Simulating Soil Organic Matter Transformations with the New Implementation of the Daisy Model

Daisy is a well-tested deterministic, dynamic soil-plant-atmosphere model, capable of simulating water balance, nitrogen balance and losses, development in soil organic matter and crop growth and production in crop rotations under alternate management strategies. Originally it was developed as a system of single models describing each process involved, but recently it has been developed into a framework, which can be used for implementation of several different models of each of the different processes. Thus, for example a number of different models for simulating soil water dynamics can be chosen depending on the purpose of the simulation and the availability of data for parameterisation. The sub-model simulating soil organic matter is still a fixed component in the Daisy terminology. This means that there is currently only one model, which can be used to simulate soil organic matter transformations. However this sub-model can be changed considerably. Some examples are given

Greenhouse gas emissions from animal manure

On-farm emissions from animals and manure must be taken into account when the GHG mitigation potential of grassland management strategies involving grazing are evaluated. Greenhouse gas (GHG) emissions from manure management include direct emissions of CH4 and N2O, as well as indirect emissions of N2O derived from NH3/NOx. Quantification of GHG emissions from manure are typically based on national statistics for manure production and housing systems combined with emission factors which have been defined by the IPCC or nationally. The quality of GHG inventories for manure management is critically dependent on the applicability of these emission factors. Animal manure is collected as solid manure + urine, as liquid manure (slurry) or as deep litter, or it is deposited outside in drylots or on pastures. These manure categories represent very different potentials for GHG emissions, as also reflected in the methane conversion factors and nitrous oxide emission factors, respectively. However, even within each category the variations in manure composition and storage conditions can lead to highly variable emissions in practice. This variability is a major source of error in the quantification of the GHG balance for a system. To the extent that such variability is influenced by management and/or local climatic conditions, it may be possible to improve the procedures for estimating CH4 and N2O emissions from manure. Manure (dung and urine) deposited during grazing influences fluxes of both CH4, N2O and NH3 from the pasture. In particular, urine patches are important point sources of NH3 and N2O, whereas the N input may locally reduce CH4 oxidation activity. Ammonia losses from pastures are not specifically represented in the IPCC methodology, which calculates NH3 volatilization as a fixed proportion of total N excreted. However, ammonia losses from excretal returns to the pasture increase with N surplus in the diet since this N is mainly excreted as urea in the urine. Also, several methodologies exist for mitigating NH3 losses from storage facilities. Hence, both optimized feeding and restricted access to grazing with collection of manure on the farm are available as NH3 mitigation options, though not identified by the IPCC methodology. Technical solutions to reduce NH3 volatilization from storages may reduce (slurry) or increase (solid manure) CH4 emissions, an aspect that must also be taken into account. The N2O emission factor for N deposited on pastures is higher than for N in manure collected during housing, indicating that restricted access to grazing is also a N2O mitigation option. Several studies have suggested that N2O emissions from excreta deposited during grazing interact with factors like feed composition, stock density, N fertilization, soil compaction and climate. However, there is presently little evidence to suggest that emissions of N2O can be consistently changed via management practices

Virtual Communities of Practice in Web-Based Second Language Learning: Fiction or Reality?

The work of Lave and Wenger on learning in'communities of practice' has evoked a considerableresponse in e-learning environments through-out theworld including Denmark in the last few decades. Withinthe development of web-based second language learning,the ideas of learning in communities of practice and ofsituated and collaborative learning have deeply inspirededucators and teachers and, to a certain degree, becomethe theoretical and practical framework for developingweb-based learning platforms, while findings from thisresearch indicate that students perceive e-learning as afar more individual process. The aim of this paper is toinvestigate aspects of the Danish development of elearningplatforms and, especially students’ and teachers’very differing perceptions of e-learning and the conceptsbehind it. The analysis is based on student and teacherinterviews, research on language interaction and casestudies of e-learning language platforms within the areaof teaching Danish as a second language for adultforeigners. The concepts of communities of practice arealso discussed and developed

Die Biosynthese cytotoxischer Lignane aus Linum nodiflorum L. (Linaceae): ß-Peltatin 6-O-Methyltransferase

