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Study of responses to heat stress in durum wheat, and their relationship with nutraceutical quality
Full text linkIl frumento duro [Triticum turgidum (L.) subsp. turgidum (L.) convar. durum (Desf.)] è una coltura
di largo uso per la nutrizione umana, in particolare nel bacino del Mediterraneo. Costituisce la
principale fonte di semola utilizzata per la produzione di pasta, pane di frumento duro, ma viene
utilizzato anche per la produzione di cuscus e burghul.
Condizioni ambientali avverse riducono la produzione e influenzano le caratteristiche qualitative
della granella. Gli stress che più comunemente colpiscono le piante coltivate consistono in un
eccesso o carenza di acqua, eccesso di sale o metalli pesanti nel terreno, e temperature estreme. In
particolare dall’inizio del secolo si sta assistendo ad un incremento della temperatura media
mondiale, ed un ulteriore aumento è previsto per i prossimi decenni.
Alte temperature durante la fase riproduttiva del frumento possono determinare una
riduzione del peso della granella e del numero di semi per spiga. Queste espressioni fenotipiche
sono il risultato dell’alterazione del profilo dei trascritti e di variazione dei livelli di accumulo dei
metaboliti nelle piante, in risposta ai cambiamenti di temperatura.
Lo scopo di questa ricerca è di studiare le variazioni dei trascritti e dei metaboliti in risposta
a stress termico, in due varietà di frumento duro, e di comprendere come tali variazioni possano
influenzare la composizione della granella e quindi la qualità nutrizionale e nutraceutica del
prodotto finale acquistato dai consumatori. Lo studio è stato condotto sulla varietà di frumento duro
Primadur e su una cultivar non commercializzata T1303 (codice USDA PI 352395); la prima è una
cultivar élite caratterizzata da alta resa produttiva e un alto indice di giallo (altamente correlato al
contenuto di pigmenti carotenoidi), la seconda è una cultivar caratterizzata da un alto contenuto di
antociani che conferiscono alla granella un colore rosso (purple-cultivar). Lo shock termico è stato
imposto a 37°C, durante il periodo di riempimento della granella. La temperatura elevata è stata
imposta per 5 giorni in un periodo che va dal quinto al decimo giorno dopo la fioritura. Le analisi
sono state condotte su seme immaturo, prelevato 14 giorni dopo la fioritura, e seme maturo,
prelevato alla fine del ciclo riproduttivo della pianta. I risultati ottenuti da seme derivante da piante
sottoposte a shock termico sono stato confrontati con quelli ottenuti da piante controllo (20°C).
La risposta allo stress è stata valutata con due differenti approcci. L’analisi dell’espressione
genica, condotta con un approccio di sequenziamento genome–wide di nuova generazione che ha
utilizzato la tecnologia Illumina, ha mostrato che un totale di 1202 geni hanno subito variazioni dei
livelli di trascritto in risposta a stress. Molti dei geni sovraespressi in risposta a stress in Primadur
ricadevano nelle categorie geniche note per avere un ruolo in risposta a stress, mentre tali categorie
erano meno rappresentate in T1303 in cui erano sovraespressi geni codificanti per proteine di
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riserva. Tali risultati erano in accordo con la maggiore sensibilità allo stress termico mostrata da Primadur rispetto a T1303, valutata come calo in peso della granella.
L'accumulo dei metaboliti è stato valutato con gas-cromatografia associata a spettromeria di massa (GS-MS) in seme immaturo e maturo. I due genotipi hanno mostrato differente risposta allo stress termico. Il contenuto di molti dei metaboliti analizzati è risultato incrementato in ‘Primadur’, mentre un decremento è stato osservato in T1303; tuttavia per alcuni metaboliti con un ruolo chiave di risposta alle condizioni di stress (per esempio saccarosio e glicerolo) è stato osservato un incremento del contenuto per entrambi i genotipi. Per alcuni metaboliti le variazioni sono state osservate già nel seme immaturo e le stesse variazioni sono state conservate anche nel seme maturo.
Questo studio ha evidenziato come un incremento di temperatura, della durata di pochi giorni nelle fasi iniziali di riempimento della granella, sia in grado di determinare cambiamenti a breve e lungo termine in grado di cambiare qualità e produzione della granella di frumento duro.
In risposta a stress, il contenuto di antociani è risultato incrementato mentre quello dei carotenoidi non è variato. Solo lo sfarinato della granella di T1303, maturata dopo l’imposizione dello stress, ha mostrato un incremento della capacità antiossidante (misurata come ‘Trolox Equivalent Antioxidant Capacity’-TEAC) rispetto allo sfarinato della granella maturata in condizioni controllo. Il contenuto proteico è risultato incrementato solo in ‘T1303’, che ha mostrato un minore calo in peso della granella rispetto a Primadur, in risposta allo stress.
Questo studio fornisce nuove conoscenze sugli effetti dell'adattamento allo stress termico del frumento duro sulle proprietà nutrizionali e qualitative della granella e mostra come tali proprietà possano essere differentemente alterate in due genotipi.
