxine insecticide appelée Fit et sur l'indentification d'autres facteurs de virulence participant à la toxicité de la bactérie envers les insectes. Dans la première partie de ce travail, la régulation de la production de la toxine Fit a été évaluée par microscopie à épifluorescence en utilisant des souches rapportrices de Pseudomonas protegens CHA0 qui expriment la toxine insecticide fusionnée à une protéine fluorescente rouge, au site natif du gène de la toxine. Celle-ci a été détectée uniquement dans l'hémolymphe des insectes et pas sur les racines des plantes, ni dans les milieux de laboratoire standards, indiquant une production dépendante de l'hôte. L'activation de la production de la toxine est contrôlée par trois protéines régulatrices dont l'histidine kinase FitF, essentielle pour un contrôle précis de l'expression et possédant un domaine "senseur" similaire à celui de la kinase DctB qui régule l'absorption de carbone chez les Protéobactéries. Il est donc probable que, durant l'évolution de FitF, un réarrangement de ce domaine "senseur" largement répandu ait contribué à une production hôte-spécifique de la toxine. Les résultats de cette étude suggèrent aussi que l'expression de la toxine Fit est plutôt réprimée en présence de composés dérivés des plantes qu'induite par la perception d'un signal d'insecte spécifique. Dans la deuxième partie de ce travail, des souches mutantes ciblant des facteurs de virulence importants identifiés dans des pathogènes connus ont été générées, dans le but d'identifier ceux avec une virulence envers les insectes atténuée. Les résultats ont suggéré que l'antigène O du lipopolysaccharide (LPS) et le système régulateur à deux composantes PhoP/PhoQ contribuent significativement à la virulence de P. protegens CHA0. La base génétique de la biosynthèse de l'antigène O dans les Pseudomonas plante-bénéfiques et avec une activité insecticide a été élucidée et a révélé des différences considérables entre les lignées suite à des pertes de gènes ou des acquisitions de gènes par transfert horizontal durant l'évolution de certaines souches. Les chaînes latérales du LPS ont été montrées comme vitales pour une infection des insectes réussie par la souche CHA0, après ingestion ou injection. Les Pseudomonas plante-bénéfiques, avec une activité insecticide sont naturellement résistants à la polymyxine B, un peptide antimicrobien modèle. La protection contre ce composé antimicrobien particulier dépend de la présence de l'antigène O et de la modification du lipide A, une partie du LPS, avec du 4-aminoarabinose. Comme les peptides antimicrobiens cationiques jouent un rôle important dans le système immunitaire des insectes, l'antigène O pourrait être important chez les Pseudomonas insecticides pour surmonter les mécanismes de défense de l'hôte. Le système PhoP/PhoQ, connu pour contrôler les modifications du lipide A chez plusieurs bactéries pathogènes, a été identifié chez Pseudomonas chlororaphis PCL1391 et P. protegens CHA0. Pour l'instant, il n'y a pas d'évidence que des modifications du lipide A contribuent à la pathogénicité de cette bactérie envers les insectes. Cependant, le senseur-kinase PhoQ est requis pour une virulence optimale de la souche CHA0, ce qui suggère qu'il régule aussi l'expression des facteurs de virulence de cette bactérie. Les découvertes de cette thèse démontrent que certains Pseudomonas associés aux plantes sont de véritables pathogènes d'insectes et donnent quelques indices sur l'évolution de ces microbes pour survivre dans l'insecte-hôte et éventuellement le tuer. Les résultats suggèrent également qu'une recherche plus approfondie est nécessaire pour comprendre comment ces bactéries sont capables de contourner ou surmonter la réponse immunitaire de l'hôte et de briser les barrières physiques pour envahir l'insecte lors d'une infection orale. Pour cela, les futures études ne devraient pas uniquement se concentrer sur le côté bactérien de l'interaction hôte-microbe, mais aussi étudier l'infection du point de vue de l'hôte. Les connaissances gagnées sur la pathogénicité envers les insectes des Pseudomonas plante-bénéfiques donnent un espoir pour une future application en agriculture, pour protéger les plantes, non seulement contre les maladies, mais aussi contre les insectes ravageurs. -- Pseudomonas bacteria have the astonishing ability to survive within and adapt to different habitats, which has allowed them to conquer a wide range of ecological niches and to interact with different host organisms. Species of the Pseudomonas fluorescens group can readily be isolated from plant roots and are commonly known as plant-beneficial pseudomonads. They are capable of promoting plant growth, inducing systemic resistance in the plant host and antagonizing soil-borne phytopathogens. A defined subgroup of these pseudomonads evolved in addition the ability to infect and kill certain insect species. Profound knowledge about the interaction of these particular bacteria with insects could lead to the development of novel biopesticides for crop protection. This thesis thus aimed at a better understanding of the molecular basis, evolution and regulation of insect pathogenicity in plant-beneficial pseudomonads. More specifically, it was outlined to investigate the production of an insecticidal toxin termed Fit and to identify additional factors contributing to the entomopathogenicity of the bacteria. In the first part of this work, the regulation of Fit toxin production was probed by epifluorescence microscopy using reporter strains of Pseudomonas protegens CHAO that express a fusion between the insecticidal toxin and a red fluorescent protein in place of the native toxin gene. The bacterium was found to express its insecticidal toxin only in insect hemolymph but not on plant roots or in common laboratory media. The host-dependent activation of Fit toxin production is controlled by three local regulatory proteins. The histidine kinase of this regulatory system, FitF, is essential for the tight control of toxin expression and shares a sensing domain with DctB, a sensor kinase regulating carbon uptake in Proteobacteria. It is therefore likely that shuffling of a ubiquitous sensor domain during the evolution of FitF contributed to host- specific production of the Fit toxin. Findings of this study additionally suggest that host-specific expression of the Fit toxin is mainly achieved by repression in the presence of plant-derived compounds rather than by induction upon perceiving an insect-specific signal molecule. In the second part of this thesis, mutant strains were generated that lack factors previously shown to be important for virulence in prominent pathogens. A screening for attenuation in insect virulence suggested that lipopolysaccharide (LPS) O-antigen and the PhoP-PhoQ two-component regulatory system significantly contribute to virulence of P. protegens CHAO. The genetic basis of O-antigen biosynthesis in plant-beneficial pseudomonads displaying insect pathogenicity was elucidated and revealed extensive differences between lineages due to reduction and horizontal acquisition of gene clusters during the evolution of several strains. Specific 0 side chains of LPS were found to be vital for strain CHAO to successfully infect insects by ingestion or upon injection. Insecticidal pseudomonads with plant-beneficial properties were observed to be naturally resistant to polymyxin B, a model antimicrobial peptide. Protection against this particular antimicrobial compound was dependent on the presence of O-antigen and modification of the lipid A portion of LPS with 4-aminoarabinose. Since cationic antimicrobial peptides play a major role in the immune system of insects, O-antigenic polysaccharides could be important for insecticidal pseudomonads to overcome host defense mechanisms. The PhoP-PhoQ system, which is well-known to control lipid A modifications in several pathogenic bacteria, was identified in Pseudomonas chlororaphis PCL1391 and P. protegens CHAO. No evidence was found so far that lipid A modifications contribute to insect pathogenicity in this bacterium. However, the sensor kinase PhoQ was required for full virulence of strain CHAO suggesting that it additionally regulates the expression of virulence factors in this bacterium. The findings of this thesis demonstrate that certain plant-associated pseudomonads are true insect pathogens and give some insights into how these microbes evolved to survive within and eventually kill the insect host. Results however also point out that more in-depth research is needed to know how exactly these fascinating bacteria manage to bypass or overcome host immune responses and to breach physical barriers to invade insects upon oral infection. To achieve this, future studies should not only focus on the bacterial side of the microbe-host interactions but also investigate the infection from a host-oriented view. The knowledge gained about the entomopathogenicity of plant-beneficial pseudomonads gives hope for their future application in agriculture to protect plants not only against plant diseases but also against insect pests.

