Detailed genetic approach to improve frost tolerance of German winter faba beans

Es wurden mehrere Experimente durchgeführt, um - basierend auf 208 hochgradig homozygoten Inzuchtlinien - genetisch die Frosttoleranz von Ackerbohnen (Vicia faba L.) zu analysieren. Die Inzuchtlinien sind in drei Sätzen organisiert: Original-Satz (N=208, O-Satz), Winterbohnen-Satz (N=196, WB-Satz; eine Untermenge des O-Satzes), und Assoziations-Satz (N=186, A-Satz; eine Untermenge des WB-Satzes). Alle Experimente fanden statt: in der sog. Frost-Kammer (Pflanzenwuchskammer), im Gewächshaus, im Molekulargenetischen Laboratorium, oder im Zuchtgarten (Versuchsstation Reinshof der Georg-August-Universität Göttingen). Insgesamt wurden 65 morphologische Merkmale (Saison 2011/2012 und 2012/2013), physiologische Merkmale (Saison 2011/2012), und Feld-Merkmale (Saison 2012/2013) erfasst. Daraus werden 25 Merkmale für diese Studie hier verwendet. Mittels des A-Satzes und mit 156 polymorphen SNP-Markern wurde eine Assoziationsanalyse durchgeführt. Das Ziel dieser Untersuchung war, eine markergestützte Züchtung auf Frosttoleranz bei der Ackerbohne vorzubereiten, und also QTLs für Frosttoleranz für zukünftige Zuchtprogramme zu detektieren. Die Ergebnisse können wie folgt zusammengefasst werden. 1- Es wurde eine hohe genetische Variation zwischen allen Linien (Original-Satz) beobachtet, für alle acht morphologische Merkmale, die an Spross und Wurzel von Ackerbohnen-Jungpflanzen erfasst wurden. Die Pflanzen wurden über 10 Tage (5°C) gehärtet und dann während dreier Nächte einem Frost ausgesetzt (-16°C, -18°C, -19°C). Alle Merkmale zeigten eine hohe Wiederholbarkeit (h²), die Schätzwerte reichten von h2=59,45 für Wurzel-Frostempfindlichkeit bis zu h2=94,71 für den Blattturgor- und Blattfarbverlust. Darüber hinaus wurden hochsignifikante phänotypische und genotypische Korrelationen zwischen den morphologischen Merkmalen unter Froststress entdeckt. Die genotypischen Korrelationen zwischen den Merkmalen waren höher als die phänotypischen Korrelationen. Die höchste genetische (rg=-0,96) und phänotypische (rp= -0,83**) Korrelation wurde zwischen dem Wiederaufwuchs und der Wurzel-Frostempfindlichkeit gefunden. Zur Charakterisierung der Frosttoleranz von Ackerbohnen wurden drei Selektionsindices berechnet. Der wichtigste war der Frosttoleranz-Index, weil er zwei Schlüsselaspekte kombiniert: die Überlebensneigung und den Wiederaufwuchs. Diese hohe genetische Variation, phänotypische Korrelation, genotypische Korrelation, und hohe Wiederholbarkeit versprechen, dass ein Ausleseprozess zur erblichen Verbesserung der Frosttoleranz fruchtbar und effektiv wäre. 2- Als physiologische Parameter mit Beziehung zur Frosttoleranz der Ackerbohne wurde die Fettsäurezusammensetzung nach Härtung (5°C) und der relative Sproßwassergehalt (vor und nach Frost) studiert. Für diese physiologischen Parameter wurde der WB-Satz benutzt. Die genetische Variation in den aufgefundenen Fettsäure-Gehalten und im relativen Sproßwassergehalt wurde festgehalten. Alle physiologischen Kennwerte zeigten sehr hohe