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Breeding Melons for Resistance to Viral and Fungal Diseases. Exploiting the Multi-Resistant Accession TGR-1551
[ES] Las cucurbitáceas son la segunda familia de hortícolas más importante a nivel mundial, solo por detrás de las solanáceas. Tradicionalmente su cultivo se ha llevado a cabo en las zonas templadas del planeta. Sin embargo, las condiciones de cambio climático, el comercio internacional y los modelos de agricultura intensiva favorecen la aparición de nuevas virosis y enfermedades fúngicas en zonas donde antes no estaban presentes. En este sentido, resulta esencial el monitoreo periódico de las principales zonas productoras, para así poder detectar los virus y hongos emergentes en cada territorio y adaptar los programas de mejora a los objetivos específicos de cada zona. En el caso concreto del melón (Cucumis melo) existe una gran variabilidad intraespecífica que puede servir como fuente de alelos de resistencia frente a estos patógenos. Sin embargo, las fuentes de resistencia suelen encontrarse dentro del germoplasma silvestre, normalmente originario de África o Asia, y en el que el nivel de domesticación es reducido. Para un mejor aprovechamiento de las accesiones resistentes, resulta necesario un estudio del control genético de los caracteres de interés, que permita localizar las regiones asociadas a la resistencia y diseñar marcadores moleculares asociadas a las mismas. Esto facilita los programas de mejora orientados a la introgresión de las resistencias manteniendo el fondo genético de las variedades de interés
En la presente tesis doctoral, durante las campañas de verano de 2019 y 2020, se ha llevado a cabo un estudio de la incidencia y diversidad genética de 9 especies virales potencialmente limitantes para el cultivo de cucurbitáceas en el sur este español. Se ha podido observar que los virus transmitidos por pulgones son prevalentes frente a los transmitidos por mosca blanca. Dentro del primer grupo destacó la presencia de watermelon mosaic virus (WMV), cucurbits aphid borne yellows virus (CABYV) y cucumber mosaic virus (CMV), ya que fueron detectados en todas las zonas y cultivos estudiados, apareciendo frecuentemente en infecciones mixtas. Moroccan watermelon mosaic virus (MWMV) y tomato leaf curl New Delhi virus (ToLCNDV) también fueron detectados en algunas zonas, pero con porcentajes de infección más bajos y normalmente en infecciones mixtas con WMV. Los análisis filogenéticos de los distintos aislados encontrados ha permitido la identificación de 7 nuevos perfiles moleculares de WMV y de aislados recombinantes de CMV, lo que es consistente con los resultados obtenidos en otros países y pone de manifiesto la gran variabilidad de estos patógenos.
Las accesiones silvestres de melón recogidas en distintos bancos de germoplasma son un valioso recurso para los programas de mejora genética frente a estreses bióticos. La accesión africana TGR-1551 ha sido descrita previamente como resistente a WMV, CYSDV (cucurbit yellow stunting disorder virus), CABYV y el hongo Podosphaera xanthii (Px, razas 1, 2 y 5) agente causal del oídio en melón. Además, es tolerante a la mosca blanca (Bemisia tabaci) y portadora del gen Vat (virus aphid transmission), el cual limita la transmisión de virus por pulgón. Por lo tanto, esta accesión constituye una buena fuente de alelos de resistencia y, al poder utilizar un único parental donante, su uso acortaría los programas de mejora.