A novel set of DIP-STR markers for improved analysis of challenging DNA mixtures.

Currently available molecular biology tools allow forensic scientists to characterize DNA evidence found at crime scenes for a large variety of samples, including those of limited quantity and quality, and achieve high levels of individualization. Yet, standard forensic markers provide limited or no results when applied to mixed DNA samples where the contributors are present in very different proportions (unbalanced DNA mixtures). This becomes an issue mostly for the analysis of trace samples collected on the victim or from touched objects. To this end, we recently proposed an innovative type of genetic marker, named DIP-STR that relies on pairing deletion/insertion polymorphisms (DIP) with standard short tandem repeats (STR). This novel compound marker allows detection of the minor DNA contributor in a DNA mixture of any gender and cellular origin with unprecedented resolution (beyond a DNA ratio of 1:1000). To provide a novel analytical tool useful in practice to common forensic laboratories, this article describes the first set of 10 DIP-STR markers selected according to forensic technical standards. The novel DIP-STR regions are short (between 146 and 271 bp), include only highly polymorphic tri-, tetra- and pentanucleotide tandem repeats and are located on different chromosomes or chromosomal arms to provide statistically independent results. This novel set of DIP-STR can target the amplification of 0.03-0.1 ng of DNA when mixed with a 1000-fold excess of major DNA. DIP-STR relative allele frequencies are estimated based on a survey of 103 Swiss individuals. Finally, this study provides an estimate of the occurrence of informative alleles and a calculation of the corresponding random match probability of the detected minor DIP-STR genotype assessed across 10,506 pairwise conceptual mixtures.

