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NANO-PUSH - Development of nanofibers emitting insect repellents as part of innovative push-and-pull strategies for control of fruit tree phytoplasma vectors
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Plasmid mediated adaption of bacteria to changing environmental conditions
No full textWie in verschiedenen Studien gezeigt wurde, tragen konjugative Plasmide eine beachtliche Vielfalt von bakteriellen funktionellen Genen, die häufig nützliche Eigenschaften für den Wirt des Plasmids kodieren. Transferable Plasmide sind mobile genetische Elemente (MGE), die u.a. durch Konjugation oder Mobilisierung zwischen bakteriellen Zellen gleicher Spezies oder zwischen unterschiedlichen Taxa transferieren können. Die Fähigkeit, sich in einer Wirtszelle stabil zu replizieren, entscheidet über den Wirtsbereich des Plasmids. Unter sich schnell verändernden Umweltbedingungen tragen Plasmide zu einer raschen Anpassung bei. Der Schwerpunkt dieser Promotionsarbeit lag darin zu untersuchen, wie Bakteriengemeinschaften auf Veränderungen ihrer Umwelt reagieren, und unsere Studien haben gezeigt, dass IncP-1 Plasmide offensichtlich eine wichtige Rolle bei der Anpassung von Boden- oder Biofilterbakterien an sich ändernde Umweltveränderungen spielen. IncP-1 Plasmide verfügen über einen weiten Wirtsbereich und transferieren erfolgreich in Böden und ähnlichen Habitaten. IncP-1 Plasmide sind in der Lage, eine erstaunliche Vielzahl funktioneller Gene zu verbreiten, die Resistenz gegen Antibiotika, Desinfektionsmittel und/oder Schwermetalle vermitteln oder die Fähigkeit, Xenobiotika abzubauen. Als Reaktion auf sich verändernde Umweltbedingungen erhöht sich die relative Abundanz von IncP-1 Plasmiden, möglicherweise hervorgerufen durch horizontalen Gentransfer (HGT) oder die Proliferation von IncP-1 tragenden Populationen. Die Mehrzahl der untersuchten IncP-1 Plasmide wurde aus belasteter Umwelt isoliert. Die Rolle, die IncP-1 Plasmide in unbelasteten Böden spielen, war bisher deutlich weniger untersucht worden. In diesem Zusammenhang liefert diese Doktorarbeit Einblicke in das Vorhandensein, die Häufigkeit und die Diversität von IncP-1 Plasmiden und ihre mögliche ökologische Bedeutung in zwei verschiedenen Umgebungen, die als \u27hot spots\u27 für HGT bekannt sind. (1) Bio-Aufreinigungssysteme (BPS; Biofilter), die dem Landwirt eine wirkungsvolle, einfach anwendbare und kostengünstige Methode bieten, durch Pestizide verunreinigte Abwässer durch Bio-Abbau und Sorptionsvorgänge zu behandeln. Für ein BPS wurde kürzlich unter Feldbedingungen gezeigt, dass während der Saison die Abundanz von IncP-1 Plasmiden in BPS-Material zunahm, und durch trfA-Amplikon-Sequenzierung konnten die dynamischen Veränderungen in der Zusammensetzung der verschiedenen IncP-1 Untergruppen deutlich gemacht werden. Die Zunahme der IncP-1 Plasmide schien mit steigender Pestizid- Konzentration zu korrelieren. In dieser Doktorarbeit wurden Mikrokosmos-Experimente mit BPSMaterial mit oder ohne Linuron - einem Phenlyurea-Herbizid - durchgeführt. Kultivierungsunabhängige Methoden wurden angewendet, um die dynamische Reaktion von BPS-Bakteriengemeinschaften und ihren MGE auf die Zugabe