Lignane sind im Pflanzenreich weit verbreitete phenolische Sekundärstoffe, von denen Vertreter mit cytotoxischer, antimykotischer und antimikrobieller Wirkung bekannt sind. Das Aryltetralinlignan Podophyllotoxin, das aus Podophyllum peltatum oder Podophyllum hexandrum gewonnen wird, dient als Ausgangsstoff der semisynthetischen Krebs-medikamente Etoposid, Teniposid und Etopophos. Aber auch in Linaceae ist das Vorkommen von Aryltetralinlignanen, darunter auch Podophyllotoxin, bekannt. An Suspensionskulturen von Linum nodiflorum (Linaceae), in denen 6-Methoxypodophyllotoxin anstatt Podophyllotoxin als Endprodukt der Lignanbiosynthese vorkommt, soll der Syntheseweg der Aryltetralinlignane aufgeklärt werden. Ausgehend von ß-Peltatin soll die Methylierung zu ß-Peltatin-A Methylether gezeigt werden. In dieser Arbeit kann die ß-Peltatin 6-O-Methyltransferase (POMT) in Suspensionskulturen von Linum nodiflorum (Linaceae) erstmals nachgewiesen und beschrieben werden. Neben einem Enzymtest wird eine HPLC-Methode zur Auswertung etabliert. Die ß-Peltatin 6-O-Methyltransferase überträgt eine Methylgruppe von S-Adenosyl-L-methionin (SAM) auf ß Peltatin, wodurch der ß-Peltatin-A Methylether gebildet wird. Die Identität des Produkts wird über 1H- und 13C-NMR bestätigt. Das Enzym hat ein Temperaturoptimum von 40 °C und arbeitet optimal bei einem pH-Wert von 7,5 in 0,1 M Tris-HCl-Puffer. Für ß-Peltatin wurde ein apparenter Km-Wert von 40 µM und für SAM von 15 µM bestimmt. Bei Konzentrationen über 250 µM ß-Peltatin kann eine Substrathemmung beobachtet werden. Als weiteres Produkt der Methylierungsreaktion entsteht S Adenosylhomocystein (SAH), das auch eine Hemmung der POMT-Aktivität bewirkt. Diese Hemmung ist kompetitiv, kann also durch eine höhere Zugabe von SAM wieder aufgehoben werden. Die ß-Peltatin 6-O-Methyltransferase ist nicht abhängig von Magnesiumionen, wie es Caffeoyl-CoA Methyltransferasen sind. Es können keine Cofaktoren, aber Hemmstoffe der POMT-Aktivität gefunden werden. So hemmt Zinksulfat schon in einer Konzentration von 5 mM die POMT-Aktivität komplett. Auch Eisensulfat und Eisenchlorid hemmen in Konzentrationen von 5 mM die Aktivität bis auf 10 % der Ausgangsaktivität. Für Mangansulfat kann eine Hemmung bis auf 35 % bei Konzentrationen von 10 mM ermittelt werden. Über eine Größenausschlusschromatographie kann eine Größe von ca. 64 kDa ermittelt werden. Wie bei den meisten anderen pflanzlichen Methyltransferasen handelt es sich bei der POMT wahrscheinlich um ein Homodimer. Für die Reinigung der ß-Peltatin 6-O-Methyltransferase kann ein Protokoll ermittelt werden, bei dem eine fraktionierte Ammoniumsulfatfällung in einem Bereich von 40–80 % Ammoniumsulfatsättigung, eine Anionenaustauschchromatographie über Q-Sepharose, eine zweite Ammoniumsulfatfällung bis 80 % Ammoniumsulfatsättigung und eine Affinitäts-chromatographie über SAH-EAH-Sepharose aufeinanderfolgen. Damit kann ein Reinigungs-faktor von 12,6 fach erreicht werden, der Verlust der Aktivität liegt allerdings bei 92 %. Auf einem SDS-Polyacrylamidgel können nur noch wenige Proteinbanden nach der Affinitätschromatographie und damit ein deutlicher Reinigungseffekt gezeigt werden. Die Suspensionskultur von Linum nodiflorum wird über einen Zeitraum von 15 und 20 Tagen in Bezug auf Medienparameter wie Volumen, pH-Wert, Leitfähigkeit, Zuckergehalt und Konzentration an Ammonium, Phosphat und Nitrat beobachtet. Auch die Suspensionszellen können auf Proteingehalt, Enzymaktivität und Entwicklung des Frisch- und Trockengewichts untersucht werden. Aus den Zellen und dem Medium werden Lignane extrahiert und nach Art und Menge bestimmt. Mit degenerierten Primern gegen hochkonservierte Regionen von Methyltransferasen wie der SAM-Bindestelle werden über PCR methyltransferasenspezifische Amplifikate von cDNAs aus 6-Tage alten Zellen von Linum nodiflorum isoliert. Die cDNA-Stücke werden in E. coli einkloniert und nach Datenbankvergleich mittels der RACE-Methode bis zur kompletten Länge verlängert. Dabei wird die Methyltransferase MT 1 gefunden, die ein offenes Leseraster von 1095 Basen, codierend für ein Protein mit 365 Aminosäuren und einem berechneten Molekulargewicht von 39,8 kDa, besitzt. Sie hat bis ca. 80 % Identität mit Kaffeesäure 3-O-Methyltransferasen aus verschiedenen Pflanzenarten. Das vollstänige offene Leseraster der MT1-cDNA wird in den Expressionsvektor pTrc99a ligiert, und das Protein in E. coli JM 109 exprimiert. Das entstehende Protein wird auf Substratspezifität getestet. Dabei wird kein Umsatz von ß-Peltatin gemessen. Das exprimierte Enzym setzt Kaffeesäure und seine Derivate um. Der größte Umsatz kann jedoch mit dem Cumarin Daphnetin gemessen werden. Bei den umgesetzten Substraten kann eine gemeinsame Struktur entdeckt werden, die einen doppelt hydroxylierten Aromaten und einen größeren Rest enthält