En el marco de la presente tesis doctoral, mediante el desarrollo de poblaciones segregantes de mapeo y el aprovechamiento de las tecnologías de genotipado masivo se han podido cartografiar los QTLs asociados a la resistencia a CYSDV derivados de esta entrada. En el caso de la resistencia a CYSDV, se han detectado dos QTL en el cromosoma 5. El primero de ellos es de efecto mayor y herencia dominante, estando asociado al desarrollo de síntomas. El segundo QTL, de efecto menor y también de herencia dominante, no confiere resistencia por sí mismo y está asociado a la carga viral durante la infección. Siguiendo una estrategia similar se han podido cartografiar y estrecha[CA] Les cucurbitàcies són la segona família d'hortícoles més important a nivell mundial, només per darrere de les solanàcies. Tradicionalment el seu cultiu s'ha dut a terme a les zones temperades del planeta. No obstant això, les condicions de canvi climàtic, el comerç internacional i els models d'agricultura intensiva afavoreixen l'aparició de noves virosis i malalties fúngiques en zones on abans no estaven presents. En aquest sentit, resulta essencial el monitoratge periòdic de les principals zones productores, per a d'aquesta manera, poder detectar els virus i fongs emergents en cada territori i adaptar els programes de millora als objectius específics de cada zona. En el cas concret del meló (Cucumis melo) existeix una gran variabilitat intraespecífica que pot servir com a font d'al·lels de resistència enfront d'aquests patògens. No obstant això, les fonts de resistència solen trobar-se dins del germoplasma silvestre, normalment originari d'Àfrica o Àsia, i en el qual el nivell de domesticació és reduït. Per a un millor aprofitament de les accessions resistents, resulta necessari un estudi del control genètic dels caràcters d'interés, que permeta localitzar les regions associades a la resistència i dissenyar marcadors moleculars associats a aquestes. Això facilita els programes de millora orientats a la introgressió de les resistències mantenint el fons genètic de les varietats d'interés.
En la present tesi doctoral, durant les campanyes d'estiu de 2019 i 2020, s'ha dut a terme un estudi de la incidència i diversitat genètica de nou espècies virals potencialment limitants per al cultiu de cucurbitàcies en el sud-est espanyol. S'ha pogut observar que els virus transmesos per pugons són prevalents enfront dels transmesos per mosca blanca. Dins del primer grup va destacar la presència de watermelon mosaic virus (WMV), cucurbits aphid born yellows virus (CABYV) i cucumber mosaic virus (CMV), ja que van ser detectats en totes les zones i cultius estudiats, apareixent sovint en infeccions mixtes. Moroccan watermelon mosaic virus (MWMV) i tomatoleaf curl New Delhi virus (ToLCNDV) també van ser detectats en algunes zones, però amb percentatges d'infecció més baixos i normalment en infeccions mixtes amb WMV. Les anàlisis filogenètiques dels diferents aïllats trobats ha permés la identificació de set nous perfils moleculars de WMV i d'aïllats recombinants de CMV, la qual cosa és consistent amb els resultats obtinguts en altres països i posa de manifest la gran variabilitat d'aquests patògens.
Les accessions silvestres de meló recollides en diferents bancs de germoplasma són un valuós recurs per als programes de millora genètica enfront d'estressos biòtics. L'accessió africana *TGR-1551 ha sigut descrita prèviament com a resistent a WMV, CYSDV (cucurbit yellow stunting disorder virus), CABYV i el fong Podosphaera xanthii (Px, races 1, 2 i 5) agent causal de l'oïdi en meló. A més, és tolerant a la mosca blanca (Bemisia tabaci) i portadora del gen Vat (virus aphid transmission), el qual limita la transmissió de virus per pugó. Per tant, aquesta accessió constitueix una bona font d'al·lels de resistència i, en poder utilitzar un únic parental donant, el seu ús acurtaria els programes de millora.
En el marc de la present tesi doctoral, mitjançant el desenvolupament de poblacions segregants de mapatge i l'aprofitament de les tecnologies de genotipat massiu s'ha pogut cartografiar els QTLs associats a la resistència a CYSDV derivats d'aquesta entrada. En el cas de la resistència a CYSDV, s'han detectat dues QTL en el cromosoma cinc. El primer d'ells és d'efecte major i herència dominant, estant associat al desenvolupament de símptomes. El segon QTL, d'efecte menor i també d'herència dominant, no confereix resistència per si mateix i està associat a la càrrega viral durant la infecció. Seguint una estratègia similar s'han pogut cartografiar i estrényer els *QTLs de resistència enfront de Px. En aquest cas es tracta d'una epistàsia dominant-re[EN] Cucurbits represent the second most important horticultural family worldwide, second only the Solanaceae family. Traditionally, their cultivation has been concentrated in temperate regions across the globe. However, climate change conditions, international trade, and intensive agricultural practices are contributing to the emergence of new viral and fungal diseases in regions where they were previously absent. In this regard, it is crucial to regularly monitor major production areas to detect emerging viruses and fungi specific to each region. This monitoring allows for the adaptation of breeding programs to the unique goals of each area.
