Associazione molecolare tra Trichoderma virens e pianta in diversi sistemi

La ricerca di metodi alternativi alla lotta chimica ai patogeni delle piante mediante l’utilizzo di microrganismi ha subito, in particolar modo negli ultimi anni, una notevole espansione. Gli agenti di biocontrollo sono molto vantaggiosi in quanto totalmente privi di rischi per la salute umana e ad impatto ambientale praticamente trascurabile. Nel presente lavoro di tesi è stato preso in esame il ceppo I10 di Trichoderma virens, specie fungina che riveste notevole importanza in ambito biotecnologico in quanto promotore della crescita vegetale, agente di biocontrollo dei fitopatogeni ed induttore di resistenza. Trichoderma riveste un ruolo importante nel controllo biologico delle colture grazie alle sue caratteristiche fisiologiche ed ecologiche: questo microorganismo instaura un’associazione di tipo simbiotico, opportunistico ed avirulento, con la pianta colonizzandone le radici e dovendo perciò penetrare all’interno delle cellule vegetali. Il primo ostacolo alla penetrazione è costituito dai primi strati della parete, ricchi in pectina: tra gli enzimi che degradano la parete cellulare (CWDE: Cell Wall Degrading Enzymes), i pectinolitici sono tra i primi ad essere prodotti. Le endopoligalatturonasi (endoPG), i più efficaci tra gli enzimi peptici, possono avere un ruolo pre-elicitante per lo sviluppo della resistenza, mediante la liberazione di oligogalatturonidi (elicitori) dai costituenti della parete vegetale. Sulla base di queste premesse e dei risultati ottenuti in lavori pregressi, lo scopo di questo lavoro di tesi è stato quello di analizzare l’interazione che il fungo instaura con le radici di Phaseulus vulgaris, Arabidopsis thaliana e Solanum lycopersicum cv. Micro-Tom dal punto di vista molecolare. Per la realizzazione delle analisi sono stati utilizzati due diversi sistemi sperimentali: • Interazione pianta-fungo su perlite in Vasi Microbox da colture in vitro (per Phaseulus vulgaris e Arabidopsis thaliana) • Interazione pianta-fungo su dischi di chellopane in piastre Petri (per Arabidopsis thaliana e Solanum lycopersicum cv. Micro-Tom) Il primo sistema sperimentale consente l’accrescimento di T. virens direttamente sulle radici delle diverse plantule; nel secondo le piantine vengono fatte interagire con il fungo adagiando su di esse un disco di chellopane contenente il micelio fungino, precedentemente cresciuto in incubatore. Nel secondo sistema i due organismi interagiscono pur rimanendo separati dai dischi, così da permettere la raccolta di campioni molto più puliti rispetto al sistema in perlite. Per quanto riguarda pomodoro si sono confrontati i risultati ottenuti in piastra con quelli scaturiti da un precedente lavoro di tesi, realizzato in un sistema sperimentale analogo a quello in perlite utilizzato in questo lavoro. Per Arabidopsis invece si sono realizzate prove in entrambe i sistemi sperimentali considerati. L’associazione molecolare tra T. virens e Fagiolo è stata studiata solamente in perlite. E’ stata indagata l’interazione molecolare che si stabilisce fra T. virens e le radici vegetali delle diverse specie di piante, con particolare attenzione alla degradazione della parete cellulare vegetale da parte del fungo ed alla eventuale reazione inibitoria da parte della pianta che può rappresentare una risposta di resistenza. Allo scopo è stata valutata l’espressione di 2 geni (Tvpg1 ed Tvpg2) codificanti per endopoligalatturonasi in T. virens e l’induzione di: • un gene (corrispondente a Lepgip1, già identificato in pomodoro) codificante per una proteina inibitrice delle endopoligalatturonasi in S. lycopersicum. • due geni (corrispondenti a bpgip1 e bpgip2, precedentemente identificati in fagiolo) codificanti per due proteine inibitrici delle endopoligalatturonasi in P. vulgaris. • due geni (corrispondenti a pgip1 e pgip2, precedentemente identificati in Arabidopsis) codificanti per due proteine inibitrici delle endopoligalatturonasi in A. thaliana. Uno dei due geni del fungo, Tvpg2, è risultato costitutivo in quanto espresso in tutte le condizioni saggiate, inclusi i controlli, in tutti e due i sistemi sperimentali adottati. Relativamente al gene Tvpg1, in una precedente tesi si era osservata, nelle analisi relative all’interazione tra T. virens e S. lycopersicumin in perlite, un’evidente induzione dell’espressione genica fra le 48 e le 72 ore dall’inoculazione del fungo sull’apparato radicale della pianta; allo stesso intervallo di tempo era stata registrata l’espressione del gene Lepgip1 di S. lycopersicum nelle radici inoculate con T. virens. In questo lavoro non si è potuta confermare l’induzione del suddetto gene fungino nell’interazione con pomodoro, saggiata questa volta in un sistema diverso (piastra Petri), in quanto esso non è risultato espresso a nessun tempo nei campioni indotti testati e neppure nei controlli. Non si è riscontrata l’espressione del gene Tvpg1 neppure nei campioni indotti relativi alle altre piante saggiate: i dati ottenuti in questo lavoro suggeriscono la mancata induzione del gene da parte delle radici di pomodoro, nel nuovo sistema testato, e delle altre piante utilizzate, in entrambe i sistemi sperimentali adottati. Per quanto riguarda i geni di pianta codificanti per inibitori delle endopoligalatturonasi, ad esclusione di pomodoro per cui non è mai stata osservata l’espressione del gene Lepgip1, sono stati ottenuti i seguenti risultati: • P. vulgaris → il gene bpgip1 sembra essere costitutivo in quanto si è rilevata la presenza del trascritto ad ogni tempo di campionamento considerato e nel controllo della pianta; il gene bpgip2 presenta lo stesso pattern di espressione risultando anch’esso di tipo costitutivo. • A. thaliana → il gene pgip1 sembra inducibile siccome si è rilevata la presenza del trascritto a 24 ore dall’inoculazione, nel sistema sperimentale in perlite, e a 48 ore nel sistema in piastra Petri, mentre la banda attesa risulta invece assente a tutti gli altri tempi saggiati e nel controllo della pianta; il gene pgip2 è risultato costitutivo in tutti e due i sistemi sperimentali adottati: il trascritto è stato rilevato nei campioni indotti, a tutti e quattro i tempi considerati, e nel controllo della pianta. Le differenze di timing riscontrate nell’espressione del gene pgip1 di Arabidopsis nei due sistemi sono probabilmente dovute alle caratteristiche intrinseche dei due metodi: in perlite, dove il contatto tra i due organismi è diretto, l’espressione del gene in questione si verifica all’incirca 24 ore prima rispetto al sistema in piastra Petri. Ulteriori indagini sono necessarie per avvalorare questi risultati e confermare l’esistenza di una comunicazione molecolare, tra il fungo e le piante prese in considerazione, che coinvolge le funzioni geniche analizzate

