Identificazione di un QTL principale per resistenza a ruggine bruna sul cromosoma 7B di frumento duro

Leaf rust caused by Puccinia triticina is a serious disease of durum wheat (Triticum durum) worldwide. However, genetic and molecular mapping studies aimed at characterizing leaf rust resistance genes in durum wheat have been only recently undertaken. The Italian durum wheat cv. Creso shows a high level of resistance to P. triticina that has been considered durable and that appears to be due to a combination of a single dominant gene and one or more additional factors conferring partial resistance. In this study, the genetic basis of leaf rust resistance carried by Creso was investigated using 176 recombinant inbred lines (RILs) from the cross between the cv. Colosseo (C, leaf rust resistance donor) and Lloyd (L, susceptible parent). Colosseo is a cv. directly related to Creso with the leaf rust resistance phenotype inherited from Creso, and was considered as resistance donor because of its better adaptation to local (Emilia Romagna, Italy) cultivation environment. RILs have been artificially inoculated with a mixture of 16 Italian P. triticina isolates that were characterized for virulence to seedlings of 22 common wheat cv. Thatcher isolines each carrying a different leaf rust resistance gene, and for molecular genotypes at 15 simple sequence repeat (SSR) loci, in order to determine their specialization with regard to the host species. The characterization of the leaf rust isolates was conducted at the Cereal Disease Laboratory of the University of Minnesota (St. Paul, USA) (Chapter 2). A genetic linkage map was constructed using segregation data from the population of 176 RILs from the cross CL. A total of 662 loci, including 162 simple sequence repeats (SSRs) and 500 Diversity Arrays Technology markers (DArTs), were analyzed by means of the package EasyMap 0.1. The integrated SSR-DArT linkage map consisted of 554 loci (162 SSR and 392 DArT markers) grouped into 19 linkage blocks with an average marker density of 5.7 cM/marker. The final map spanned a total of 2022 cM, which correspond to a tetraploid genome (AABB) coverage of ca. 77% (Chapter 3). The RIL population was phenotyped for their resistance to leaf rust under artificial inoculation in 2006; the percentage of infected leaf area (LRS, leaf rust susceptibility) was evaluated at three stages through the disease developmental cycle and the area under disease progress curve (AUDPC) was then calculated. The response at the seedling stage (infection type, IT) was also investigated. QTL analysis was carried out by means of the Composite Interval Mapping method based on a selection of markers from the CL map. A major QTL (QLr.ubo-7B.2) for leaf rust resistance controlling both the seedling and the adult plant response, was mapped on the distal region of chromosome arm 7BL (deletion bin 7BL10-0.78-1.00), in a gene-dense region known to carry several genes/QTLs for resistance to rusts and other major cereal fungal diseases in wheat and barley. QLr.ubo-7B.2 was identified within a supporting interval of ca. 5 cM tightly associated with three SSR markers (Xbarc340.2, Xgwm146 e Xgwm344.2), and showed an R2 and an LOD peak value for the AUDPC equal to 72.9% an 44.5, respectively. Three additional minor QTLs were also detected (QLr.ubo-7B.1 on chr. 7BS; QLr.ubo-2A on chr. 2AL and QLr.ubo-3A on chr. 3AS) (Chapter 4). The presence of the major QTL (QLr.ubo-7B.2) was validated by a linkage disequilibrium (LD)-based test using field data from two different plant materials: i) a set of 62 advanced lines from multiple crosses involving Creso and his directly related resistance derivates Colosseo and Plinio, and ii) a panel of 164 elite durum wheat accessions representative of the major durum breeding program of the Mediterranean basin. Lines and accessions were phenotyped for leaf rust resistance under artificial inoculation in two different field trials carried out at Argelato (BO, Italy) in 2006 and 2007; the durum elite accessions were also evaluated in two additional field experiments in Obregon (Messico; 2007 and 2008) and in a green-house experiment (seedling resistance) at the Cereal Disease Laboratory (St. Paul, USA, 2008). The molecular characterization involved 14 SSR markers mapping on the 7BL chromosome region found to harbour the major QTL. Association analysis was then performed with a mixed-linear-model approach. Results confirmed the presence of a major QTL for leaf rust resistance, both at adult plant and at seedling stage, located between markers Xbarc340.2, Xgwm146 and Xgwm344.2, in an interval that coincides with the supporting interval (LOD-2) of QLr.ubo-7B.2 as resulted from the RIL QTL analysis. (Chapter 5). The identification and mapping of the major QTL associated to the durable leaf rust resistance carried by Creso, together with the identification of the associated SSR markers, will enhance the selection efficiency in durum wheat breeding programs (MAS, Marker Assisted Selection) and will accelerate the release of cvs. with durable resistance through marker-assisted pyramiding of the tagged resistance genes/QTLs most effective against wheat fungal pathogens.