In the case of melon (Cucumis melo), it exists significant intraspecific variability that can serve as a source of resistance alleles against these pathogens. However, sources of resistance are often found within wild germplasm, typically originating from Africa or Asia, and characterized by limited domestication. To better utilize these resistant accessions, a study of the genetic control of desirable traits is necessary. This study aims to locate regions associated with resistance and design molecular markers linked to these regions. Such an approach streamlines breeding programs focused on introgressing resistance traits while preserving the genetic background of the desired varieties.
During the summer campaigns of 2019 and 2020, this doctoral thesis conducted a study on the incidence and genetic diversity of nine viral species potentially affecting cucurbit cultivation in southeastern Spain. It was observed that viruses transmitted by aphids were more prevalent than those transmitted by whiteflies. Within the first group, the presence of watermelon mosaic virus (WMV), cucurbits aphid borne yellows virus (CABYV), and cucumber mosaic virus (CMV) stood out, as they were detected in all the studied areas and crops, often in mixed infections. Moroccan watermelon mosaic virus (MWMV) and tomato leaf curl New Delhi virus (ToLCNDV) were also detected in some areas but with lower infection percentages, typically in mixed infections with WMV. Phylogenetic analyses of the found isolates have identified seven new molecular profiles of WMV and recombinant CMV isolates, which is consistent with results from other countries, highlighting the extensive variability of these pathogens.
Wild melon accessions preserved in various germplasm banks represent a valuable resource for breeding programs against biotic stresses. The African accession TGR-1551 has been previously described as resistant to WMV, CYSDV (cucurbit yellow stunting disorder virus), CABYV, and the fungus Podosphaera xanthii (Px, races 1, 2, and 5), which causes powdery mildew in melons. Additionally, it is tolerant to whiteflies (Bemisia tabaci) and carries the Vat gene (Virus Aphid Transmission), limiting virus transmission by aphids. Therefore, this accession constitutes as an excellent source of resistance alleles, and its use, as a single donor parent, can expedite breeding programs.
Within the scope of this doctoral thesis, through the development of segregating mapping populations and the utilization of high-throughput genotyping technologies, the QTLs associated with CYSDV resistance from this accession have been mapped. In the case of CYSDV resistance, two QTLs have been detected on chromosome 5. The first of these, with major effects and dominant inheritance, is associated with symptom development. The second QTL, with minor effects and also dominant inheritance, does not confer resistance by itself and is linked to viral load during infection. A similar strategy was employed to map and narrow down the QTLs for resistance against Px. In this case, it involves a dominant-recessive epistasis, with the recessive gene located on chromosome 12 and the dominant gene on chromosome 5, specifically in the same region where the major CYSDV resistance QTL is located.