von Linuron zu untersuchen. DNA (total community, TC), nach der Zugabe von Linuron zu verschiedenen Zeitpunkten direkt aus den BPS+ und BPS- Proben gezogen, wurde mit Hilfe von quantitativer real-time-PCR oder PCR-Amplifizierung von degradativen Genen und anschließender Southern blot-Hybridisierung untersucht. Zusätzlich wurden Plasmide in sogenannten exogenen biparental matings in P. putida als Rezipient \u27gefischt\u27. Der experimentelle Aufbau ermöglichte es, den Zusammenhang zwischen der Anwesenheit von Linuron und der Abundanz von IncP-1 Plasmiden und Genen aufzuzeigen, die für Enzyme kodieren, die am Abbau von Linuron beteiligt sind (Kapitel II und III). In drei Transkonjuganten konnte das hylA-Gen nachgewiesen werden. (2) Die Ökologie von IncP-1 Plasmiden wurde in der Rhizosphäre von drei verschiedenen Kulturpflanzen untersucht, die unter Gewächshausbedingungen in identischen Böden angebaut wurden. Die Daten aus dem Gewächshausexperiment haben mittels qPCR die kürzlich publizierte Beobachtung bestätigt, dass IncP-1 Plasmide in der Rhizosphäre von Salat unterFeldbedingungen angereichert wurden. Demgegenüber war die erhöhte relative Abundanz von IncP-1 Plasmiden weniger stark ausgeprägt in der Rhizosphäre von Tomate und kaum nachweisbar in Kartoffelpflanzen (Kapitel IV und V). Aufgrund der Fähigkeit, IncQ-Plasmide zu mobilisieren, wurden zahlreiche IncP-1 Plasmide in einem sogenannten triparental mating direkt aus Rhizosphäre-Bakterien \u27gefischt\u27. Obwohl die Transkonjuganten anhand der Marker desIncQ-Plasmids selektiert wurden, trug die Mehrheit der Transkonjuganten auch IncP-1 Plasmide. Die kultivierungsunabhängigen Methoden, die in dieser Arbeit zum Einsatz kamen (DGGE, Pyrosequenzierung von 16S rRNA-Genfragmenten, Amplikon-Pyrosequenzierung von IncP- 1 trfA-Genen, qPCR, PCR und/oder Southern blot-Hybridisierung) ermöglichten uns, die Dynamik von bakteriellen Gemeinschaften und von IncP-1 Plasmiden auf sich verändernde Umweltbedingungen in der TC-DNA der getesteten Proben zu erforschen. Die in dieser Arbeit vorgelegten Ergebnisse zeigen, dass die IncP-1 Plasmid-tragenden Populationen bemerkenswert dynamisch nicht nur auf die Einführung von xenobiotischenVerbindungen, sondern auch auf Exsudate aus Pflanzenwurzeln reagieren, was die Bedeutung von IncP-1 Plasmid-vermittelter Adaptation von Bakterien an sich verändernde Umweltbedingungen zeigt (Reaktion auf Linuron oder Wurzelexsudate). Dennoch waren nahezu alle Untergruppen von IncP-1 in allen getesteten Proben zu finden, wobei die IncP-1β Untergruppe eine wesentlich stärkere Anreicherung zeigte. Erstmalig wurde die Anreicherung von höchst unterschiedlichen IncP-1 Plasmiden (insbesondere der IncP-1β Untergruppe) in der Rhizosphäre von Salat- und Tomatenpflanzen, aber nicht von Kartoffelpflanzen gezeigt. Darüber hinaus beherbergen verschiedene Pflanzenspezies möglicherweise Populationen, die unterschiedliche IncP-1 Plasmide selbst dann tragen, wenn die Pflanzen in ein- und derselben Bodenart angebaut wurden. Allerdings müssen die Ursachen für die Pflanzenspezies-bedingte Anreicherung von IncP-1 Plasmiden noch geklärt werden, und eine vollständige Sequenzierung könnte vielleicht die fehlende Erklärung liefern.