Primär- und Genstruktur des Hämocyanins der Schnecke Haliotis tuberculata

Als erste komplette Sequenz eines Gastropoden-Hämocyanins wurde das Hämocyanin von Haliotis tuberculata über cDNA vollständig kloniert und sequenziert. Die Primärstruktur besteht aus 3404 Aminosäuren mit einer errechneten Molekülmasse von 392 kDa. Neben der vollständigen Primärstruktur des sezernierten Proteins ist in der cDNA eine Signalsequenz kodiert. Mit Hilfe spezifischer Primer wurde die Genstruktur des HtH1-Gens zwischen der Signalsequenz und dem 3´-UTR über PCR aus genomischer DNA ermittelt. Dies ist die erste bekannte Genstruktur eines Schnecken-Hämocyanins. Das Gen umfaßt etwa 28,6 kb und besteht aus 17 Exons und 16 Introns. Die kodierende Sequenz des Signalpeptids und der acht FUs sind in den Linker-Regionen durch Introns (Linker-Introns) getrennt. Die Signalsequenz von bislang 48 Nukleotiden sowie die Sequenz der funktionellen Domänen HtH1-a, HtH1-f und HtH1-g sind durch 'interne' Introns in zwei bis vier Exons unterteilt. Von der Untereinheit HtH2 wurde über cDNA und genomische PCR die vollständige kodierende Sequenz der funktionellen Domänen HtH2-b bis HtH2-h und ein großer Teil von HtH2-a sequenziert. Die partielle Primärstruktur umfaßt 3307 Aminosäuren. Es fehlen noch etwa 100 Aminosäuren aus dem N-terminalen Bereich von HtH2-a. Das Fragment des HtH2-Gens von 18,3 kb besteht aus 15 Exons und 14 Introns. Die Exon-Größen und die Positionen sowie Phasen der Introns entsprechen exakt den Verhältnissen im HtH1-Gen. Multiple Sequenzalignments und daraus erstellte phylogenetische Stammbäume mit den abgeleiteten Aminosäuresequenzen von HtH1, HtH2 und anderen Mollusken-Hämocyaninen zeigen die Verwandtschaftsverhältnisse der Mollusken-Hämocyanine. Auf der Annahme basierend, daß eine 'molekulare Uhr' existiert, läßt sich mit Hilfe einer Distanzmatrix die Phylogenie der Mollusken-Hämocyanine rekapitulieren und die einzelnen Aufspaltungsereignisse im Verlauf der Evolution der Mollusken datieren.

Einfluss der Landnutzungsänderung auf die Variabilität von Grundwasserneubildungs- und Sickerwasserrate - Qualitative Grundwassergefährdungsabschätzung mit einem GIS -

Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines allgemeingültigen, im mittleren Maßstabsbereich durchgeführten, GIS-Bewertungsverfahrens zur Ermittlung der Grundwasserneubildungsrate unter Berücksichtigung einer langzeitlichen Landnutzungsänderung sowie die Darstellung eines Szenarios zur Grundwassergefährdungsabschätzung für ausgewählte rüstungsspezifi-sche organische Verbindungen. Das Untersuchungsgebiet befindet sich in einem während der beiden Weltkriege stark militär- und rüstungstechnisch genutzten Raum. Die Beurtei-lungsszenarien der Grundwassergefährdung erfolgen rein qualitativ.Die Abhängigkeit der Grundwasserneubildungsrate von der Landnutzungsänderung ist deut-lich zu erkennen. Mit zunehmender Flächenversiegelung, einher gehend mit veränderten Sickerwasserraten und des oberflächennahen Abflusses, reduziert sich die Grundwasser-neubildungsrate deutlich. Die Abschätzung der Grundwassergefährdung für die sprengstofftypischen Verbindungen erfolgt im ersten Schritt emissionsbezogen für die ungesättigte Zone unter Berücksichtigung der Standort- und Bodeneigenschaften und der physikalisch-chemischen Stoffeigenschaften. Im zweiten Schritt erfolgt eine immissionsbezogene Betrachtung der potenziellen Belastun-gen von Trinkwasserbrunnen.Trotz starker Generalisierungseffekte bietet dieser stoffspezifische Bewertungsansatz in Verbindung mit physikalischen Methoden für organische Verbindungen einen guten ersten Überblick über eine potenzielle Gefährdungen des Grundwassers. Die Datenbestände der entwickelten GIS-Anwendung sind leicht erweiterbar, so dass eine Abschätzung der potenzi-ellen Gefährdung auch für andere organische Stoffgruppen sowie auch eine Übertragung auf andere Untersuchungsgebiete möglich ist.

Identification and dissolution behavior of the secondary uranium minerals in the corrosion products of Depleted Uranium (DU) ammunition formed in soils