Regarding resistance against WMV, previous studies conducted by the researchThis research was funded by the Spanish Ministerio de Ciencia e Innovación
(MCIN/AEI/10.13039/501100011033), grant number PID2020-116055RB (C21 and
C22), and by the Conselleria d’Educació, Investigació, Cultura i Esports de la
Generalitat Valenciana, grant number PROMETEO/2021/072 (to promote
excellence groups, cofinanced with FEDER funds). M.L. is a recipient of a
predoctoral fellowship (PRE2018-083466) of the Spanish Ministerio de Ciencia,
Innovación y Universidades co-financed with FSE funds.López Martín, M. (2023). Breeding Melons for Resistance to Viral and Fungal Diseases. Exploiting the Multi-Resistant Accession TGR-1551 [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/20206
UMSL Bulletin 2023-2024
The 2023-2024 Bulletin and Course Catalog for the University of Missouri St. Louis.https://irl.umsl.edu/bulletin/1088/thumbnail.jp
Multidisciplinary perspectives on Artificial Intelligence and the law
This open access book presents an interdisciplinary, multi-authored, edited collection of chapters on Artificial Intelligence (‘AI’) and the Law. AI technology has come to play a central role in the modern data economy. Through a combination of increased computing power, the growing availability of data and the advancement of algorithms, AI has now become an umbrella term for some of the most transformational technological breakthroughs of this age. The importance of AI stems from both the opportunities that it offers and the challenges that it entails. While AI applications hold the promise of economic growth and efficiency gains, they also create significant risks and uncertainty. The potential and perils of AI have thus come to dominate modern discussions of technology and ethics – and although AI was initially allowed to largely develop without guidelines or rules, few would deny that the law is set to play a fundamental role in shaping the future of AI. As the debate over AI is far from over, the need for rigorous analysis has never been greater. This book thus brings together contributors from different fields and backgrounds to explore how the law might provide answers to some of the most pressing questions raised by AI. An outcome of the Católica Research Centre for the Future of Law and its interdisciplinary working group on Law and Artificial Intelligence, it includes contributions by leading scholars in the fields of technology, ethics and the law.info:eu-repo/semantics/publishedVersio
UMSL Bulletin 2022-2023
The 2022-2023 Bulletin and Course Catalog for the University of Missouri St. Louis.https://irl.umsl.edu/bulletin/1087/thumbnail.jp
Effects of municipal smoke-free ordinances on secondhand smoke exposure in the Republic of Korea
ObjectiveTo reduce premature deaths due to secondhand smoke (SHS) exposure among non-smokers, the Republic of Korea (ROK) adopted changes to the National Health Promotion Act, which allowed local governments to enact municipal ordinances to strengthen their authority to designate smoke-free areas and levy penalty fines. In this study, we examined national trends in SHS exposure after the introduction of these municipal ordinances at the city level in 2010.MethodsWe used interrupted time series analysis to assess whether the trends of SHS exposure in the workplace and at home, and the primary cigarette smoking rate changed following the policy adjustment in the national legislation in ROK. Population-standardized data for selected variables were retrieved from a nationally representative survey dataset and used to study the policy action’s effectiveness.ResultsFollowing the change in the legislation, SHS exposure in the workplace reversed course from an increasing (18% per year) trend prior to the introduction of these smoke-free ordinances to a decreasing (−10% per year) trend after adoption and enforcement of these laws (β2 = 0.18, p-value = 0.07; β3 = −0.10, p-value = 0.02). SHS exposure at home (β2 = 0.10, p-value = 0.09; β3 = −0.03, p-value = 0.14) and the primary cigarette smoking rate (β2 = 0.03, p-value = 0.10; β3 = 0.008, p-value = 0.15) showed no significant changes in the sampled period. Although analyses stratified by sex showed that the allowance of municipal ordinances resulted in reduced SHS exposure in the workplace for both males and females, they did not affect the primary cigarette smoking rate as much, especially among females.ConclusionStrengthening the role of local governments by giving them the authority to enact and enforce penalties on SHS exposure violation helped ROK to reduce SHS exposure in the workplace. However, smoking behaviors and related activities seemed to shift to less restrictive areas such as on the streets and in apartment hallways, negating some of the effects due to these ordinances. Future studies should investigate how smoke-free policies beyond public places can further reduce the SHS exposure in ROK
Revisiting the capitalization of public transport accessibility into residential land value: an empirical analysis drawing on Open Science
Background: The delivery and effective operation of public transport is fundamental for a for a transition to low-carbon emission transport systems’. However, many cities face budgetary challenges in providing and operating this type of infrastructure. Land value capture (LVC) instruments, aimed at recovering all or part of the land value uplifts triggered by actions other than the landowner, can alleviate some of this pressure. A key element of LVC lies in the increment in land value associated with a particular public action. Urban economic theory supports this idea and considers accessibility to be a core element for determining residential land value. Although the empirical literature assessing the relationship between land value increments and public transport infrastructure is vast, it often assumes homogeneous benefits and, therefore, overlooks relevant elements of accessibility. Advancements in the accessibility concept in the context of Open Science can ease the relaxation of such assumptions.