Wiederholbarkeitsschätzwerte (62,78 < h2 < 89,04). Wir erwartet war die Korrelation zwischen den ungesättigten Fettsäuren und den gesättigten Fettsäuren negativ (rp = -0,62, rg = -0,84**). Eine Erhöhung der ungesättigten Fettsäuren geht in Ackerbohnen bekanntermaßen mit einer Verringerung der gesättigten Fettsäuren einher. Eine ähnlich negative und signifikante Korrelationen (r = -0,20**) wurde zwischen dem Wassergehalt nach Frost und dem Wassergehalt vor Frost (nach Härtung) gefunden. Es ist gängiges Wissen, dass die Frosttoleranz von Pflanzen mit der Fähigkeit der Pflanzen assoziiert ist, die Eiskristallbildung während des Frosts im Spross- und Wurzelgewebe zu modulieren. Es wurden signifikante Korrelationen zwischen morphologischen und physiologischen Merkmalen gefunden. Der Gehalt an ungesättigten Fettsäuren war mit dem Frosttoleranz-Index positiv korreliert (r = 0,22**). Darüber hinaus war die Verringerung des Wassergehaltes durch Froststress hochsignifikant korreliert mit allen morphologischen Merkmalen. Solche Korrelationen bieten eine verbesserte Beschreibung des physiologischen Verhaltens, welches die Pflanzen dem Frost gegenüber zeigen. 3- Der WB-Satz wurde auch benutzt, um die genetische Variation der Winterhärte der Genotypen in einem einjährigen Feldversuch zu überprüfen. Eine hohe, signifikante Variation wurde für alle Feldmerkmale gefunden. Die Wiederholbarkeitsschätzwerte reichten von 61,98 für Kornertrag (g/2m2) bis zu 92,03 für Blühbeginn. Die Linien S_299 und S_271 kombinierten hohe Winter-Überlebensraten mit niedriger Frostanfälligkeit des Blattes und mit hohem Kornertrag unter Feldbedingungen. Dieselben Genotypen rangierten bei den Besten für Frosttoleranz in den Frostkammer-Experimenten. Interessanterweise zeigten mehrere Feldmerkmale signifikante Korrelationen mit Merkmale aus der Frostkammer. Die höchste Korrelation (r=0,39**) war die zwischen Wiederaufwuchs (Frostkammer) und Winter-Überlebensrate (Feld). 4- Um die Verbesserung der Frosttoleranz der Ackerbohne weiter nach vorne zu bringen, wurde ein Assoziationsanalyse-Ansatz mit dem A-Satz gefahren. Als Ergebnis liegen nun 70 mutmaßliche QLTs vor, die sieben morphologische Merkmale (Überlebensneigung, Blattturgor- und Blattfarbverlust, Frosttoleranz-Index, Wuchshöhe, Index1, Index2, und Sproß-Frischmasse nach Frost) und sechs physiologische Merkmale (Gehalt an gesättigten Fettsäuren, Gehalt an ungesättigten Fettsäuren, relativer Wassergehalt vor Frost, relativer Wassergehalt nach Frost, Verringerung des Wassergehaltes durch Froststress, und C16:0-Gehalt, also Palmitinsäuregehalt) betreffen. Das Gametenphasenungleichgewicht zwischen Marker-Loci zeigte ein sehr niedriges Niveau (r2=0,00075). Darüber hinaus zeigt die Hauptkoordinatenanalyse für genetische Distanzen zwischen den A-Satz-Linien keine offensichtliche Struktur in dieser Linienpopulation. Mehrere Marker zeigten eine signifikante Assoziation mit mehr als einem Merkmal, was ernstlich die Hoffnung erhöht, dass der markergestützte Ausleseansatz für die Verbesserung der Frosttoleranz bei der Ackerbohne genutzt werden kann