In der vorliegenden Studie wurden verschiedene Techniken eingesetzt um drei Proben (4, 7, and 8) die aus denrnKorrosionsprodukten von aus dem Kosovo Krieg stammenden Munitionskugeln, bestehend aus abgereichertem Uranrn(Depleted Uranium - DU), zu untersuchen. Als erstes Verfahren wurde die Raman-Spektroskopie eingesetzt. Hierbeirnzeigte sichin den Proben, charakterisiert durch einen Doppelpeak, die Anwesenheit von Schoepitrn(UO2)8O2(OH)12(H2O)12. Der erste und zweite Peakzeigte sich im Spektralbereich von 840,3-842,5 cm-1rnbeziehungsweise 853,6-855,8 cm-1. Diese Werte stimmen mit den Literaturwerten für Raman-Peaks für Schoepitrnüberein. Des Weiteren wurde bei dieser Untersuchungsmethode Becquerelite Ca(UO2)6O4(OH)6(H2O)8 mit einemrnPeak im Bereich zwischen 829 to 836 cm-1 gefunden. Aufgrund des Fehlens des Becquerelitespektrums in derrnSpektralbibliothek wurde eine in der Natur vorkommende Variante analysiert und deren Peak bei 829 cm-1 bestimmt,rnwas mit den Ergebnissen in den Proben korrespondiert. Mittels Röntgenbeugung (X-Ray Diffraction, XRD) zeigtenrnsich in allen Proben ähnliche Spektren. Das lässt darauf schließen, dass das pulverisierte Material in allen Probenrndas gleiche ist. Hierbei zeigte sich eine sehr gute Übereinstimmung mit Schoepit und/oder meta-rnSchoepit(UO2)8O2(OH)12(H2O)10, sowie Becquerelite. Weiterhin war weder Autunit, Sabugalit noch Uranylphosphatrnanwesend, was die Ergebnisse einer anderen Studie, durchgeführt an denselben Proben, wiederlegt. DiernAnwesenheit von P, C oder Ca im Probenmaterial konnte ausgeschlossen werden. Im Falle von Calciumkann diesrnmit der Anwesenheit von Uran erklärt werden, welches aufgrund seines Atomradius bevorzugt in Becquerelite (1:6)rneingebaut wird. Die beiden Hauptpeaks für Uran lagen im Falle von U 4f 7/2 bei 382.0 eV und im Falle von U 4f 5/2rnbei 392 eV. Diese Werte mit den Literaturwerten für Schoepit und meta-Schoepitüberein. Die Ergebnissernelektronenmikroskopischen Untersuchung zeigen U, O, Ca, Ti als dominante Komponenten in allen Messungen.rnElemente wie Si, Al, Fe, S, Na, und C wurden ebenfalls detektiert; allerdings kann nicht ausgeschlossen werden,rndass diese Elemente aus dem Boden in der unmittelbaren Umgebung der Munitionsgeschosse stammen. Gold wurdernebenfalls gemessen, was aber auf die Goldarmierung in den Probenaufbereitungsbehältern zurückgeführt werdenrnkann. Die Elektronenmikroskopie zeigte außerdem einige Stellen in denen elementares Uran und Bodenmineralernsowie sekundäre Uranminerale auftraten. Die Elementübersicht zeigt einen direkten Zusammenhang zwischen U andrnCa und gleichzeitig keine Korrelation zwischen U und Si, oder Mg. Auf der anderen Seite zeigte sich aber einrnZusammenhang zwischen Si und Al da beide Konstituenten von Bodenmineralen darstellen. Eine mit Hilfe derrnElektronenstrahlmikroanalyse durchgeführte quantitative Analyse zeigte den Massenanteil von Uran bei ca. 78 - 80%,rnwas mit den 78,2% and 79,47% für Becquerelite beziehungsweise Schoepit aufgrund ihrer Summenformelrnkorrespondiert. Zusätzlich zeigt sich für Calcium ein Massenanteil von 2% was mit dem Wert in Becquerelite (2.19%)rnrecht gut übereinstimmt. Der Massenanteil von Ti lag in einigen Fällen bei 0,77%, was auf eine noch nicht korrodierternDU-Legierung zurückzuführen ist. Ein Lösungsexperiment wurde weiterhin durchgeführt, wobei eine 0,01 M NaClO4-rnLösung zum Einsatz kam in der die verbliebene Probensubstanz der Korrosionsprodukte gelöst wurde;rnNatriumperchlorate wurde hierbei genutzt um die Ionenstärke bei 0,01 zu halten. Um Verunreinigungen durchrnatmosphärisches CO2 zu vermeiden wurden die im Versuch für die drei Hauptproben genutzten 15 Probenbehälterrnmit Stickstoffgas gespült. Eine Modelkalkulation für den beschriebenen Versuchsaufbau wurde mit Visual MINTEQrnv.3.0 für die mittels vorgenannten Analysemethoden beschriebenen Mineralphasen im pH-Bereich von 6 – 10 imrnFalle von Becquerelite, und Schoepit berechnet. Die modellierten Lösungskurven wurden unter An- und Abwesenheitrnvon atmosphärischem CO2 kalkuliert. Nach dem Ende des Lösungsexperiments (Dauer ca. 6 Monate) zeigten diernKonzentrationen des gelösten Urans, gemessen mittels ICP-OES, gute Übereinstimmung mit den modelliertenrnSchoepit und Becquerelite Kurven. Auf Grund des ähnlichen Löslichkeitverhaltens war es nicht möglich zwichen denrnbeiden Mineralen zu unterscheiden. Schoepit kontrolliert im sauren Bereich die Löslichkeit des Urans, währendrnbecquerelit im basichen am wenigsten gelöst wird. Des Weiteren bleibt festzuhalten, dass ein Anteil an CO2 in diernverschlossenen Probenbehälter eingedrungen ist, was sich mit der Vorhersage der Modeldaten deckt. Die Löslichkeitrnvon Uran in der Lösung als Funktion des pH-Wertes zeigte die niedrigsten Konzentrationen im Falle einer Zunahmerndes pH-Wertes von 5 auf 7 (ungefähr 5,1 x 10-6 mol/l) und einer Zunahme des pH-Wertes auf 8 (ungefähr 1,5 x 10-6rnmol/l bei). Oberhalb dieses Bereichs resultiert jeder weitere Anstieg des pH-Wertes in einer Zunahme gelösten Uransrnin der Lösung. Der ph-Wert der Lösung wie auch deren pCO2-Wert kontrollieren hier die Menge des gelösten Urans.rnAuf der anderen Seite zeigten im Falle von Becquerelite die Ca-Konzentrationen höhere Werte als erwartet, wobeirnwahrscheinlich auf eine Vermischung der Proben mit Bodensubstanz zurückgeführt werden kann. Abschließendrnwurde, unter Berücksichtigung der oben genannten Ergebnisse, eine Fallstudie aus Basrah (Irak) diskutiert, wo inrnzwei militärischen Konflikten Uranmunition in zwei Regionen unter verschiedenen Umweltbedingungen eingesetztrnwurden.