Methods: This thesis draws on the case of Greater Mexico City between 2009 and 2019. It focuses on the effects of the main public transport network (MPTN) which is organised in seven temporal stages according to its expansion phases. The analysis incorporates location based accessibility measures to employment opportunities in order to assess the benefits of public transport infrastructure. It does so by making extensive use of the open-source software OpenTripPlanner for public transport route modelling (≈ 2.1 billion origin-destination routes). Potential capitalizations are assessed according to the hedonic framework. The property value data includes individual administrative mortgage records collected by the Federal Mortgage Society (≈ 800,000). The hedonic function is estimated using a variety of approaches, i.e. linear models, nonlinear models, multilevel models, and spatial multilevel models. These are estimated by the maximum likelihood and Bayesian methods. The study also examines possible spatial aggregation bias using alternative spatial aggregation schemes according to the modifiable areal unit problem (MAUP) literature.
Results: The accessibility models across the various temporal stages evidence the spatial heterogeneity shaped by the MPTN in combination with land use and the individual perception of residents. This highlights the need to transition from measures that focus on the characteristics of transport infrastructure to comprehensive accessibility measures which reflect such heterogeneity. The estimated hedonic function suggests a robust, positive, and significant relationship between MPTN accessibility and residential land value in all the modelling frameworks in the presence of a variety of controls. The residential land value increases between 3.6% and 5.7% for one additional standard deviation in MPTN accessibility to employment in the final set of models. The total willingness to pay (TWTP) is considerable, ranging from 0.7 to 1.5 times the equivalent of the capital costs of the bus rapid transit Line-7 of the Metrobús system. A sensitivity analysis shows that the hedonic model estimation is sensitive to the MAUP. In addition, the use of a post code zoning scheme produces the closest results compared to the smallest spatial analytical scheme (0.5 km hexagonal grid).
Conclusion: The present thesis advances the discussion on the capitalization of public transport on residential land value by adopting recent contributions from the Open Science framework. Empirically, it fills a knowledge gap given the lack of literature around this topic in this area of study. In terms of policy, the findings support LVC as a mechanism of considerable potential. Regarding fee-based LVC instruments, there are fairness issues in relation to the distribution of charges or exactions to households that could be addressed using location based measures. Furthermore, the approach developed for this analysis serves as valuable guidance for identifying sites with large potential for the implementation of development based instruments, for instance land readjustments or the sale/lease of additional development rights
Rethink Digital Health Innovation: Understanding Socio-Technical Interoperability as Guiding Concept
Diese Dissertation sucht nach einem theoretischem Grundgerüst, um komplexe, digitale Gesundheitsinnovationen so zu entwickeln, dass sie bessere Erfolgsaussichten haben, auch in der alltäglichen Versorgungspraxis anzukommen. Denn obwohl es weder am Bedarf von noch an Ideen für digitale Gesundheitsinnovationen mangelt, bleibt die Flut an erfolgreich in der Praxis etablierten Lösungen leider aus. Dieser unzureichende Diffusionserfolg einer entwickelten Lösung - gern auch als Pilotitis pathologisiert - offenbart sich insbesondere dann, wenn die geplante Innovation mit größeren Ambitionen und Komplexität verbunden ist. Dem geübten Kritiker werden sofort ketzerische Gegenfragen in den Sinn kommen. Beispielsweise was denn unter komplexen, digitalen Gesundheitsinnovationen verstanden werden soll und ob es überhaupt möglich ist, eine universale Lösungsformel zu finden, die eine erfolgreiche Diffusion digitaler Gesundheitsinnovationen garantieren kann. Beide Fragen sind nicht nur berechtigt, sondern münden letztlich auch in zwei Forschungsstränge, welchen ich mich in dieser Dissertation explizit widme.