Assessing the use of very high resolution data to predict species distribution in a mountain environment

Nowadays, Species Distribution Models (SDMs) are a widely used tool. Using different statistical approaches these models reconstruct the realized niche of a species using presence data and a set of variables, often topoclimatic. There utilization range is quite large from understanding single species requirements, to the creation of nature reserve based on species hotspots, or modeling of climate change impact, etc... Most of the time these models are using variables at a resolution of 50km x 50km or 1 km x 1 km. However in some cases these models are used with resolutions below the kilometer scale and thus called high resolution models (100 m x 100 m or 25 m x 25 m). Quite recently a new kind of data has emerged enabling precision up to lm x lm and thus allowing very high resolution modeling. However these new variables are very costly and need an important amount of time to be processed. This is especially the case when these variables are used in complex calculation like models projections over large areas. Moreover the importance of very high resolution data in SDMs has not been assessed yet and is not well understood. Some basic knowledge on what drive species presence-absences is still missing. Indeed, it is not clear whether in mountain areas like the Alps coarse topoclimatic gradients are driving species distributions or if fine scale temperature or topography are more important or if their importance can be neglected when balance to competition or stochasticity. In this thesis I investigated the importance of very high resolution data (2-5m) in species distribution models using either very high resolution topographic, climatic or edaphic variables over a 2000m elevation gradient in the Western Swiss Alps. I also investigated more local responses of these variables for a subset of species living in this area at two precise elvation belts. During this thesis I showed that high resolution data necessitates very good datasets (species and variables for the models) to produce satisfactory results. Indeed, in mountain areas, temperature is the most important factor driving species distribution and needs to be modeled at very fine resolution instead of being interpolated over large surface to produce satisfactory results. Despite the instinctive idea that topographic should be very important at high resolution, results are mitigated. However looking at the importance of variables over a large gradient buffers the importance of the variables. Indeed topographic factors have been shown to be highly important at the subalpine level but their importance decrease at lower elevations. Wether at the mountane level edaphic and land use factors are more important high resolution topographic data is more imporatant at the subalpine level. Finally the biggest improvement in the models happens when edaphic variables are added. Indeed, adding soil variables is of high importance and variables like pH are overpassing the usual topographic variables in SDMs in term of importance in the models. To conclude high resolution is very important in modeling but necessitate very good datasets. Only increasing the resolution of the usual topoclimatic predictors is not sufficient and the use of edaphic predictors has been highlighted as fundamental to produce significantly better models. This is of primary importance, especially if these models are used to reconstruct communities or as basis for biodiversity assessments. -- Ces dernières années, l'utilisation des modèles de distribution d'espèces (SDMs) a continuellement augmenté. Ces modèles utilisent différents outils statistiques afin de reconstruire la niche réalisée d'une espèce à l'aide de variables, notamment climatiques ou topographiques, et de données de présence récoltées sur le terrain. Leur utilisation couvre de nombreux domaines allant de l'étude de l'écologie d'une espèce à la reconstruction de communautés ou à l'impact du réchauffement climatique. La plupart du temps, ces modèles utilisent des occur-rences issues des bases de données mondiales à une résolution plutôt large (1 km ou même 50 km). Certaines bases de données permettent cependant de travailler à haute résolution, par conséquent de descendre en dessous de l'échelle du kilomètre et de travailler avec des résolutions de 100 m x 100 m ou de 25 m x 25 m. Récemment, une nouvelle génération de données à très haute résolution est apparue et permet de travailler à l'échelle du mètre. Les variables qui peuvent être générées sur la base de ces nouvelles données sont cependant très coûteuses et nécessitent un temps conséquent quant à leur traitement. En effet, tout calcul statistique complexe, comme des projections de distribution d'espèces sur de larges surfaces, demande des calculateurs puissants et beaucoup de temps. De plus, les facteurs régissant la distribution des espèces à fine échelle sont encore mal connus et l'importance de variables à haute résolution comme la microtopographie ou la température dans les modèles n'est pas certaine. D'autres facteurs comme la compétition ou la stochasticité naturelle pourraient avoir une influence toute aussi forte. C'est dans ce contexte que se situe mon travail de thèse. J'ai cherché à comprendre l'importance de la haute résolution dans les modèles de distribution d'espèces, que ce soit pour la température, la microtopographie ou les variables édaphiques le long d'un important gradient d'altitude dans les Préalpes vaudoises. J'ai également cherché à comprendre l'impact local de certaines variables potentiellement négligées en raison d'effets confondants le long du gradient altitudinal. Durant cette thèse, j'ai pu monter que les variables à haute résolution, qu'elles soient liées à la température ou à la microtopographie, ne permettent qu'une amélioration substantielle des modèles. Afin de distinguer une amélioration conséquente, il est nécessaire de travailler avec des jeux de données plus importants, tant au niveau des espèces que des variables utilisées. Par exemple, les couches climatiques habituellement interpolées doivent être remplacées par des couches de température modélisées à haute résolution sur la base de données de terrain. Le fait de travailler le long d'un gradient de température de 2000m rend naturellement la température très importante au niveau des modèles. L'importance de la microtopographie est négligeable par rapport à la topographie à une résolution de 25m. Cependant, lorsque l'on regarde à une échelle plus locale, la haute résolution est une variable extrêmement importante dans le milieu subalpin. À l'étage montagnard par contre, les variables liées aux sols et à l'utilisation du sol sont très importantes. Finalement, les modèles de distribution d'espèces ont été particulièrement améliorés par l'addition de variables édaphiques, principalement le pH, dont l'importance supplante ou égale les variables topographique lors de leur ajout aux modèles de distribution d'espèces habituels.