Auf Wunsch des Autors / der Autorin ist diese Dissertation nur als Druckausgabe verfügbar.Conjugative plasmids have been frequently reported to carry a considerable variety of bacterial functional genes often coding for traits beneficial to the plasmid host. Transferable plasmids are mobile genetic elements (MGEs) that can transfer by conjugation or mobilization between bacterial cells of the same species or between different taxa. The ability to stably replicate in a host cell determines the replication range. Under rapidly changing environmental conditions plasmids foster the adaptation to stressful environments. The focus of this thesis was to investigate the response of bacterial communities to changing environmental conditions, and the studies showed that IncP-1 plasmid-mediated adaptation to changing environmental conditions is important for biofilter and rhizosphere bacteria. IncP-1 plasmids have a broad host range and transfer efficiently in soils and related habitats. IncP-1 plasmids have the ability to disseminate remarkably diverse functional genes (resistance to antibiotic and/or heavy metal, degradation of xenobiotics) by carrying, or mobilizing plasmids carrying, such genes via a process called horizontal gene transfer (HGT) or the proliferation of IncP-1 carrying bacterial populations. Most of the studied IncP-1 plasmids were isolated from polluted environments. However, the role of IncP-1 plasmids in unpolluted soils was so far not studied. In this context, this thesis is providing insights into the presence, response, type, diversity and potential ecological role of IncP-1 plasmids in two different environments known to be hot spots for HGT. First, on-farm bio-purification systems (BPSs) are an efficient, applicable, simple and low-cost method used by the farmers to treat pesticide-contaminated wastewater through biodegradation and sorption processes. Recently it was shown for on-farm BPSs that during the agricultural season the abundance of IncP-1 plasmids in BPS material increased and the dynamic changes of the composition of different IncP-1 plasmids were revealed by trfA amplicon sequencing. The increase of IncP-1 plasmids seemed to correlate with increasing pesticide concentration. In this thesis microcosm experiments were performed with BPS material where the phenylurea herbicide linuron was added or not. Cultivation-independent methods were used to study the dynamic response of BPS bacterial communities to the addition of linuron. Total community DNA (TC-DNA) extracted from BPS samples taken at different time points after the linuron addition was analyzed by quantitative real-time PCR or by PCR amplification of degradative genes and subsequent Southern blot hybridization. In addition, plasmids were captured in socalled exogenous biparental matings into P. putida as a recipient. The experimental design allowed to demonstrate the link between the presence of linuron and the abundance of IncP-1 plasmids and genes coding for enzymes involved in the degradation of linuron (chapters II and III). In three transconjugants the presence of hylA gene was revealed. Second, the ecology of IncP-1 plasmid in the rhizosphere of three different crops grown under greenhouse conditions in the same soil type was investigated. We could confirm by qPCR the recently reported observation that in the rhizosphere of field-grown lettuce IncP-1 plasmids were enriched. In contrast, the increased relative abundance of IncP-1 plasmids was less pronounced in the rhizosphere of tomato and hardly detectable in potato plants (chapters IV and V). Based on the ability to mobilize IncQ plasmids, numerous IncP-1 plasmids were captured in a so-called triparental mating directly from rhizosphere bacteria. Transconjugants were selected based on the markers of the IncQ plasmid but most of the transconjugants also carried IncP-1 plasmids. The cultivation-independent methods used in this thesis (DGGE, pyrosequencing of 16S rRNA gene fragments, amplicon pyrosequencing of IncP-1 trfA genes, qPCR, PCR and/or Southern blot hybridization) allowed us to explore the dynamics of populations bearing IncP-1 plasmids in the TC-DNA of tested samples. The results presented in this thesis revealed that the IncP-1 plasmids bearing populations are remarkably dynamic in response not only to the introduction of xenobiotic compounds but also to plant root exudates providing evidence of the importance of IncP-1 plasmids in bacterial adaptation to both man-made and root exudates. Almost all IncP-1 subgroups were presented in all tested samples while IncP-1β subgroup showed a notably stronger response. We showed for the first time the high diversity of IncP-1 plasmids (particularly IncP-1β subgroup) regarding the rhizosphere of naturally grown lettuce and tomato plants but not for potato. Additionally, different plants might harbor populations bearing different IncP-1 plasmids even if they were grown in the same soil type. However, these results suggest the plant rhizosphere as a fertile source for novel functional MGEs.