In einem ersten Block erarbeite ich eine Abgrenzung jener digitalen Gesundheitsinnovationen, welche derzeit in Literatur und Praxis besondere Aufmerksamkeit aufgrund ihres hohen Potentials zur Versorgungsverbesserung und ihrer resultierenden Komplexität gewidmet ist. Genauer gesagt untersuche ich dominante Zielstellungen und welche Herausforderung mit ihnen einhergehen. Innerhalb der Arbeiten in diesem Forschungsstrang kristallisieren sich vier Zielstellungen heraus: 1. die Unterstützung kontinuierlicher, gemeinschaftlicher Versorgungsprozesse über diverse Leistungserbringer (auch als inter-organisationale Versorgungspfade bekannt); 2. die aktive Einbeziehung der Patient:innen in ihre Versorgungsprozesse (auch als Patient Empowerment oder Patient Engagement bekannt); 3. die Stärkung der sektoren-übergreifenden Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Versorgungpraxis bis hin zu lernenden Gesundheitssystemen und 4. die Etablierung daten-zentrierter Wertschöpfung für das Gesundheitswesen aufgrund steigender bzgl. Verfügbarkeit valider Daten, neuen Verarbeitungsmethoden (Stichwort Künstliche Intelligenz) sowie den zahlreichen Nutzungsmöglichkeiten. Im Fokus dieser Dissertation stehen daher weniger die autarken, klar abgrenzbaren Innovationen (bspw. eine Symptomtagebuch-App zur Beschwerdedokumentation). Vielmehr adressiert diese Doktorarbeit jene Innovationsvorhaben, welche eine oder mehrere der o.g. Zielstellung verfolgen, ein weiteres technologisches Puzzleteil in komplexe Informationssystemlandschaften hinzufügen und somit im Zusammenspiel mit diversen weiteren IT-Systemen zur Verbesserung der Gesundheitsversorgung und/ oder ihrer Organisation beitragen.
In der Auseinandersetzung mit diesen Zielstellungen und verbundenen Herausforderungen der Systementwicklung rückte das Problem fragmentierter IT-Systemlandschaften des Gesundheitswesens in den Mittelpunkt. Darunter wird der unerfreuliche Zustand verstanden, dass unterschiedliche Informations- und Anwendungssysteme nicht wie gewünscht miteinander interagieren können. So kommt es zu Unterbrechungen von Informationsflüssen und Versorgungsprozessen, welche anderweitig durch fehleranfällige Zusatzaufwände (bspw. Doppeldokumentation) aufgefangen werden müssen. Um diesen Einschränkungen der Effektivität und Effizienz zu begegnen, müssen eben jene IT-System-Silos abgebaut werden. Alle o.g. Zielstellungen ordnen sich dieser defragmentierenden Wirkung unter, in dem sie 1. verschiedene Leistungserbringer, 2. Versorgungsteams und Patient:innen, 3. Wissenschaft und Versorgung oder 4. diverse Datenquellen und moderne Auswertungstechnologien zusammenführen wollen. Doch nun kommt es zu einem komplexen Ringschluss. Einerseits suchen die in dieser Arbeit thematisierten digitalen Gesundheitsinnovationen Wege zur Defragmentierung der Informationssystemlandschaften.
Andererseits ist ihre eingeschränkte Erfolgsquote u.a. in eben jener bestehenden Fragmentierung begründet, die sie aufzulösen suchen.