Applied Literature: Expanding Cultural Understanding For Language Learners

This study contributes to the empirical research on the use of literary texts in language learning. Specifically, it focuses on two groups of adult English language learners who are students at an American university as they read, write about, and discuss literature written by an author from the local area and which portrays the local culture in which the university is situated. This study seeks to examine how adopting an aesthetic stance can help foreign students, new to the university, evoke a wide range of responses and pay attention to language input and cultural context

Novel Intraocular Therapy in Non-infectious Uveitis of the Posterior Segment of the Eye

This article reviews the new clinically relevant data regarding the intraocular treatment of non-infectious uveitis. Triamcinolone acetonide is the most commonly used intravitreal corticosteroid for treatment of uveitis and uveitic macular oedema. The drug is available at low cost but it is associated with a high risk of raised intraocular pressure (IOP) and cataract and is not licensed for intraocular use. Dexamethasone implant (Ozurdex®) appears to have a better safety profile, and a slightly long-lasting effect than triamcinolone acetonide. Fluocinolone acetonide implant (Retisert®) implant allows the release of corticosteroids at a constant rate over a 3-year period, but it requires surgical placement and its use is associated with a very high risk of cataracts and raised intraocular pressure. Iluvien® is another fluocinolone acetonide implant that could represent a more convenient treatment option for such cases in the future as it can be inserted into the vitreous cavity through 25-gauge injector system in an outpatient setting. To circumvent the risks associated with corticosteroids use, non-corticosteroids related therapeutics including intravitreal methotrexate; anti-vascular endothelial growth factor treatments and intravitreal sirolimus have been recently developed

A Study of DAS delays and their Impact on the Wireless Channels with Application to Indoor Localization

This research evaluates the Distributed Antenna Systems (DAS) introduced delays and their effects on the indoor channel in simulcast situations where the effect of delays is most prevalent. Different simulcast cases that form the basic building blocks are analyzed to form an understanding of the problem. Two case studies of important indoor environments are presented. Importance of improving ray tracing simulations to include propagation and DAS delays is highlighted. The paper also introduces a DAS element representation and delay mapping model and explores techniques of engineering DAS delays to optimize location estimation by ranging and RF fingerprinting to achieve E911 mandated accuracy. A brief description is introduced for a Software Defined Radio (SDR) implementation of a Correlation Channel Sounder and the possible application of channel sounding for indoor DAS. The paper suggests procedures to produce a full DAS delay profile and ways to optimize it for location estimation

International genomic evaluation of Brown Swiss and Holstein dairy cattle

International genomic evaluation for Brown Swiss population known as InterGenomics, was officially launched in 2011 by Interbull Center in Uppsala, Sweden. The routine evaluation is currently carried out using a single-trait approach where estimated breeding value from multi-trait across countries evaluation (MACE EBV) are used as a dependent variable and genetic corre-lations are assumed to be equal to one between countries. The current study is exploring a multi-trait approach as an alternative to the routine one. This approach uses the estimated breeding value (EBV) from the national genetic evaluations as a dependent variable and make use of the genetic correlations estimated between countries as well. In this study, we compared reliability from both approaches for Brown Swiss (BSW) and Holstein (HOL) dairy cat-tle in traits with different heritabilities. Findings show that single-trait ap-proach resulted in higher reliability than multi-trait approach. There were some cases where multi-trait approach showed a small gain in evaluations variance for traits where heritability and genetic correlations were low. Fur-ther work may be required to check the extent of bias that could exist in both approaches