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The fate and impact of fertiliser derived contaminants in New Zealand soils – development of a priority assessment model
No full textHauptanliegen dieser Forschungsarbeit war eine systematische Bewertung der Mengen an anorganischen Schadelementen, die mit Düngemitteln in die Fläche gelangen, sowie deren Auswirkungen auf die Umwelt. Es wurde eine retrospektive Betrachtung einer großen Anzahl düngergebundener anthropogener Schadstoffe über eine repräsentative Auswahl mit Düngemitteln versorgter natürlicher und produktiver Landnutzungstypen und Bodentypen in Neuseeland durchgeführt. Um die Konsequenzen der Zufuhr von Spurenelementen für die Umwelt und die menschliche Gesundheit zu modellieren wurde eine systematische und transparente Priorisierungsmethode eingesetzt, die dazu diente, künftig zu erwartende Probleme und vorrangig zu lösende Aufgaben zu identifizieren. Bewertet wurden sowohl Spurenelemente in organischen als auch solche in anorganischen (mineralischen) Düngemitteln. Die modellierten Ergebnisse wurden mithilfe eines umfangreichen Bodenmonitoringdatensatzes sowie mehrerer kleinerer Datensätze zu Grundwasser, Flüssen und Strömen, Seen und Wattsedimenten validiert. Ein Großteil der Daten stammen aus der Waikato Region. Somit lassen sich die resultierenden Ergebnisse zusammen mit der dazugehörigen Hintergrundinformation von Politikern, Ressourcenmanagern und Wissenschaftlern als Hilfestellung bei der Entscheidungsfindung und Prioritätensetzung nutzen. Die Studie erbrachte folgende Ergebnisse: Keine der betrachteten Düngemittelgruppen war frei von jeglichen Schadstoffen. In mineralischen Düngern waren im Vergleich zu Hintergrundgehalten in Böden vor allem die Konzentrationen an Ag, B, Cd, F, REE, Sr und U stark erhöht, während in Wirtschaftsdüngern und anderen organischen Düngemitteln insbesondere Cu und Zn hohe Konzentrationen aufwiesen. Die Validierung der Ergebnisse anhand des Bodenmonitoringdatensatzes bestätigte, dass das Modell eine präzise Einschätzung der Umweltrisiken anorganischer Schadelemente liefert. Diejenigen Elemente, für die das Modell eine Anreicherung aufgrund von mineralischer PDüngung bzw. organischer Düngung vorhersagte (z.B. Cd, P, U, F, La, Zn), waren in gedüngten Böden im Vergleich zu Hintergrundböden tatsächlich erhöht. Elemente, denen eine hohe Mobilität zugeschrieben wurde, zeigten generell keine Anreicherung im Boden, auch dann nicht, wenn sie mit der Düngung in hohen Mengen zugeführt wurden, z.B. Bor. Viele der in den Wasserproben gemessenen Elemente zeigten einen Zusammenhang mit der Landnutzung, so waren beispielsweise die Konzentrationen von B, Ca und K in denjenigen Proben am niedrigsten, die aus mit natürlichem Wald bestandenen Einzugsgebieten stammten, während Proben von Flächen unter waldwirtschaftlicher oder Weidenutzung höhere Gehalte dieser Elemente aufwiesen. Von den aus dem Grundwassermonitoring stammenden Proben zeigten nur 15% messbare Cd-Gehalte, wobei diese überwiegend aus Regionen mit intensiver Landwirtschaft kamen. Der höchste gemessene Gehalt betrug allerdings nur die Hälfte des Trinkwasserstandards für Neuseeland und lag damit deutlich unterhalb des sog. „Trigger Values“ (= Prüfwert) zum Schutz von Frischwasserreserven für 95% der Arten. Drei von Algenblüte betroffene Seen zeigten Anstiege im Wasser-pH auf Werte >8,5, wodurch dramatische Veränderungen in der Lösungschemie