Mit diesem Erkenntnisgewinn eröffnet sich der zweite Forschungsstrang dieser Arbeit, der sich mit der Eigenschaft der 'Interoperabilität' intensiv auseinandersetzt. Er untersucht, wie diese Eigenschaft eine zentrale Rolle für Innovationsvorhaben in der Digital Health Domäne einnehmen soll. Denn Interoperabilität beschreibt, vereinfacht ausgedrückt, die Fähigkeit von zwei oder mehreren Systemen miteinander gemeinsame Aufgaben zu erfüllen. Sie repräsentiert somit das Kernanliegen der identifizierten Zielstellungen und ist Dreh- und Angelpunkt, wenn eine entwickelte Lösung in eine konkrete Zielumgebung integriert werden soll. Von einem technisch-dominierten Blickwinkel aus betrachtet, geht es hierbei um die Gewährleistung von validen, performanten und sicheren Kommunikationsszenarien, sodass die o.g. Informationsflussbrüche zwischen technischen Teilsystemen abgebaut werden. Ein rein technisches Interoperabilitätsverständnis genügt jedoch nicht, um die Vielfalt an Diffusionsbarrieren von digitalen Gesundheitsinnovationen zu umfassen. Denn beispielsweise das Fehlen adäquater Vergütungsoptionen innerhalb der gesetzlichen Rahmenbedingungen oder eine mangelhafte Passfähigkeit für den bestimmten Versorgungsprozess sind keine rein technischen Probleme. Vielmehr kommt hier eine Grundhaltung der Wirtschaftsinformatik zum Tragen, die Informationssysteme - auch die des Gesundheitswesens - als sozio-technische Systeme begreift und dabei Technologie stets im Zusammenhang mit Menschen, die sie nutzen, von ihr beeinflusst werden oder sie organisieren, betrachtet. Soll eine digitale Gesundheitsinnovation, die einen Mehrwert gemäß der o.g. Zielstellungen verspricht, in eine existierende Informationssystemlandschaft der Gesundheitsversorgung integriert werden, so muss sie aus technischen sowie nicht-technischen Gesichtspunkten 'interoperabel' sein.
Zwar ist die Notwendigkeit von Interoperabilität in der Wissenschaft, Politik und Praxis bekannt und auch positive Bewegungen der Domäne hin zu mehr Interoperabilität sind zu verspüren. Jedoch dominiert dabei einerseits ein technisches Verständnis und andererseits bleibt das Potential dieser Eigenschaft als Leitmotiv für das Innovationsmanagement bislang weitestgehend ungenutzt. An genau dieser Stelle knüpft nun der Hauptbeitrag dieser Doktorarbeit an, in dem sie eine sozio-technische Konzeptualisierung und Kontextualisierung von Interoperabilität für künftige digitale Gesundheitsinnovationen vorschlägt. Literatur- und expertenbasiert wird ein Rahmenwerk erarbeitet - das Digital Health Innovation Interoperability Framework - das insbesondere Innovatoren und Innovationsfördernde dabei unterstützen soll, die Diffusionswahrscheinlichkeit in die Praxis zu erhöhen. Nun sind mit diesem Framework viele Erkenntnisse und Botschaften verbunden, die ich für diesen Prolog wie folgt zusammenfassen möchte:
1. Um die Entwicklung digitaler Gesundheitsinnovationen bestmöglich auf eine erfolgreiche
Integration in eine bestimmte Zielumgebung auszurichten, sind die Realisierung
eines neuartigen Wertversprechens sowie die Gewährleistung sozio-technischer Interoperabilität
die zwei zusammenhängenden Hauptaufgaben eines Innovationsprozesses.
2. Die Gewährleistung von Interoperabilität ist eine aktiv zu verantwortende Managementaufgabe
und wird durch projektspezifische Bedingungen sowie von externen und internen Dynamiken beeinflusst.
3. Sozio-technische Interoperabilität im Kontext digitaler Gesundheitsinnovationen kann
über sieben, interdependente Ebenen definiert werden: Politische und regulatorische Bedingungen;
Vertragsbedingungen; Versorgungs- und Geschäftsprozesse; Nutzung; Information; Anwendungen; IT-Infrastruktur.
4. Um Interoperabilität auf jeder dieser Ebenen zu gewährleisten, sind Strategien differenziert
zu definieren, welche auf einem Kontinuum zwischen Kompatibilitätsanforderungen
aufseiten der Innovation und der Motivation von Anpassungen aufseiten der Zielumgebung
verortet werden können.
5. Das Streben nach mehr Interoperabilität fördert sowohl den nachhaltigen Erfolg der einzelnen digitalen
Gesundheitsinnovation als auch die Defragmentierung existierender Informationssystemlandschaften und
trägt somit zur Verbesserung des Gesundheitswesens bei.