Exaggerated Pulmonary Hypertension During Mild Exercise in Chronic Mountain Sickness

Chronic mountain sickness (CMS) is an important public health problem and is characterized by exaggerated hypoxemia, erythrocytosis, and pulmonary hypertension. While pulmonary hypertension is a leading cause of morbidity and mortality in patients with CMS, it is relatively mild and its underlying mechanisms are not known. We speculated that during mild exercise associated with daily activities, pulmonary hypertension in CMS is much more pronounced.

A cross cultural study of vaginal practices and sexuality: Implications for sexual health

Between 2005 and 2006, we investigated vaginal practices in Yogyakarta, Indonesia; Tete, Mozambique; KwaZulu-Natal, South Africa; and Bangkok and Chonburi, Thailand. We sought to understand women's practices, their motivations for use and the role vaginal practices play in women's health, sexuality and sense of wellbeing. The study was carried out among adult women and men who were identified as using, having knowledge or being involved in trade in products. Further contacts were made using snowball sampling. Across the sites, individual interviews were conducted with 229 people and 265 others participated in focus group discussions. We found that women in all four countries have a variety of reasons for carrying out vaginal practices whose aim is to not simply 'dry' the vagina but rather decrease moisture that may have other associated meanings, and that they are exclusively "intravaginal" in operation. Practices, products and frequency vary. Motivations generally relate to personal hygiene, genital health or sexuality. Hygiene practices involve external washing and intravaginal cleansing or douching and ingestion of substances. Health practices include intravaginal cleansing, traditional cutting, insertion of herbal preparations, and application of substances to soothe irritated vaginal tissue. Practices related to sexuality can involve any of these practices with specific products that warm, dry, and/or tighten the vagina to increase pleasure for the man and sometimes for the woman. Hygiene and health are expressions of femininity connected to sexuality even if not always explicitly expressed as such. We found their effects may have unexpected and even undesired consequences. This study demonstrates that women in the four countries actively use a variety of practices to achieve a desired vaginal state. The results provide the basis for a classification framework that can be used for future study of this complex topic.

Prognosis of Atrial Fibrillation in Patients with Symptomatic Peripheral Arterial Disease: Data from the REduction of Atherothrombosis for Continued Health (REACH) Registry

BACKGROUND: Atrial fibrillation (AF) is a significant risk factor for cardiovascular (CV) mortality. This study aims to evaluate the prognostic implication of AF in patients with peripheral arterial disease (PAD). METHODS: The International Reduction of Atherothrombosis for Continued Health (REACH) Registry included 23,542 outpatients in Europe with established coronary artery disease, cerebrovascular disease (CVD), PAD and/or >/=3 risk factors. Of these, 3753 patients had symptomatic PAD. CV risk factors were determined at baseline. Study end point was a combination of cardiac death, non-fatal myocardial infarction (MI) and stroke (CV events) during 2 years of follow-up. Cox regression analysis adjusted for age, gender and other risk factors (i.e., congestive heart failure, coronary artery re-vascularisation, coronary artery bypass grafting (CABG), MI, hypertension, stroke, current smoking and diabetes) was used. RESULTS: Of 3753 PAD patients, 392 (10%) were known to have AF. Patients with AF were older and had a higher prevalence of CVD, diabetes and hypertension. Long-term CV mortality occurred in 5.6% of patients with AF and in 1.6% of those without AF (p<0.001). Multivariable analyses showed that AF was an independent predictor of late CV events (hazard ratio (HR): 1.5; 95% confidence interval (CI): 1.09-2.0). CONCLUSION: AF is common in European patients with symptomatic PAD and is independently associated with a worse 2-year CV outcome.