Spatiotemporal Aspects of Environmental Monitoring in the Complex Coastal Region of Southwest Finland

The management and conservation of coastal waters in the Baltic is challenged by a number of complex environmental problems, including eutrophication and habitat degradation. Demands for a more holistic, integrated and adaptive framework of ecosystem-based management emphasize the importance of appropriate information on the status and changes of the aquatic ecosystems. The thesis focuses on the spatiotemporal aspects of environmental monitoring in the extensive and geomorphologically complex coastal region of SW Finland, where the acquisition of spatially and temporally representative monitoring data is inherently challenging. Furthermore, the region is subject to multiple human interests and uses. A holistic geographical approach is emphasized, as it is ultimately the physical conditions that set the frame for any human activity. Characteristics of the coastal environment were examined using water quality data from the database of the Finnish environmental administration and Landsat TM/ETM+ images. A basic feature of the complex aquatic environment in the Archipelago Sea is its high spatial and temporal variability; this foregrounds the importance of geographical information as a basis of environmental assessments. While evidence of a consistent water turbidity pattern was observed, the coastal hydrodynamic realm is also characterized by high spatial and temporal variability. It is therefore also crucial to consider the spatial and temporal representativeness of field monitoring data. Remote sensing may facilitate evaluation of hydrodynamic conditions in the coastal region and the spatial extrapolation of in situ data despite their restrictions. Additionally, remotely sensed images can be used in the mapping of many of those coastal habitats that need to be considered in environmental management. With regard to surface water monitoring, only a small fraction of the currently available data stored in the Hertta-PIVET register can be used effectively in scientific studies and environmental assessments. Long-term consistent data collection from established sampling stations should be emphasized but research-type seasonal assessments producing abundant data should also be encouraged. Thus a more comprehensive coordination of field work efforts is called for. The integration of remote sensing and various field measurement techniques would be especially useful in the complex coastal waters. The integration and development of monitoring system in Finnish coastal areas also requires further scientific assesement of monitoring practices. A holistic approach to the gathering and management of environmental monitoring data could be a cost-effective way of serving a multitude of information needs, and would fit the holistic, ecosystem-based management regimes that are currently being strongly promoted in Europe.

Towards actionable international comparisons of health system performance: expert revision of the OECD framework and quality indicators.

OBJECTIVE: To review and update the conceptual framework, indicator content and research priorities of the Organisation for Economic Cooperation and Development's (OECD) Health Care Quality Indicators (HCQI) project, after a decade of collaborative work. DESIGN: A structured assessment was carried out using a modified Delphi approach, followed by a consensus meeting, to assess the suite of HCQI for international comparisons, agree on revisions to the original framework and set priorities for research and development. SETTING: International group of countries participating to OECD projects. PARTICIPANTS: Members of the OECD HCQI expert group. RESULTS: A reference matrix, based on a revised performance framework, was used to map and assess all seventy HCQI routinely calculated by the OECD expert group. A total of 21 indicators were agreed to be excluded, due to the following concerns: (i) relevance, (ii) international comparability, particularly where heterogeneous coding practices might induce bias, (iii) feasibility, when the number of countries able to report was limited and the added value did not justify sustained effort and (iv) actionability, for indicators that were unlikely to improve on the basis of targeted policy interventions. CONCLUSIONS: The revised OECD framework for HCQI represents a new milestone of a long-standing international collaboration among a group of countries committed to building common ground for performance measurement. The expert group believes that the continuation of this work is paramount to provide decision makers with a validated toolbox to directly act on quality improvement strategies.