Zugegeben: die letzte dieser fünf Botschaften trägt eher die Färbung einer Überzeugung, als dass sie ein Ergebnis wissenschaftlicher Beweisführung ist. Dennoch empfinde ich diese, wenn auch persönliche Erkenntnis als Maxim der Domäne, der ich mich zugehörig fühle - der IT-Systementwicklung des Gesundheitswesens
Evaluating the sustainability and resiliency of local food systems
With an ever-rising global population and looming environmental challenges such as climate change and soil degradation, it is imperative to increase the sustainability of food production. The drastic rise in food insecurity during the COVID-19 pandemic has further shown a pressing need to increase the resiliency of food systems. One strategy to reduce the dependence on complex, vulnerable global supply chains is to strengthen local food systems, such as by producing more food in cities. This thesis uses an interdisciplinary, food systems approach to explore aspects of sustainability and resiliency within local food systems.
Lifecycle assessment (LCA) was used to evaluate how farm scale, distance to consumer, and management practices influence environmental impacts for different local agriculture models in two case study locations: Georgia, USA and England, UK. Farms were grouped based on urbanisation level and management practices, including: urban organic, peri-urban organic, rural organic, and rural conventional. A total of 25 farms and 40 crop lifecycles were evaluated, focusing on two crops (kale and tomatoes) and including impacts from seedling production through final distribution to the point of sale. Results were extremely sensitive to the allocation of composting burdens (decomposition emissions), with impact variation between organic farms driven mainly by levels of compost use. When composting burdens were attributed to compost inputs, the rural conventional category in the U.S. and the rural organic category in the UK had the lowest average impacts per kg sellable crop produced, including the lowest global warming potential (GWP). However, when subtracting avoided burdens from the municipal waste stream from compost inputs, trends reversed entirely, with urban or peri-urban farm categories having the lowest impacts (often negative) for GWP and marine eutrophication. Overall, farm management practices were the most important factor driving environmental impacts from local food supply chains.
A soil health assessment was then performed on a subset of the UK farms to provide insight to ecosystem services that are not captured within LCA frameworks. Better soil health was observed in organically-farmed and uncultivated soils compared to conventionally farmed soils, suggesting higher ecosystem service provisioning as related to improved soil structure, flood mitigation, erosion control, and carbon storage. However, relatively high heavy metal concentrations were seen on urban and peri-urban farms, as well as those located in areas with previous mining activity. This implies that there are important services and disservices on farms that are not captured by LCAs.
Zooming out from a focus on food production, a qualitative methodology was used to explore experiences of food insecurity and related health and social challenges during the COVID-19 pandemic. Fourteen individuals receiving emergency food parcels from a community food project in Sheffield, UK were interviewed. Results showed that maintaining food security in times of crisis requires a diverse set of individual, household, social, and place-based resources, which were largely diminished or strained during the pandemic. Drawing upon social capital and community support was essential to cope with a multiplicity of hardship, highlighting a need to develop community food infrastructure that supports ideals of mutual aid and builds connections throughout the food supply chain. Overall, this thesis shows that a range of context-specific solutions are required to build sustainable and resilient food systems. This can be supported by increasing local control of food systems and designing strategies to meet specific community needs, whilst still acknowledging a shared global responsibility to protect ecosystem, human, and planetary health
Modernising European Legal Education (MELE) : Innovative Strategies to Address Urgent Cross-Cutting Challenges
This open access book presents innovative strategies to address cross-cutting topics and foster transversal competences. The modernization of European legal education presents a compelling challenge that calls for enhanced interdisciplinary collaboration among academic disciplines and innovative teaching methods. The volume introduces venues towards education innovation and engages with complex and emerging topics such as datafication, climate change, gender, and the aftermath of the COVID-19 pandemic. The insights presented not only emphasize the importance of preserving traditional approaches to legal disciplines and passing them on to future generations, but also underscore the need to critically reassess and revolutionize existing structures. As our societies become more diverse and our understanding of legitimacy, justice, and values undergoes transformations, it is imperative to reconsider the role of traditional values while exploring promising alternative approaches
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