Untersuchungen zur Rolle von Cytochrom P450-Enzymen in der Biosynthese von Aryltetralin-Lignanen in Zellkulturen von Linum spec.

Lignane sind phenolische Verbindungen des pflanzliche Sekundärstoffwechsels, die sich von der Aminosäure Phenylalanin ableiten, über das Pflanzenreich weit verbreitet sind und die vielfältige pharmazeutisch-medizinische Bedeutungen haben können. Podophyllotoxin (PTOX), ein Aryltetralin-Lignan, ist stark cytotoxisch und dient u.a. als Ausgangs-substanz der halbsynthetischen Glycoside Etoposid und Teniposid, die als Chemotherapeutika eingesetzt werden. Wildsammlungen von Podophyllum spec. stellen momentan die hauptsächliche Bezugsquelle für Podophyllotoxin dar. Außerdem konnten Aryltetralin-Lignane auch in einigen Leinarten (Linum spec.) nachgewiesen werden. In der vorliegenden Arbeit werden Untersuchungen zur Biosynthese von Lignanen wie PTOX oder 6-Methoxypodophyllotoxin (MPTOX) in Suspensionskulturen von Linum album, L. flavum und L. nodiflorum beschrieben. Ein besonderer Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Rolle beschriebener oder vermuteter Cytochrom P450-abhängiger Oxygenasen, einer Enzymklasse, die viele oxidative Reaktionen im pflanzlichen Sekundärstoffwechsel katalysiert. Biotransformationsversuche in L. nodiflorum deuten darauf hin, dass der Umsatz von Desoxypodophyllotoxin (DOP) zu PTOX durch eine DOP7H Cytochrom P450-abhängig sein könnte, da er durch den spezifischen Inhibitor Tetcyclacis gehemmt wird. In Mikrosomen-präparationen aus Linum nodiflorum war keine DOP7H-Aktivität nachweisbar. Die kürzlich in L. flavum beschriebene Desoxypodophyllotoxin 6-Hydroxylase (DOP6H), die den Umsatz von DOP zu -Peltatin katalysiert, konnte in Zellkulturen von L. nodiflorum nachgewiesen und in zellfreien Extrakten charakterisiert werden. Ihre höchste Aktivität weist die DOP6H aus L. nodiflorum bei pH 7,4 und etwa 35 °C auf. Die hemmende Wirkung verschiedener Cytochrom P450-spezifischer Inhibitoren, wie Cytochrom c oder Tetcyclacis wurde gezeigt. Außerdem konnten hemmende Effekte des Substratanalogons 4’-Demethyl-DOP, sowie divalenter Kationen, insbesondere Mn2+ festgestellt werden. Als Km-Werte für das Substrat Desoxypodophyllotoxin (DOP) und das Cosubstrat NADPH wurden 8,3 µM und 47 µM ermittelt. Die Bedeutung des alternativen Cosubstrats NADH wurde untersucht, wobei kein synergistischer (überadditiver) Effekt festgestellt werden konnte, wie er von vielen tierischen und humanen Cytochrom P450-Systemen bekannt ist. Die geringe Enzymaktivität mit NADH verweist auf eine mögliche Beteiligung von Cytochrom b5 an der Elektronen-transport-kette zur DOP6H in vitro. Außerdem werden Ansätze zur biotechnologischen Verwendbarkeit der DOP6H, wie die Verwendung von Zn/Co(III)-Sepulchrat als alternative Elektronendonatoren anstelle von NADPH und eine Aufreinigungsstrategie über eine Affinitäts-chromato-graphie mit Hilfe des Substratanalogons 4’-Demethyl-DOP diskutiert. Yatein gilt als mögliche direkte Vorstufe von DOP in der Lignan-Biosynthese. Ein Umsatz von Yatein zu DOP, wie in Podophyllum spec. beschrieben, konnte in den untersuchten Zellkulturen nicht nachgewiesen werden. Dies kann als Hinweis darauf gewertet werden, dass die Biosynthesewege in den Gattungen Linum und Podophyllum unterschiedlich verlaufen könnten. Die mögliche Bedeutung von Yatein wird diskutiert. Zusätzlich wurde damit begonnen NADPH:Cytochrom P450-Reduktasen (CPR) aus den genannten Zellkulturen zu klonieren. Für den Ablauf Cytochrom P450-abhängiger Reaktionen sind diese Reduktasen als Elektronendonatoren notwendig. Durch RT-PCR konnten mit Hilfe genspezifischer Primer Teilklone für CPRs aus L. album, L. flavum und L. nodiflorum isoliert werden. DOP scheint ein Verzweigungspunkt in der Lignan-Biosynthese zu sein, da es eine Vorstufe sowohl von PTOX als auch MPTOX ist. Das genauere Verständnis der enzymatischen Umsetzung von DOP ermöglicht eine Abschätzung des bio-techno-logischen Potentials der Lignan-Biosynthese in Zellkulturen von Linum spec