A minimal set of coordinates for describing humanoid shoulder motion

The kinematics of the anatomical shoulder are analysed and modelled as a parallel mechanism similar to a Stewart platform. A new method is proposed to describe the shoulder kinematics with minimal coordinates and solve the indeterminacy. The minimal coordinates are defined from bony landmarks and the scapulothoracic kinematic constraints. Independent from one another, they uniquely characterise the shoulder motion. A humanoid mechanism is then proposed with identical kinematic properties. It is then shown how minimal coordinates can be obtained for this mechanism and how the coordinates simplify both the motion-planning task and trajectory-tracking control. Lastly, the coordinates are also shown to have an application in the field of biomechanics where they can be used to model the scapulohumeral rhythm.

The genetic basis of color-related local adaptation in a ring-like colonization around the Mediterranean.

Uncovering the genetic basis of phenotypic variation and the population history under which it established is key to understand the trajectories along which local adaptation evolves. Here, we investigated the genetic basis and evolutionary history of a clinal plumage color polymorphism in European barn owls (Tyto alba). Our results suggest that barn owls colonized the Western Palearctic in a ring-like manner around the Mediterranean and meet in secondary contact in Greece. Rufous coloration appears to be linked to a recently evolved nonsynonymous-derived variant of the melanocortin 1 receptor (MC1R) gene, which according to quantitative genetic analyses evolved under local adaptation during or following the colonization of Central Europe. Admixture patterns and linkage disequilibrium between the neutral genetic background and color found exclusively within the secondary contact zone suggest limited introgression at secondary contact. These results from a system reminiscent of ring species provide a striking example of how local adaptation can evolve from derived genetic variation.

Construcció d'un equip per a la producció de cervesa artesana

Catalunya és un dels territoris on hi ha hagut més auge del sector de la cervesa artesana, i són molt nombroses les microcerveseries i les botigues especialitzades on es poden trobar els recursos materials necessaris, a més de ser centres difusió de coneixements relacionats. Així, doncs, aquest projecte està emmarcat en un context que permet el desenvolupament de tècniques d’elaboració de cervesa artesana. Aquest projecte es basa en la construcció d’un equip amb materials reutilitzats i amb un pressupost limitat que permet reproduir a petita escala els processos d’elaboració que es duen a terme en les microcerveseries artesanes actuals. El projecte s’ha assentat sobre la comprensió dels fonaments teòrics i pràctics del procés d’elaboració de cervesa, i amb l’experiència inicial d’elaboració de cervesa amb un equip bàsic de tipus homebrewer. Per minimintzar costos els tancs s’han construït a partir de barrils de cervesa i les parts sobrants s’han aprofitat per a altres elements. S’han emprat elements quotidians com una olla a pressió i s’ha construït un sistema regulador de pressió (per al tanc de fermentació cilindrocònic isobàric construït) en lloc d’adquirir-lo. S’ha posat l’èmfasi en minimitzar la necessitat de manipulació manual durant l’elaboració. Per tant, s’han instal·lat els components de l’equip formant un circuit tancat amb sistema de bombeig, i s’ha incorporat un sistema que permet el control i la lectura de les temperatures de cada procés. Altres elements són el sistema de filtres amb mecanisme de tub en forma d’ela (que permet l’extracció del most dels tanc de maceració i de cocció d’una manera efectiva i sense necessitat de manipulació) i el sistema de dutxa (que permet automatitzar el procés de rentat i filtrat). Un element que distingeix aquest equip d’altres equips emprats en algunes microcerveseries artesanes és el tanc de fermentació cilindrocònic isobàric amb vàlvula controladora de pressió, que permet prescindir de la doble fermentació en ampolla, ja que permet aprofitar el gas carbònic produït durant la fermentació per la carbonatació de la cervesa. Es pot concloure que gràcies a les seves característiques, l’equip permet realitzar successives elaboracions obtenint el mateix producte amb les mateixes característiques organolèptiques, principalement gràcies a la cambra de fermentació, que permet realitzar les etapes de fermentació, maduració i clarificació controlant la temperatura desitjada; al tanc de maceració amb aïllament, que permet realitzar el procés a temperatura constant sense pèrdues tèrmiques i al sistema de control de temperatura de totes les etapes. L’únic inconvenient és que, degut a la manca pressupostària, ha estat impossible l’adquisició d’un sistema d’embotellament isobàric que permeti realitzar l’embotellament sense pèrdues del gas carbònic. Per tant, el producte final pot embotellar-se amb una lleugera pèrdua de gas o es pot emmagatzemar en el mateix fermentador cilindrocònic per al seu consum directe, a l’estil d’alguns brewpubs.

