Genregulatorische und funktionelle Analysen des differentiell exprimierten rolling pebbles Transkriptes rols6 zeigen, dass das Rols6 Protein für die vollständige Differenzierung der Malpighischen Gefäße in Drosophila melanogaster notwendig ist.

Die Kommunikation zwischen zwei Zellpopulationen, Zell-Migration und -Adhäsion sind in der Entwicklung der Malpighischen Gefäße (MpG) wie auch in der Muskelentwicklung von Drosophila melanogaster während der Myoblastenfusion essentielle biologische Vorgänge. An diesen Prozessen sind verschiedene Faktoren, z.B. Mitglieder der Immunglobulin Super Familie (IgSF), SH3-domänen Proteine, wie z.B. Myoblast city (Mbc), und auch Multidomänenproteine wie Rolling pebbles (Rols) beteiligt. Das Gen rolling pebbles kodiert für zwei differentiell exprimierte Transkripte (rols6 und rols7), wobei rols7 nur in mesodermalen Derivaten exprimiert wird und als essentiell für die Myoblastenfusion beschrieben wurde. Funktionelle und genregulatorische Analysen des rols6 Transkriptes sollten Aufschluss über die entwicklungsbiologische Relevanz von Rols6, insbesondere in der Entwicklung und Differenzierung der MpG, erbringen. Hierzu wurden bekannte rols-Allele phänotypisch analysiert, wodurch Differenzierungsdefekte der MpG aufgedeckt wurden. Durch eine spezifisch gegen rols6 gerichtete P-Element Mutagenese wurde eine Deletionslinie generiert. Anhand dieser Linie konnten die beobachteten Entwicklungsstörungen in den MpG einem Verlust der Funktion des Rols6 Proteins zugeordnet werden, wobei mesodermale Derivate in dieser Linie wildtypisch gebildet werden. Der essentielle regulative genomische Bereich für dieses Transkript konnte identifiziert werden. Dazu wurde eine Vielzahl von Reportergenkonstrukten generiert und deren Reportergenexpression in transgenen Linien analysiert. Dadurch konnten essentiell regulativ aktive Bereiche und Enhancer für die MpG und das Endoderm in einem 1,1 kb großen Fragment, stromaufwärts vom rols6 5ŽUTR identifiziert werden. rols6 Transkriptionsregulatoren sind auch weiterhin unbekannt. Ausgeschlossen werden können aber frühe determinierende Faktoren wie Krüppel, Decapentaplegic, die GATA-Faktoren Serpent und Grain und auch der Drosophila GAGA-Faktor. Durch die in dieser Arbeit durchgeführten funktionellen Analysen konnte erstmalig eine Funktion von Rols6 an der Zellumstrukturierung während der Differenzierung der MpG in Drosophila beschrieben werden. Die phänotypische Analyse von Mutanten der aus der Myogenese bekannten, potentiellen Rols Interaktionspartner Mbc und Rac weisen vergleichbare Defekte in der Differenzierung der MpG auf. Die erbrachten Daten weisen darauf hin, dass Rols6, Mbc und Rac gemeinsam in einer Wirkungskette beteiligt sind. Schließlich konnte durch die spezifisch gegen rols6 gerichtete Mutagenese gezeigt werden, dass der Rols Isotyp 6 eine biologische Funktion während der Differenzierung der MpG übernimmt, während Rols7 in der Myoblastenfusion funktionell ist, wobei die Expressionen der beiden rols Transkripte über gewebespezifische Promotoren reguliert werden

Genregulatorische und funktionelle Analysen des differentiell exprimierten rolling pebbles Transkriptes rols6 zeigen, dass das Rols6 Protein für die vollständige Differenzierung der Malpighischen Gefäße in Drosophila melanogaster notwendig ist.