hervorgerufen werden können, die sich z.B. in der Freisetzung einiger Elemente wie Mo, U und V in die Wassersäule zeigen. Diese Beobachtungen erfordern eine weitergehende Untersuchung. Zwischen dem Düngemitteleinsatz und den Gehalten an F und U in Frischwasserseesedimenten wurde keine Beziehung gefunden, das mit der Düngung eingetragene F und U scheinen vollständig vom Boden zurückgehalten zu werden. Andererseits waren die Gehalte an P, Cd, Cu, Ag und Zn in einigen der Frischwasserseesedimentproben erhöht, insbesondere dort, wo die Seen von intensiv genutztem Farmland umgeben waren. Dies untermauert die Annahme, dass als Quelle der Elementgehalte Dünger in Betracht kommen. Die vorliegende Studie identifizierte spezifische Auswirkungen der unterschiedlichen Spurenelemente für die Umwelt Neuseelands. Diese waren wie folgt: F-Anreicherung im Boden bzw. die Aufnahme von Boden durch Weidetiere ist als wahrscheinlichster Mechanismus für die Aufnahme von Fluor durch Weidetiere zu sehen. Hier gab es einen Mangel an risikobasierten Richtlinien, die der Forschung zum Management der Auswirkungen von F auf Tiere und Ökosystemrezeptoren einen Weg weisen könnten. U reicherte sich im Boden an bzw. wurde effektiv in Seesedimenten zurückgehalten. Wie bei Fluor gab es auch bezüglich U einen Mangel an risikobasierten Richtlinien, die der Forschung zum Management der Auswirkungen von U auf Tiere und Ökosystemrezeptoren einen Weg weisen könnten. Düngung trägt nicht nur Uran in den Boden ein, sondern sie erhöht auch die Verfügbarkeit von nativem, persistentem Uran, da sie die Verwitterung von Bodenmineralen fördert. Die diesem Phänomen der verstärkten Verwitterung zugrunde liegenden Mechanismen sollten genauer untersucht werden. Cd war in allen gedüngten Landnutzungsvarianten der vorliegenden Studie im Boden angereichert. Ein Teil des zugeführten Cadmiums wurde nicht vom Boden zurückgehalten und war so der Pflanzenaufnahme bzw. der Auswaschung ins Wasser und in Sedimente zugänglich. Ag-Gehalte waren in einigen Düngertypen unerwartet hoch und stellen möglicherwiese einen neu zutage tretenden Schadstoff in Düngemitteln dar. Die hier gewonnenen Ergebnisse lassen annehmen, dass bisher wenig Ag auf neuseeländischen Böden eingetragen wurde, während die erhöhten Ag-Gehalte in Wattsedimenten nahe legen, dass Ag vom Boden in die Flussmündungen transferiert wird. Daher sollte dieses Element weiterhin durch die Forschung beobachtet werden, um Transfer- und Akkumulationsmechanismen sowie Risiken für die Umwelt besser identifizieren zu können. B war hoch mobil in solchen Böden, die bedeutende Mengen an B-Zufuhr durch Dünger und andere Produkte erhielten, jedoch akkumulierte es in salzreichen Wattsedimenten. Dieser Prozess ebenso wie seine Implikationen für das Leben im Brackwasserregime sind bisher nur unvollständig verstanden und sollten weiter untersucht werden. In Neuseeland konnten keine Langzeitversuchsflächen gefunden werden, die dem Vergleich von alternativen Düngemitteln mit herkömmlichen mineralischen Düngern gewidmet sind. Es wäre zu überlegen, solche Langzeitversuche einzurichten, um derartige Vergleiche durchführen zu können. Es wird vorgeschlagen, dass die Forschung sich einer Ausweitung des sog. „Fertmark Quality Assurance Systems“ (= Qualitätssicherungssystem) widmet, welches neben Grenzwerten für Cd auch solche für weitere elementare Schadstoffe in mineralischen und organischen Düngern enthalten sollte.