Llegint Cinema. Anàlisi de la representació de la malaltia mental en el setè art

El present treball és un estudi sobre l'estigma social en la malaltia mental i la representació d'aquest al cinema. Aquesta anàlisi s'ha portat a terme a partir de dues línies de treball. Per una banda amb l'anàlisi interpretativa de dotze pel·lícules utilitzant els indicadors de 'perillositat'; 'incapacitat per a la vida'; 'incurabilitat'; 'pèrdua de rols socials'; 'por al rebuig i/o por a les relacions socials'; i per l'altra banda a partir d'un grup de discussió, en el qual s'han visionat fragments de cinc pel·lícules amb set estudiants del Grau d'Educació Social de la Universitat de Vic. Dels resultats obtinguts es desprèn que la pel·lícula és un mitjà de comunicació mitjançant el qual els estereotips són usats en favor de l'espectacle, estigmatitzant així les persones diagnosticades de malaltia mental. Aquest és un dels motius que fan valorar el cinema com un recurs educatiu a considerar tant en la formació d'educadors i educadores socials com en els projectes d'intervenció socioeducativa.

Liiketoimintastrategisten vaatimusten syntyminen ja niiden toteutumisen arviointi keskisuurten yritysten toiminnanohjausjärjestelmähankkeissa. Tapaustutkimus kolmesta teollisuusyrityksestä ja aineistolähtöinen teoria

Tietojärjestelmien strateginen kehittäminen on ollut niin liike-elämän kiinnostuksen kuin akateemisen tutkimuksenkin kohteena jo pitkään. Aihe on edelleen ajankohtainen, eikä ajankohtaisuus osoita laantumisen merkkejä. Valtaosa tutkimuksesta on kohdistunut suuryrityksiin ja jonkin verran pk-yrityksiin yhtenä ryhmänä. Tutkimus on kohdistunut aiheeseen tarkastelemalla onko tietojärjestelmien ja liiketoimintastrategian välillä yhteyttä, ja jos, onko sillä merkitystä yrityksen menestykselle. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli pureutua syvemmälle siihen tapaan, jolla yritys kytkee liiketoimintastrategiansa tietojärjestelmähankintaan. Kohdetietojärjestelmäksi tutkimuksessa valittiin toiminnanohjausjärjestelmät ja yrityskooksi keskisuuret yritykset. Toiminnanohjausjärjestelmän valintaa voidaan perustella sen kattavuudella yrityksen toiminnassa eri sidosryhmien suunnasta katsottaessa. Keskisuuret yritykset valittiin osittain sen vuoksi, koska niistä ei ole paljoakaan omaa tutkimusta, osittain sen vuoksi, että niiden luonne kehityspolun epäjatkumokohdassa haluttiin nostaa esille. Tutkimuksen empiirinen osa pohjautuu kolmeen tutkimustapaukseen, kolmen keskisuuren yrityksen toiminnanohjaushankkeeseen. Tapausyritysten liiketoiminta- ja ITjohtoa haastateltiin, ja lisäksi käytettiin kaikkea saataville ollutta kirjallista arkistoaineistoa. Tutkimuksen päämenetelmä oli Grounded Theory (GT). Tutkimustavassa ei, poiketen useista muista laadullisista tutkimustavoista, ole ennalta määrättyä viitekehystä, vaan tutkimus lähtee liikkeelle ns. puhtaalta pöydältä ilman esioletuksia luoden tutkimusprosessin kuluessa uutta teoriaa. Tutkimustavan etuna voidaan pitää ennakkoluulottomuutta. Aikaisemman tutkimuksen rooli tässä tutkimuksessa oli ensinnäkin kartoittaa tutkimusaluetta ja olla johdantona tutkimukselle, toisaalta tuloksia vertailtiin aikaisempaan tutkimukseen. Tutkimusaineisto analysoitiin tarkasti. Ensin aineisto käytiin läpi koodaamalla se aineistosta esille nousseiden käsitteiden alle. Seuraavaksi saatu tulos luokiteltiin aineistosta nousseisiin luokkiin sekä muodostettiin käsitteiden ja luokkien väliset yhteydet. Lopuksi muodostumassa oleva teoria konkretisoitiin 18 hypoteesin ja hypoteesit yhdistävän mallin avulla. Tutkimuksessa saatiin uutta tietoa siitä, miten vaatimusprosessi etenee ja miten keskisuuren yrityksen ominaispiirteet vaikuttavat vaatimusprosessiin. Lisäksi saatiin uutta tietoa siitä, mitkä ovat kriittisiä menestystekijöitä keskisuuren yrityksen toiminnanohjaushankkeessa. Keskisuuretyritykset näyttävät tämän tutkimuksen aineiston perusteella osaavan asettaa vaatimuksia toiminnanohjausjärjestelmälle liiketoimintastrategian, prosessikuvausten ja toiminnanohjausjärjestelmien tarjoamien mahdollisuuksien suunnista. Vaatimusten toteutumisenarviointi on keskisuurilla yrityksillä epäsystemaattista, kuten aikaisemmassa tutkimuksessa on todettu olevan myös suurilla yrityksillä. Resurssivaje vaikeuttaa toiminnanohjausjärjestelmän liiketoimintastrategisten vaatimusten toteutumista. Tutkimusaineiston perusteella voidaan päätellä, että keskisuurissa yrityksissä – huolimatta siitä, että niissä on olemassa prosessikuvaukset – ei ole varsinaista prosessiajattelua tai prosessijohtamista. Keskisuuret yritykset eivät tämän tutkimuksen aineiston perusteella näytä muodostavan poikkeusta, vaan mittariston käyttö on epäkypsää, eikä mittaristoa pystytä hyödyntämään tietojärjestelmähankkeen tukena. Tulosten pohjalta voidaan arvioida, että strategisen johtamisen komponentit ovat keskisuuressa yrityksessä toisistaan irrallisia. Vaikka toiminnanohjaushankkeen vaatimuksia asetettaessa liiketoimintastrategia on vahvasti mukana, jää vaatimuksenasettelu karkealle tasolle, eikä konkretisoidu prosesseihin ja mittarointiin. Sen seurauksena toiminnanohjausjärjestelmästä ei saada kaikkea sitä hyötyä ja tukea liiketoimintastrategialle, mikä olisi mahdollista. Tutkimuksessa tuli myös esille resurssi- ja osaamispuutteen haittavaikutuksia keskisuurten yritysten toiminnanohjaushankkeiden vaatimusprosessissa. Puutteet yhdistettynä hajallaan oleviin strategisen johtamisen komponentteihin muodostavat yhdessä vaikean lähtökohdan strategiselle toiminnanohjaushankkeelle.