Die Kommunikation zwischen zwei Zellpopulationen, Zell-Migration und -Adhäsion sind in der Entwicklung der Malpighischen Gefäße (MpG) wie auch in der Muskelentwicklung von Drosophila melanogaster während der Myoblastenfusion essentielle biologische Vorgänge. An diesen Prozessen sind verschiedene Faktoren, z.B. Mitglieder der Immunglobulin Super Familie (IgSF), SH3-domänen Proteine, wie z.B. Myoblast city (Mbc), und auch Multidomänenproteine wie Rolling pebbles (Rols) beteiligt. Das Gen rolling pebbles kodiert für zwei differentiell exprimierte Transkripte (rols6 und rols7), wobei rols7 nur in mesodermalen Derivaten exprimiert wird und als essentiell für die Myoblastenfusion beschrieben wurde. Funktionelle und genregulatorische Analysen des rols6 Transkriptes sollten Aufschluss über die entwicklungsbiologische Relevanz von Rols6, insbesondere in der Entwicklung und Differenzierung der MpG, erbringen. Hierzu wurden bekannte rols-Allele phänotypisch analysiert, wodurch Differenzierungsdefekte der MpG aufgedeckt wurden. Durch eine spezifisch gegen rols6 gerichtete P-Element Mutagenese wurde eine Deletionslinie generiert. Anhand dieser Linie konnten die beobachteten Entwicklungsstörungen in den MpG einem Verlust der Funktion des Rols6 Proteins zugeordnet werden, wobei mesodermale Derivate in dieser Linie wildtypisch gebildet werden. Der essentielle regulative genomische Bereich für dieses Transkript konnte identifiziert werden. Dazu wurde eine Vielzahl von Reportergenkonstrukten generiert und deren Reportergenexpression in transgenen Linien analysiert. Dadurch konnten essentiell regulativ aktive Bereiche und Enhancer für die MpG und das Endoderm in einem 1,1 kb großen Fragment, stromaufwärts vom rols6 5ŽUTR identifiziert werden. rols6 Transkriptionsregulatoren sind auch weiterhin unbekannt. Ausgeschlossen werden können aber frühe determinierende Faktoren wie Krüppel, Decapentaplegic, die GATA-Faktoren Serpent und Grain und auch der Drosophila GAGA-Faktor. Durch die in dieser Arbeit durchgeführten funktionellen Analysen konnte erstmalig eine Funktion von Rols6 an der Zellumstrukturierung während der Differenzierung der MpG in Drosophila beschrieben werden. Die phänotypische Analyse von Mutanten der aus der Myogenese bekannten, potentiellen Rols Interaktionspartner Mbc und Rac weisen vergleichbare Defekte in der Differenzierung der MpG auf. Die erbrachten Daten weisen darauf hin, dass Rols6, Mbc und Rac gemeinsam in einer Wirkungskette beteiligt sind. Schließlich konnte durch die spezifisch gegen rols6 gerichtete Mutagenese gezeigt werden, dass der Rols Isotyp 6 eine biologische Funktion während der Differenzierung der MpG übernimmt, während Rols7 in der Myoblastenfusion funktionell ist, wobei die Expressionen der beiden rols Transkripte über gewebespezifische Promotoren reguliert werden

Where’s the best supermarket deal? Female Southern Rockhopper Penguins (Eudyptes chrysocome) show variable foraging areas during the guard stage at Isla de los Estados, Argentina