Strategies for rapid and reagent-less electrochemical detection of RPA products

Avui en dia, hi ha la necessitat de desenvolupar un sistema per a la detecció d'ADN que sigui ràpid, simple, econòmic i reproduïble per al diagnòstic en diferents camps com malalties genètiques, detecció de patògens, medicina forense i medicina personalitzada.Els mètodes convencionals per a la detecció de seqüències d'ADN específiques es basen en assajos de seqüenciació directa o d'hibridació, essent aquest últim el més utilitzat en genosensors. Aquest mètode consisteix en l'ús de superfícies transductores modificades amb sondes d'ADN monocatenari, que reconeixen la seva seqüència complementària (diana) amb alta afinitat i especificitat.Una de les limitacions de l'aplicació d'aquests sensors a dispositius portàtils és la necessitat de la realització d'etapes posteriors a l'amplificació. Aquestes etapes inclouen la generació d'ADN monocatenari o la seva modificació amb un marcador abans de assolir la detecció.En aquest treball, es combina l'amplificació isotèrmica i l'ús d'encebadors modificats per simplificar les etapes necessàries per la detecció electroquímica d'ADN. Aquests encebadors, contenen una seqüència d'oligonucleòtids monocatenària unida a un espaiador de carboni, que bloqueja eficaçment l'elongació, abans de la seqüència del encebador. Per tant, el producte final està compost per un ADN de doble cadena flanquejat per dues cues d'ADN monocatenàries. Una de les cues es va utilitzar per hibridar a una sonda immobilitzada en la superfície i l'altra a una sonda marcada amb enzims o nanopartícules d'or. L'ús d'aquests encebadors modificats van permetre detectar l’ADN electroquímicament sense necessitat d'un tractament posterior a l'amplificació de la mostra, disminuint el temps d'assaig i presentant un enfocament més portable per ser aplicat en qualsevol situació.Hoy en día, existe la necesidad de desarrollar un sistema para la detección de ADN que sea rápido, simple, económico y reproducible para el diagnóstico en diferentes campos como enfermedades genéticas, detección de patógenos, medicina forense y medicina personalizada.Los métodos convencionales para la detección de secuencias de ADN específicas se basan en ensayos de secuenciación directa o de hibridación, siendo este último el más utilizado en genosensores. Este método consiste en el uso de superficies transductoras modificadas con sondas de ADN monocatenario (ssDNA), que reconocen su secuencia complementaria (diana) con alta afinidad y especificidad.Una de las limitaciones de la aplicación de estos sensores a dispositivos portátiles es la necesidad de la realización de etapas posteriores a la amplificación. Estas etapas incluyen la generación de ADN monocatenario o su modificación con un marcador antes de pasar a la detección.En este trabajo, se combina la amplificación isotérmica y el uso de cebadores modificados para simplificar los pasos necesarios para la detección electroquímica de ADN. Estos cebadores, contienen una secuencia de oligonucleótidos monocatenaria unida a un espaciador de carbono, que bloquea eficazmente la elongación, antes de la secuencia del cebador. Por lo tanto, el producto final está compuesto por un ADN de doble cadena flanqueado por dos colas de ADN monocatenarias. Una de las colas se usó para hibridar a una sonda inmovilizada en la superficie y la otra a una sonda marcada con enzimas o nanopartículas de oro. El uso de estos cebadores modificados permitió detectar ADN electroquímicamente sin necesidad de un tratamiento posterior a la amplificación de la muestra, disminuyendo el tiempo de ensayo y presentando un enfoque más portable para ser aplicado en cualquier situaciónNowadays, there is a need to develop a rapid, simple, inexpensive and reliable DNA testing system for diagnosis in different fields such as genetic diseases, pathogens detection, forensics, and personalised medicine. Conventional methods for the detection of specific DNA sequences are based on direct sequencing or hybridisation assays, being this last one approach, the most widely used in genosensors. It consists on single-stranded DNA (ssDNA) tethered probes on a transducer surface, which recognises its complementary sequence (target) with high affinity and specificity. One of the limitations of these DNA sensors to apply them for a portable molecular diagnostics devices is the multi-step procedures needed, since post-amplification treatment is necessary for its detection by generating ssDNA or adding a hapten labelling. In this work, the isothermal amplification and modified tailed primers to simplify the steps required for the electrochemical DNA detection are combined. Modified tailed primers are based on a single stranded oligonucleotide sequence linked to a carbon spacer, which effectively blocks elongation, prior to the primer sequence. Thus, resulting in an amplicon with a duplex flanked by two single stranded DNA tails. One of the tails was used to hybridise to a surface immobilised probe and the other to an enzyme or gold nanoparticles labelled reporter probe. Using these modified primers allowed us to detect DNA electrochemically without any need for post-amplification sample treatment decreasing the assay time and presenting an approach that can facilely find application at the point of need