Dual control of local blood flow by perivascular nerves and endothelial cells: changes in development, atherosclerosis and acrylamide neuropathy

This thesis examines the influence of perivascular nerves and the vascular endothelium on the local control of vascular tone with particular emphasis on how these mechanisms are affected by age and in atherosclerosis. Using the method of in vitro pharmacology, it was shown that ATP is a cotransmitter with noradrenaline (NA) in the hepatic artery of the rabbit and that the response of the vessel to the purine is mediated by ATP acting through post-junctional P2x-purinoceptors. Acetylcholine (ACh) induced a vasodilatation that was entirely dependent on the presence of an intact endothelium whereas adenosine, ATP and 2-methylthio ATP (a selective P2y-purinoceptor agonist) were shown to elicit a relaxation that was independent of the endothelium. The presence of nerve fibres containing substance P (SP), calcitonin gene-related peptide (CGRP) and vasoactive intestinal polypeptide (VIP) were demonstrated in the hepatic artery of the rabbit. Furthermore, it was shown that CGRP and VIP mediated a vasodilatation in the absence of endothelium whereas SP produced a relaxation that was endothelium-dependent. Changes in the reactivity of hepatic and saphenous arteries from male and female rabbits (2-36 months) in response to directly acting vasoconstrictor agents (NA, a, methylene ATP (a, meATP), KCl); endothelium-dependent vasodilator agents (ACh, SP); endothelium-independent vasodilator agents (CGRP, VIP, ATP) and transmural nerve stimulation are described. Male and female Watanabe Heritable Hyperlipidaemic (WHHL) rabbits (4-12 months) were used as a model for human homozygous hypercholesterolemia. After an initial reduction in endothelium-dependent vasodilatation, there was an increase in relaxation at 12 months, when plaques were present. Contractions to sympathetic nerve stimulation was also reduced at 12 months. The effects of acrylamide, which is regarded as a model for autonomic neuropathy, on the response of the hepatic, saphenous and basilar arteries are also described

A panel method for trans-cavitating marine propellers

The extension to super-cavitating propellers of the numerical panel method developed by the Marine CFD Group of the University of Genova is presented and largely validated in the paper. The validation of the theoretical model for the cavity detachment and closure in the wake of the blade profiles is presented first on a typical supercavitating profile for which theoretical and experimental solutions are known. Then the 3D panel method is applied on the complete series of Newton- Rader trans-cavitating propeller for which experimental measurements in cavitation tunnel and numerical results obtained by other researchers have been recently published. The main dynamic characteristics such as thrust and torque coefficients versus the advance ratio and the cavitation index, but also the cavitation patterns, in terms of bubble length at various radii, bubble volume and extension on the trailing vortex wake are presented and discussed for various propellers of the N-R series, having different pitch and expanded area ratios. Good correlations are in general achieved for what regards not only cavitation patterns, but also thrust and torque breakdown consequent to the cavity inception and growth on propeller blades.http://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/84273/1/CAV2009-final79.pd