Understanding the spatial distribution of seabirds contributes to comprehending their ecological requirements and dispersion patterns. We studied the at-sea distribution of female Southern Rockhopper Penguins (Eudyptes chrysocome (J.R. Forster, 1781)) at Isla de los Estados colony during the early chick-rearing period. We used a clustering analysis approach to identify different groups according to the foraging trip (tracking and diving data from GPS and temperature and depth data loggers) and diet (d15N composition on blood samples) characteristics. Foraging trips differed in duration, location, and dive depths explored. Females in clusters 1 and 3 traveled longer distances and in opposite directions (36.3 6 21.3 and 40.3 6 14.0 km, respectively). Females in cluster 2 fed closer to the colony (16.8 6 7.8 km). Dives occurred in pelagic habitats. Higher d15N values suggested a greater proportion of fish (e.g., the Fuegian sprat, Sprattus fuegensis (Jenyns, 1842)) consumption in the northern foraging areas (cluster 1). The variability observed in the spatial distribution suggests flexibility in the foraging behavior of Southern Rockhopper Penguins and availability of adequate foraging areas within the colony range during the early chick-rearing period, both important features for Southern Rockhopper Penguin population. These results contribute to understanding the use of the Southern Ocean by marine mesopredators and top predators and to the marine spatial planning in the area.Fil: Rosciano, Natalia Gimena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Pütz, Klemens. Antarctic Research Trust; AlemaniaFil: Polito, Michael J.. State University of Louisiana; Estados UnidosFil: Raya Rey, Andrea Nélida. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; Argentina. Universidad Nacional de Tierra del Fuego, Antártida e Islas del Atlántico Sur. Instituto de Ciencias Polares, Ambientales y Recursos Naturales; Argentina. Wildlife Conservation Society; Estados Unido

Response to Glyphosate in Alopecurus myosuroides Populations from Lower Saxony

Das Totalherbizid Glyphosat wird weltweit im Pflanzenbau zur Unkrautbekämpfung, Ernteerleichterung, Saatbettbereitung und Abtötung von Zwischenfrüchten eingesetzt. Regelmäßig durchgeführte Gewächshaus-Monitoringversuche zum Auftreten und zur möglichen Verbreitung von Herbizidresistenzen in Niedersachsen zeigten, dass die Wirksamkeit von Glyphosat bei bestimmten Populationen von Alopecurus myosuroides reduziert ist. Dies könnte auf eine mögliche Toleranzverschiebung in Richtung einer reduzierten Sensitivität in manchen Populationen hinweisen. Eine Dosis-Wirkungs-Untersuchung wurde mit sechs Alopecurus myosuroides-Populationen aus verschiedenen Regionen Niedersachsens durchgeführt. Eine Glyphosat-sensitive Referenzpopulation wurde zum Vergleich herangezogen. Die Pflanzen wurden mit einer kommerziell erhältlichen, Glyphosat als Kaliumsalz enthaltenden, Formulierung in aufsteigenden Aufwandmengen (0, 225, 450, 900, 1800, 3600 und 7200 g Glyphosat/ha) behandelt. ED50-Werte wurden aus den Dosis-Wirkungskurven ermittelt und Resistenzfaktoren berechnet. Von sechs geprüften Populationen überlebten drei Wochen nach der Glyphosatbehandlung einzelne Individuen aus vier Populationen bei Aufwandmengen von 1800 und 3600 g Glyphosat/ha ohne jeglichen sichtbaren Schaden und wuchsen weiter. Sechs Wochen nach der Glyphosatbehandlung mit 900 g Glyphosat/ha kam es zu einem Neuaustrieb verschiedener zuvor, als vollständig kontrolliert bewerteter, Individuen aus vier Populationen. Die in dieser Studie gemachten Beobachtungen deuten darauf hin, dass die getesteten Populationen ein Potenzial zur Resistenzentwicklung haben könnten. Weitere Experimente müssen durchgeführt werden, um die zugrundeliegenden Mechanismen zu untersuchen.The broad-scale herbicide glyphosate is used worldwide in crop management system to control weeds, facilitate harvests, prepare seed beds, and desiccate cover crops. Greenhouse monitoring trials on herbicide resistance occurrence and potential spread conducted regularly in Lower Saxony, Germany, revealed a reduced glyphosate efficacy against some populations of Alopecurus myosuroides. This could indicate a potential shift towards a reduced sensitivity in some populations. A dose-response experiment was conducted with six Alopecurus myosuroides populations from various regions of Lower Saxony. A reference population, susceptible to glyphosate, was included for comparison. Plants were treated with a commercially available formulation containing the potassium salt of glyphosate. Treatments were 0, 225, 450, 900, 1800, 3600 and 7200 g glyphosate/ha. ED50 values were determined from the dose-response curves and corresponding resistance factors were calculated. When assessed three weeks after glyphosate treatment, single individuals from four out of six tested populations survived doses of 1800 and 3600 g glyphosate/ha without any visible damage and continued to grow. Six weeks after glyphosate application, a regrowth of several individuals from four populations, previously assessed as completely controlled by 900 g glyphosate/ha, occurred. The observations made in this study indicate that the populations tested may have a potential to evolve glyphosate resistance. Further experiments must be conducted to investigate underlying mechanisms