Auf Wunsch des Autors / der Autorin ist diese Dissertation nur als Druckausgabe verfügbar.The main objective of the present research work was a systematic evaluation of the range and quantity of elemental contaminants applied to land in fertilisers and their wider environmental impacts. The retrospective assessment of a wide range of anthropogenic fertiliser associated contaminants across a representative range of natural and productive land uses, and soil orders in New Zealand (NZ) receiving real-world inputs of fertiliser, and their transfer across environmental compartments was carried out. A systematic and transparent prioritisation methodology to model the consequences to the environment and to human wellbeing from the application of trace elements was presented to help identify where issues may arise in the future and what issues were of greatest precedence. Trace elements applied to soil in organic fertilisers as well as those found in inorganic mineral P fertilisers were assessed. The modelled results were validated against a synthesis of a large soil monitoring dataset and smaller groundwater, river and stream, lake and estuarine sediment datasets. Most of the data were from the Waikato region. Such resulting rankings and the underpinning information can be used by policy makers, resource managers and researchers to guide decision making and allocation of priorities. The main findings were: No single fertiliser group was free of all contaminants. Ag, B, Cd, F, REE, Sr, and U in mineral fertilisers and Cu and Zn in fertilisers made from manures and other organic materials were the elements most elevated compared to concentrations found in background soils. Testing the results of the model against a large soil monitoring dataset confirmed the model provided accurate assessments of the environmental risks of elemental contaminants. Elements predicted to accumulate from additions of inorganic P fertiliser and alternative organic fertilisers (e.g. Cd, P, U, F, La, Zn) were elevated in fertilised soils compared to background soils. Elements predicted to be highly mobile generally did not show accumulation in soil, despite considerable amounts being applied in fertiliser, e.g. boron (B). Many of the elements in water samples appeared associated with land use, e.g. low concentrations of B, Ca, and K a were lowest in stream and river water samples from native forest land use catchments and higher in land used for forestry and pasture. Monitoring of groundwater bores showed Cd was detected in just 15% of the samples, but these samples tend to be from high intensity farming areas. However, the maximum level was still only ½ the drinking water standard for NZ and well below the trigger value for freshwater protection for 95% of species. Data for three lakes affected by algal blooms showed water pH increased to >8.5 which may be causing dramatic changes in solution chemistry leading to the release of certain elements into the water column, e.g. Mo, U, V. These occurrences require further research. No relationship was found between fertiliser use and F or U in fresh water lake sediments and F and U added to soil in fertiliser appeared to be fully retained by the soil. On the other hand, P, Cd, Cu, Ag and Zn were elevated in some of the fresh water lake sediments, especially those surrounded by intensively farmed land uses, consistent with fertiliser being a source. This study identified specific impacts from the different trace elements in the NZ environment. These were: F accumulated in the soil with soil ingestion the most likely mechanism for ingestion of F by animals. There was a lack of risk-based guidelines to direct research on the management of the impacts of F to animals and ecosystem receptors. U accumulated in soil or was effectively trapped in the lake sediments. Like for F, there was a lack of risk-based guidelines to direct research on the management of the impacts of U to animals and ecosystem receptors. Not only do fertiliser additions apply U to soil, but they also increase the availability of native, recalcitrant U through enhanced weathering of soil minerals. The mechanisms of this enhanced weathering phenomenon should be further studied. Cd had significantly accumulated in NZ soils under all the fertilised land uses assessed in this study. A proportion of the added Cd was not held on the soil and may be taken up by plants or leached to water and to sediments. Ag levels in some fertilisers were higher than expected and Ag may be an emerging contaminant in fertilisers. Results suggested little Ag has been applied to NZ soils thus far, while the enhanced levels of Ag in estuarine sediments suggest Ag may transfer from soil to estuaries. Therefore, a watching brief should be kept on this element by researchers to better identify transfer and accumulation mechanisms, as well as any environmental risks. B was highly mobile in soils, which were receiving considerable B additions from fertilisers and other products but accumulated in saline estuarine sediments. This process and it implications for life within the brackish environment appears poorly understood and should be further studied. No long-term fertiliser trial sites receiving alternatives to traditional mineral fertilisers were identified in NZ. Consideration should be given to the development of such long-term field trials to compare with conventional fertiliser trials. It is suggested that research should be conducted into expanding the Fertmark Quality Assurance Scheme, analogous to limit values for Cd, to include maximum limits for other contaminants in both mineral and organic fertilisers.