Design Method for Contra-Rotating Propellers for High-Speed Crafts: Revising the Original Lerbs Theory in a Modern Perspective

The main theoretical and numerical aspects of a design method for optimum contrar-rotating (CR) propellers for fast marine crafts are presented. We propose a reformulated version of a well-known design theory for contra-rotating propellers, by taking advantage of a new fully numerical algorithm for the calculation of the mutually induced velocities and introducing new features such as numerical lifting surface corrections, use of an integrated modern cavitation/strength criteria, a modified method to consider different numbers of blades among the two propellers, and to allow for an unloading function in the search for the optimal circulation distribution. The paper first introduces the main theoretical principles of the new methods and then discusses the influence of the main design parameters on an emblematic example of application in the case of counter rotating propellers for a pod propulsor designed for fast planing crafts (35 knots and above)

Bone mineral content in Hawaiian, Asian, and Filipino children.

Os calcis bone mineral content (BMC) was measured by single photon absorptiometry in 86 children, ages 6 to 13 years from Hawaiian, Oriental, Caucasian, and Filipino ethnic groups. Pearson correlations indicated significant positive correlations between BMC and age, height, and weight. However, there were no significant differences in age, height or weight between ethnic groups. ANOVA revealed a significant effect of ethnic group on BMC with the Hawaiian group having a significantly higher BMC than the Asian or Caucasian groups. When age, height and weight were controlled for, ANCOVA still showed a significant effect of ethnicity on BMC. The current findings suggest that ethnic differences can develop early in life

Comparison of experimental and numerical sloshing loads in partially filled tanks

Sloshing phenomenon consists in the movement of liquids inside partially filled tanks, whichgenerates dynamic loads on the tank structure. Resulting impact pressures are of great importance in assessingstructural strength, and their correct evaluation still represents a challenge for the designer due to the highnonlinearities involved, with complex free surface deformations, violent impact phenomena and influence of airtrapping. In the present paper a set of two-dimensional cases for which experimental results are available areconsidered to assess merits and shortcomings of different numerical methods for sloshing evaluation, namely twocommercial RANS solvers (FLOW-3D and LS-DYNA), and two own developed methods (Smoothed ParticleHydrodynamics and RANS). Impact pressures at different critical locations and global moment induced by watermotion for a partially filled tank with rectangular section having a rolling motion have been evaluated and resultsare compared with experiments

SPH simulation of periodic wave breaking in the surf zone. A detailed fluid dynamic validation

The estimation of wave breaking and run-up on sloped beaches is a relevant issue in different coastal engineering applications. The present study stresses on the capabilities of a Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) solver, with optimal numerical and physical parameters, to accurately simulate the complex flow field in the surf zone and run-up region. Numerical results are compared with high quality experimental measurements of the local flow field in terms of instantaneous and phase averaged values. The selected test case regards the propagation and breaking of regular non-linear waves on a smooth impermeable plane slope. The comparison is based on a complete set of 128 consecutive non-linear regular waves. The level of accuracy of the numerical results and the ability of the model to reproduce the periodic flow in the surf-zone is provided. Current limitations and uncertainty sources are identified and discussed to guide future developments

Short-Term CO2 Treatment of Harvested Grapes (Vitis vinifera L., cv. Trebbiano) before Partial Dehydration Affects Berry Secondary Metabolism and the Aromatic Profile of the Resulting Wine

High CO2 concentrations applied to harvested horticultural products can modify primary and secondary metabolism. This work reports the metabolic responses to short-term CO2 treatments of white-skinned grapes (cv Trebbiano) undergoing postharvest partial dehydration. The influence of CO2 treatments on the aroma profile of the derived sweet wine was also assessed. Harvested grapes were treated with gaseous CO2 (30%) or air (control) for 24 h and then dehydrated (about 45% of weight loss) before vinification. Lipophilic and phenolic compounds of grape skin and the wine aroma profile were analyzed. In CO2-treated berries, the lipophilic and phenolic compounds decreased at a reduced and faster rate, respectively, during dehydration. Aroma profile of wine from CO2-treated grapes showed a slight but significantly higher content of glycosylated C13 and terpene compounds, and a decrease/absence of free acids, vanillin derivates and other phenol volatiles. The higher content of volatile alcohols in wine from treated berries suggests that the alcoholic fermentation was triggered. CO2 application before the withering process of Trebbiano grapes affects the aroma profile of the resulting wine by altering the free:glycosylated volatiles ratio. This study provides information on the possible use of CO2 as metabolic elicitor to modulate the aroma profile of the resulting wines obtained after grape dehydratio