Predicting success in graduate entry medical students undertaking a graduate entry medical program (GEM)

Background: Success in undergraduate medical courses in the UK can be predicted by school exit examination (A level) grades. There are no documented predictors of success in UK graduate entry medicine (GEM) courses. This study looks at the examination performance of GEM students to identify factors which may predict success; of particular interest was A level score. Methods: Data was collected for students graduating in 2004, 2005 and 2006, including demographic details (age and gender), details of previous academic achievement (A level total score and prior degree) and examination results at several points during the degree course. Results: Study group comprised 285 students. Statistical analyses identified no significant variables when looking at clinical examinations. Analysis of pass/fail data for written examinations showed no relationship with A level score. However, both percentage data for the final written examination and the analysis of the award of honours showed A level scores of AAB or higher were associated with better performance (p < 0.001). Discussion: A prime objective of introducing GEM programs was to diversify admissions to medical school. In trying to achieve this, medical schools have changed selection criteria. The findings in this study justify this by proving that A level score was not associated with success in either clinical examinations or passing written examinations. Despite this, very high achievements at A level do predict high achievement during medical school. Conclusions: This study shows that selecting graduate medical students with the basic requirement of an upper-second class honours degree is justifiable and does not disadvantage students who may not have achieved high scores in school leaver examinations

Changes in Expressive Movement with Actor Training

The theatre has been recognized for centuries as a catalyst for social and political change. More recently, the transformative potential of the acting process has been underscored by proponents of drama therapy and by research in the social sciences. This paper describes differences in physical expression (quantified using motion capture) between actors and controls on a series of open-ended improvisational tasks. The results are consistent with the viewpoint that theatrical experience affects behaviour by increasing awareness of communicative options

The Role of Motivational Systems and Emotions in Virtual Work

The purpose of this paper is to examine the role of the behavioural activation system (BAS), the behavioural inhibition system (BIS) and emotions in virtual work. BIS was found to have significant positive relationships with anger, anxiety, annoyance, nervousness, and distress. There were indications of emotional contagion between research confederates and participants. Self-report skill knowledge and the skill role of the research confederate both had significant relationships with performance. Self-report skill knowledge was fully mediated by the skill role played by the research confederate. Managers of virtual teams need to be aware of individual differences such as motivational systems and how these interact with state emotions and performance

Current Issues in Science Education

Exam paper for second semester Current Issues in Science Educatio