Complication and failure rates in patients treated for chronic periodontitis and restored with single crowns on teeth and/or implants

Objectives: To assess the biological and technical complication rates of single crowns on vital teeth (SC-V), endodontically treated teeth without post and core (SC-E), with a cast post and core (SC-PC) and on implants (SC-I). Material and methods: From 392 patients with chronic periodontitis treated and documented by graduate students during the period from 1978 to 2002, 199 were reexamined during 2005 for this retrospective cohort study, and 64 of these patients were treated with SCs. Statistical analysis included Kaplan–Meier survival functions and event rates per 100 years of object-time. Poisson regression was used to compare the four groups of crowns with respect to the incidence rate ratio of failures, and failures and complications combined over 10 years and the entire observation period. Results: Forty-one (64%) female and 23 (36%) male patients participated in the reexamination. At the time of seating the crowns, the mean patient age was 46.8 (range 24–66.3) years. One hundred and sixty-eight single unit crowns were incorporated. Their mean follow-up time was 11.8 (range 0.8–26.4) years. During the time of observation, 22 biological and 11 technical complications occurred; 19 SC were lost. The chance for SC-V (56) to remain free of any failure or complication was 89.3% (95% confidence interval [CI] 76.1–95.4) after 10 years, 85.8% (95% CI 66–94.5) for SC-E (34), 75.9% for SC-PC (39), (95% CI 58.8–86.7) and 66.2% (95% CI 45.1–80.7) for SC-I (39). Over 10 years, 95% of SC-I remained free of failure and demonstrated a cumulative incidence of failure or complication of 34%. Compared with SC-E, SC-I were 3.5 times more likely to yield failures or complications and SC-PC failed 1.7 times more frequently than did SC-E. SC-V had the lowest rate of failures or complications over the 10 years. Conclusions: While SCs on vital teeth have the best prognosis, those on endodontically treated teeth have a slightly poorer prognosis over 10 years. Crowns on teeth with post and cores and implant-supported SCs displayed the highest incidence of failures and complications.

Complication and failure rates of fixed dental prostheses in patients treated for periodontal disease

Objectives: To evaluate the biological and technical complication rates of fixed dental prostheses (FDP) with end abutments or cantilever extensions on teeth (FDP-tt/cFDP-tt) on implants (FDP-ii/cFDP-ii) and tooth-implant-supported (FDP-ti/cFDP-ti) in patients treated for chronic periodontitis. Material and methods: From a cohort of 392 patients treated between 1978 and 2002 by graduate students, 199 were re-examined in 2005. Of these, 84 patients had received ceramo-metal FDPs (six groups). Results: At the re-evaluation, the mean age of the patients was 62 years (36.2–83.4). One hundred and seventy-five FDPs were seated (82 FDP-tt, 9 FDP-ii, 20 FDP-ti, 39 cFDP-tt, 15 cFDP-ii, 10 cFDP-ti). The mean observation time was 11.3 years; 21 FDPs were lost, and 46 technical and 50 biological complications occurred. Chances for the survival of the three groups of FDPs with end abutments were very high (risk for failure 2.8%, 0%, 5.6%). The probability to remain without complications and/or failure was 70.3%, 88.9% and 74.7% in FDPs with end abutments, but 49.8–25% only in FDPs with extensions at 10 years. Conclusions: In patients treated for chronic periodontitis and provided with ceramo-metal FDPs, high survival rates, especially for FDPs with end abutments, can be expected. The incidence rates of any negative events were increased drastically in the three groups with extension cFDPs (tt, ii, ti). Strategic decisions in the choice of a particular FDP design and the choice of teeth/implants as abutments appear to influence the risks for complications to be expected with fixed reconstruction. If possible, extensions on tooth abutments should be avoided or used only after a cautious clinical evaluation of all options.

Structure determination of channel and transport proteins by high-resolution microscopy techniques

High-resolution microscopy techniques provide a plethora of information on biological structures from the cellular level down to the molecular level. In this review, we present the unique capabilities of transmission electron and atomic force microscopy to assess the structure, oligomeric state, function and dynamics of channel and transport proteins in their native environment, the lipid bilayer. Most importantly, membrane proteins can be visualized in the frozen-hydrated state and in buffer solution by cryo-transmission electron and atomic force microscopy, respectively. We also illustrate the potential of the scintillation proximity assay to study substrate binding of detergent-solubilized transporters prior to crystallization and structural characterization.