LWC-paperin opasiteetin parantaminen

LWC-syväpainopaperilta vaaditaan hyvän ajettavuuden, kiillon ja sileyden ohella hyvää opasiteettia. Tämä on asettanut haasteita LWC-paperin valmistajille paperin neliömassojen laskiessa. Tässä diplomityössä etsittiin keinoja parantaa kevyiden LWC-syväpainolajien opasiteettia heikentämättä oleellisesti muita tärkeitä paperin ominaisuuksia. Tavoitteena oli nostaa CR48-lajin opasiteetti tavoitearvoon 90 %. Työn kirjallisuusosassa perehdyttiin paperin optisten ominaisuuksien teoriaan sekä raaka-aineisiin ja prosessin osiin, joilla on vaikutusta paperin opasiteettiin. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin olemassa olevan aineiston perusteella tekijöitä, joilla uskottiin olevan vaikutusta CR48-lajin opasiteettiin. Tutkimuksen ja kirjallisuuden perusteella ajettiin tehdaskoeajoa, joiden avulla pyrittiin parantamaan paperin opasiteettia. CR48-lajin opasiteettitavoite saavutettiin kolmella eri tavalla. Opasiteettitavoite saavutettiin, kun paperin vaaleus säädettiin tavoitearvoon pigmenttivärin avulla tumman hierteen sijasta. Tällöin väripigmentin määrää päällystyspastassa nostettiin 0,01 osaa ja valkaistun hierteen osuus kokonaishierteen määrästä oli 100 %. Vaaleuden säätö pastavärillä oli käytännössä hidasta ja hankalaa. Opasiteettitavoite saavutettiin myös, kun hierre jauhettiin täysin koeterillä. Koeterillä tapahtuva jauhatus oli rajumpaa ja katkovampaa kuin perinteisillä terillä, joten hienoaineen lisääntyminen ja kuidun lyheneminen paransivat paperin opasiteettia, mutta lujuudet huononivat. Lisäksi tavoiteopasiteetti saavutettiin, kun sellun osuutta vähennettiin 8 %-yksikköä. Lujuuden säilymisen kannalta sellun vähennys oli parempi keino opasiteetin parantamiseksi kuin hierteen jauhaminen koeterillä. Koeajojen perusteella pohjapaperin tuhkapitoisuuden nostolla ja hierteen CSF-luvun alentamisella ei ollut vaikutusta paperin opasiteettiin. Lisäksi 100 %:nen koeterillä jauhettu sahahakehierre antoi paperille huonomman opasiteetin kuin hierre, josta puolet oli jauhettu koeterillä ja raaka-aineesta 25 % oli sahahaketta.