Intercomparison of Flow and Transport Models Applied to Vertical Drainage in Cropped Lysimeters

International audienceThe vertical water flow, heat flow and transport of the herbicide methabenzthiazuron were monitored for 627 days in lysimeters sampled at a field site close to the research centre Jülich, Germany. During this period the lysimeters were cropped with winter wheat, winter barley and oat. The models TRACE, MARTHE, ANSWERS and MACRO were applied to the lysimeter data with the scope of upscaling local scale process understanding for regional scale. MARTHE and TRACE solve the 3-d Richards' equation for variably saturated water flow. MACRO is a 1-d model based on the Richards' Equation and accounting for preferential flow in the unsaturated zone, while ANSWERS is a regional scale capacity based watershed model. Measurements of soil moisture, evapotranspiration, drainage, soil temperature, pesticide residues and leaching are used for comparison with model results. Although the adopted models differ in terms of model concepts, the use of model performance indices proved a proper simulation of water flow for all models. The heat flow is also well described with ANSWERS, MARTHE and MACRO. Larger deviations were found between model results and measured pesticide transport. An inadequate reproduction of the measured MBT degradation was found for the available model input parameters. A very small amount of MBT leaching, observed in the measurements, was only reproduced with MACRO after strong calibration. In other respects only plant parameters were calibrated. Calibration of the crop conversion factor used for scaling of the potential evapotranspiration was found to be a crucial parameter for the adequate description of the water balance by the models

The dynamic trophic niche of an island bird of prey

Optimal foraging theory predicts an inverse relationship between the availability of preferred prey and niche width in animals. Moreover, when individuals within a population have identical prey preferences and preferred prey is scarce, a nested pattern of trophic niche is expected if opportunistic and selective individuals can be identified. Here, we examined intraspecific variation in the trophic niche of a resident population of striated caracara (Phalcoboenus australis) on Isla de los Estados (Staten Island), Argentina, using pellet and stable isotope analyses. While this raptor specializes on seabird prey, we assessed this population's potential to forage on terrestrial prey, especially invasive herbivores as carrion, when seabirds are less accessible. We found that the isotopic niche of this species varies with season, age, breeding status, and, to a lesser extent, year. Our results were in general consistent with classic predictions of the optimal foraging theory, but we also explore other possible explanations for the observed pattern. Isotopic niche was broader for groups identified a priori as opportunistic (i.e., nonbreeding adults during the breeding season and the whole population during the nonbreeding season) than it was for individuals identified a priori as selective. Results suggested that terrestrial input was relatively low, and invasive mammals accounted for no more than 5% of the input. The seasonal pulse of rockhopper penguins likely interacts with caracara's reproductive status by constraining the spatial scale on which individuals forage. Niche expansion in spatially flexible individuals did not reflect an increase in terrestrial prey input; rather, it may be driven by a greater variation in the types of marine prey items consumed.Fil: Balza, Ulises. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Lois, Nicolás Alejandro. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; ArgentinaFil: Polito, Michael J.. State University of Louisiana; Estados UnidosFil: Pütz, Klemens. Antarctic Research Trust; AlemaniaFil: Salom, Amira. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Raya Rey, Andrea Nélida. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; Argentina. Wildlife Conservation Society; Estados Unidos. Universidad Nacional de Tierra del Fuego, Antártida e Islas del Atlántico Sur. Instituto de Ciencias Polares, Ambientales y Recursos Naturales; Argentin