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Chemical properties and protective effect of Rosmarinus officinalis: mitigation of lipid peroxidation and DNA-damage from arsenic exposure
Get PDFRecent studies have implicated dietary factors in the cause and prevention of important diseases, with strong evidence that plant’s compounds can protect against these diseases. Moreover, food security and environmental contamination are topics in focus at the moment. In this view, contamination by arsenic (As) has received much attention as well as some spices with medicinal properties. Among these plants, the use of Rosmarinus officinalis L. has demonstrated antioxidant properties besides being used for circulatory disorders. Therefore, we measured the mitotic index of Allium cepa L. and characterized the antioxidant effects to determine the capacity of R. officinalis to ameliorate arsenic-induced DNA damage. R. officinalis extract showed no mutagenic effects and exhibited antimutagenic potential, reducing the DNA damage, anaphase-telophase briges and micronuclei chromosome aberrations that result from treatment with the arsenic. Additionally, reduction in arsenic- induced lipid peroxidation was also observed
Effects of Neem (Azadirachta indica) seed and Turmeric (Curcuma longa) rhizome extracts on aphids control, plant growth and yield in okra
Get PDFThe use of synthetic pesticides to control pests and increase crops yield is a common practice, but they cause several environmental and health problems. Therefore, there is a need to explore alternative approaches to reduce the sole dependence on synthetic pesticides. The present study was conducted to screen the extracts of Neem seed and Turmeric rhizome for pesticidal activities against okra pests (aphids). Experiments were conducted in field with four plots. One plot was kept as a control (unsprayed) and one was sprayed with synthetic pesticides, one with Neem seeds extract and one with Turmeric rhizome extract. The effect on number of pests, plant growth and yield was observed at regular intervals. A significant reduction in pests was recorded in all treatments as compared to the control. Neem seed extract was more effective than Turmeric rhizome extract as revealed by a 73% decrease in aphids by Neem extract in comparison to 54% by Turmeric extract after last application. Both the extracts were found to be more effective than the synthetic pesticides in controlling okra pests. Both the extracts had stimulatory effects on okra growth and yield. For example, the total yield of plots sprayed with Neem (53.3 kg plot-1) and Turmeric extract (47.7 kg plot-1) was higher than the yield of control plot (33.8 kg plot-1) and plot sprayed with synthetic pesticides (39 kg plot-1). It is concluded that Neem and Turmeric extracts can be used as alternative of synthetic pesticides for controlling pests attacks in okra
Development of reverse transcription loop mediated isothermal amplification assay for visual detection of Grapevine fleck virus (GFkV)
Get PDFGrapevine fleck virus (GFkV) produces a ubiquitous disease, latent in grapevine causing simple or complex infections with other more dangerous viruses. The aim of the present study is to detect GFkV through application of reverse transcription loop-mediated isothermal amplification (RT-LAMP) assay; its efficiency has been contrasted with other procedures such as Double antibody sandwich ELISA (DAS-ELISA) and RT-polymerase chain reaction (PCR). The coat protein (CP) gene of the virus is basically used for designing the primers. Using hydroxynaphthol blue (HNB) Dye, RT-LAMP was placed in a water bath after the optimization was done. In order to detect GFkV easily and rapidly, a new immunocapture (IC)-RT-LAMP assay was developed as well; it was further compared with other assays. The results show RT-LAMP is an advantageous method because it is highly sensitive, quite cheap, user-friendly, and safe; in addition, it is performed quickly by visual detection and does not require RNA extraction (in IC-RT-LAMP)
Regulation of cluster compactness and resistance to Botrytis cinerea with β-aminobutyric acid treatment in field-grown grapevine
Get PDFOur paper offers unique information regarding the effects of DL-β-amino-n-butyric acid (BABA) on grape cluster compactness and Botrytis bunch rot development. The impact of treatment was investigated on a native Hungarian grapevine cultivar, Királyleányka (Vitis vinifera L.) during four seasons. The cultivar with dense clusters and with thin skinned berries provided excellent samples for bunch rot studies. In addition, the female sterility effect of BABA in grapevine flowers was examined, which may contribute to looser clusters. Cluster compactness was characterized with two different indexes, bunch rot incidence was assessed in percentages. Ovaries of flowers were examined under epifluorescent microscope. The applied treatments significantly influenced cluster indexes. Bunch rot incidence, however, was highly influenced by the precipitation during ripening. In years 2011 and 2013 reduced bunch rot was detected, while the extremity of rain in 2012 and 2014, resulted in no epidemic or high infection, respectively. Microscopic studies proved that successful treatments on cluster structure can be traced back to the female sterility caused by BABA. Our results presented clear evidence for the effectiveness of BABA treatment on Botrytis bunch rot by promoting looser clusters