Puhdistetun jäteveden patogeenit ja desinfiointitarve

Turun seudulla kuuden kunnan jätevesien käsittely keskitetään Kakolanmäen kallion sisälle rakennettuun jätevedenpuhdistamoon, joka otetaan käyttöön vuoden 2008 lopulla. Kakolanmäen jätevedenpuhdistamolla on varauduttu tulevaisuudessa kiristyviin lupaehtoihin sekä mahdollisiin puhdistetun jäteveden hygieenistä laatua koskeviin lisämääräyksiin jättämällä tilavaraus puhdistetun jäteveden desinfioimiselle ultraviolettivalolla. Diplomityössä on selvitetty vuoden kestäneessä tutkimusjaksossa 1.9.2006- 31.8.2007 Turun kaupungin keskuspuhdistamolta mereen johdetun puhdistetun jäteveden ja esiselkeytetyn ohitusveden hygieenisen laadun vaihtelua. Jäteveden desinfiointitarvetta on arvioitu tarkastelemalla jätevedenpuhdistamon hygieenistä puhdistustulosta ja jätevesien vaikutusta purkuvesistön hygieeniseen tilaan. Tutkimuksen perusteella virtaama ei vaikuttanut merkittävästi jäteveden ulosteperäisten bakteerien määriin. Sen sijaan jäteveden bakteeripitoisuudet laskivat alhaisissa lämpötiloissa. Lämpötilan vaikutus näkyi selkeämmin esiselkeytetyssä kuin puhdistetussa jätevedessä eli bakteerien poistumiseen aktiivilietevaiheen aikana vaikuttavat muut tekijät. Mitä tehokkaammin aktiivilietevaihe toimi, sitä tehokkaammin myös bakteereja poistui. Taudinaiheuttajabakteerit selvisivät puhdistusprosessista paremmin viileän kauden aikana. Puhdistetun jäteveden hygieeninen laatu ei täyttänyt uimaveden tai kasteluveden laatuvaatimuksia, joten desinfiointitarve olisi perustelua. Jätevesien vaikutus Turun edustan merialueen hygieeniseen tilaan näkyi ajoittain korkeina bakteeripitoisuuksina purkupaikan lähistöllä. Vielä ei ole suoraa näyttöä siitä aiheuttavatko jätevedet purkupaikan lähistön uimarannoilla terveydellisiä riskejä. Jäteveden UV-desinfiointi kannattava toteuttaa vain jos hygieeninen puhdistusvelvoite määrätään. UV-desinfioinnin mitoituksessa Kakolanmäen jätevedenpuhdistamolla tulee ottaa huomioon suurin sallittu hydraulinen painehäviö. Mitoitus voidaan tehdä puhdistamon käyttöönoton jälkeen kun tarvitut prosessimittaustiedot ovat saatavilla.

Tuulivoimapuiston keskijänniteverkon teknistaloudellinen optimointi

Euroopan Unionin asettamat tavoitteet uusiutuvien energialähteiden lisäämiselle sähköntuotannossa ovat johtamassa tuulivoimalla tuotetun sähkön merkittävään kasvamiseen. Suomeenkin suunnitellaan suuria, useista kymmenistä tuulivoimaloista koostuvia tuulivoimapuistoja niin maalle kuin merelle. Tuulivoimapuiston suunnittelu on kokonaisuudessaan pitkä prosessi, johon sisältyy sähköteknisen suunnittelun lisäksi myös ympäristövaikutusten arviointiohjelma ja erinäiset lupa-asiat. Tämän diplomityön tavoitteena on kehittää menetelmiä, joiden avulla suurten tuulivoimapuistojen keskijänniteverkon teknistaloudellinen suunnittelu helpottuisi. Tuulivoimapuiston keskijänniteverkon parhaan teknistaloudellisen ratkaisun löytyminen riippuu useista muuttujista. Työssä kehitettiin laskentamallipohja, jonka avulla voidaan helposti ja nopeasti tarkastella erilaisten ratkaisuiden vaikutusta kokonaisuuteen. Tavoite on optimoida teknistaloudellisessa mielessä koko tuulivoimapuiston sisäinen keskijänniteverkko. Kehitettyä laskentamallipohjaa hyödynnettiin esimerkkiprojektina olleen tuulivoimapuiston keskijänniteverkon suunnittelussa. Mallin avulla voidaan laskea nopeasti verkon kustannukset koko pitoajalta. Kustannuslaskelmissa otetaan huomioon investointi-, häviö- ja keskeytyskustannukset.

Cultura, identitat i diversitat: projecte de creació d'un centre d'experimentació cultural i artística

Quin hauria de ser el paper de les pràctiques artístiques i la cultura contemporània a la societat? I les institucions artístiques, quin rol haurien d’assolir? Aquest treball final de màster és una indagació entorn els fets més significatius al llarg de la història del món occidental pel que fa a la cultura que s’ha desenvolupat al marge dels poders. Una anàlisi de les relacions que s’estableixen entre aquests diversos àmbits, on es planteja un projecte que compleix les característiques de ser un laboratori per a les pràctiques artístiques contemporànies i la seva recerca. Partint, a més a més, de la base teòrica de la historia cultural que ens porta fins on som ara i com a conformadora de les identitats