Sex-specific spatial use of the winter foraging areas by Magellanic penguins and assessment of potential conflicts with fisheries during winter dispersal

Magellanic penguins (Spheniscus magellanicus) disperse widely during winter and are a major consumer of marine resources over the Patagonian Shelf. Magellanic penguins were equipped with geolocators at Martillo Island in late February- early March 2017 and recaptured at the beginning of the next breeding season to recover the devices and to collect blood samples for stable carbon (δ13C) and nitrogen (δ15N) isotope analysis. We evaluated their whole winter dispersal and their trophic niche by sex during the last month of the winter dispersal. Also, we evaluated their spatial overlap with bottom trawl and shrimp fisheries using data from satellite fisheries monitoring. Penguins dispersed northwards up to 42°S and showed latitudinal spatial segregation between sexes during May to August (females were located further north than males). In contrast, during the last month of the winter dispersal females were located more southerly and showed lower trophic position than males. Also, females did not dive as deep as males during winter. We found high overlap between both fisheries and penguin?s spatial use in regions with documented interaction. However, no sex-specific statistical differences with fisheries overlap were found. Our results highlight the importance of understanding the spatial domains of each sex and assessment of their potential conflicts with bottom trawl fishery and shrimp fishery during the winter period.Fil: Dodino, Samanta Graciela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Lois, Nicolás Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; ArgentinaFil: Riccialdelli, Luciana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Polito, Michael. State University of Louisiana; Estados UnidosFil: Pütz, Klemens. Antartic Research Trust; AlemaniaFil: Raya Rey, Andrea Nélida. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; Argentina. Universidad Nacional de Tierra del Fuego, Antártida e Islas del Atlántico Sur. Instituto de Ciencias Polares, Ambientales y Recursos Naturales; Argentin

Broadband Purcell enhanced emission dynamics of quantum dots in linear photonic crystal waveguides

The authors investigate the spontaneous emission dynamics of self-assembled InGaAs quantum dots embedded in GaAs photonic crystal waveguides. For an ensemble of dots coupled to guided modes in the waveguide we report spatially, spectrally, and time-resolved photoluminescence measurements, detecting normal to the plane of the photonic crystal. For quantum dots emitting in resonance with the waveguide mode, a ~21x enhancement of photoluminescence intensity is observed as compared to dots in the unprocessed region of the wafer. This enhancement can be traced back to the Purcell enhanced emission of quantum dots into leaky and guided modes of the waveguide with moderate Purcell factors up to ~4x. Emission into guided modes is shown to be efficiently scattered out of the waveguide within a few microns, contributing to the out-of-plane emission and allowing the use of photonic crystal waveguides as broadband, efficiency-enhancing structures for surface-emitting diodes or single photon sources.Comment: 13 pages, 4 figure

Assessing Brain Activity through Spatial Bayesian Variable Selection

Statistical parametric mapping (SPM), relying on the general linear model and classical hypothesis testing, is a benchmark tool for assessing human brain activity using data from fMRI experiments. Friston et al. (2002a) discuss some limitations of this frequentist approach and point out promising Bayesian perspectives. In particular, a Bayesian formulation allows explicit modeling and estimation of activation probabilities. In this paper, we directly address this issue and develop a new regression based approach using spatial Bayesian variable selection. Our method has several advantages. First, spatial correlation is directly modeled for activation probabilities and indirectly for activation amplitudes. As a consequence, there is no need for spatial adjustment in a post-processing step. Second, anatomical prior information, such as the distribution of grey matter or expert knowledge, can be included as part of the model. Third, the method has superior edge-preservation properties as well as being fast to compute. When applied to data from a simple visual experiment, the results demonstrate improved sensitivity for detecting activated cortical areas and for better preserving details of activated structures