Anche se il ‘background’ genetico dei due genotipi è differente, non può essere escluso che alcune delle differenze osservate, nella risposta a stress termico, tra i due genotipi possano essere legate al metabolismo degli antociani. L’incremento del loro accumulo in risposta a stress termico insieme al ridotto calo in peso della granella sono considerati tratti di interesse per le future attività di miglioramento genetico del frumento duro.Durum wheat [Triticum turgidum (L.) subsp. turgidum (L.) convar. durum (Desf.)] is an important crop for human nutrition, especially in the Mediterranean area, where it is the main source of semolina for the production of pasta, traditional/typical bread, couscous, and burghul. Environmental stress can strongly limit the yield potential and affect qualitative characteristics of grain. The stress conditions that are commonly experienced by crops are extreme lack or excess of water (i.e., drought, flooding), presence of salt or contaminants (e.g., heavy metals), and temperature (i.e., cold, heat). In particular, environmental temperatures have increased since the beginning of the last century and they are predicted to further increase under the present conditions of climate change.
Wheat is very sensitive to high temperatures during the reproductive phase, due to direct effects of temperature on grain numbers and dry weight. These phenotypic effects are due to molecular modifications at the different levels of gene expression, and to changes in metabolite accumulation levels.
The aim of this study was to investigate the transcriptomic and metabolomic variations in response to heat stress in grains of two durum wheat genotypes, and their relationship with variation in grain composition that can affect the nutraceutical quality of the final product. The study was carried out on the durum wheat cv Primadur and T1303 (PI 352395 USDA code); the first is an elite cultivar with high grain yield and yellow index and the second one an anthocyanin-rich purple cultivar. Heat shock was imposed at 37°C from 5 up to 10 days after flowering (DAF). Immature seeds (14 DAF) and mature seeds (seeds at physiological maturity stage), collected from heat shocked and control plants (20°C), were analyzed. The response to stress was investigated with different approaches. Genome–wide gene expression analysis, carried out using Illumina HiSeq2000, showed that 1202 genes were differentially expressed in response to stress in the two genotypes. The number of up-regulated genes belonging to stress-related categories was higher in Primadur with respect to T1303, whereas the number of genes with nutrient reservoir activity was larger in T1303 compared to Primadur. These results were according to the higher sensitivity to stress of Primadur with respect to T1303, measured as grain weight loss.
The profile of polar metabolites was investigated by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The effects of heat stress were genotype dependent. Although some metabolites (e.g., sucrose, glycerol) increased in response to heat stress in both genotypes, clear differences were
observed. Following the heat stress, there was a general increase in most of the analyzed metabolites in Primadur, with a general decrease in T1303. Heat shock applied early during seed development produced changes that were observed in immature seeds, and also long-term effects
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that changed the qualitative and quantitative parameters of the mature grain. The level of anthocyanins increased significantly in response to the heat stress whereas the levels of carotenoids were not affected. Only for T1303, the Trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC) method assessed an increased antioxidant capacity of ground grains, in response to heat stress. Protein content increased only in T1303 that showed lower grain weight loss with respect to Primadur, in response to stress. Therefore, short heat-stress treatments can affect the nutritional and nutraceutical value of grain of different genotypes of durum-wheat in different ways.
The present study increased the knowledge about the effect of mechanisms of adaptation to stress of wheat plants on nutritional and quality traits of grain and provides a global picture of the effects of the heat stress on metabolies and transcriptome of two different genotypes of durum wheat.
Moreover, although the genetic backgrounds of two durum-wheat genotypes were different, it cannot be excluded that some of the differences observed in the responses to heat stress can be due to anthocyanin accumulation, which can be considered a trait of interest for future breeding activities for durum wheat
Complex modes identification via Hilbert transform
No full textAmong the numerous identification methods available for operational modal analysis, the CPR (Complex Plane Representation) method proves efficient and effective in the case of sweep tests where the excitation is not measured. The CPR method has been described in a number of papers by the authors and allows for high precise identification of the modal parameters. In spite of this precision there exist cases where the approximations involved by practical applications need further clarification. The paper is devoted to estimate error bounds due to lack of congruence between the theoretical assumptions and the actual system characteristics or field conditions. The dependence of the amplitude and phase values on the modal density is crucial in this respect. Theoretical and numerical solution are used to validate the CPR results
The Complex Plane Representation Method for Structural Damage Detection
No full textModal parameters are often used for damage identification purposes in the dynamic field. Commonly, shifts in the modal parameters between different states are assumed as measures of damage. Frequency shifts are easily detected, but in some circumstances they are not sensible to damage. In spite of its imprecise identification, damping possesses generally a monotonic variation with damage. Modal shapes exhibit increasing complexity along with damping increase. Operational modal shapes are identified using the CPR method and used to construct indicators capable to detect damage. The effectiveness of the method and the indicators is shown against theoretical data and numerical simulation
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Proposta di traduzione di una parte del romanzo "Die Zumutung" di Sabine Gruber
No full textL’obiettivo di questa tesi è quello di fornire una proposta di traduzione letteraria dal tedesco all’italiano. Il lavoro è stato svolto sul romanzo intitolato “Die Zumutung” di Sabine Gruber, che racconta l’amore per la vita di una storica dell’arte viennese, colpita da una malattia cronica.
La scelta del libro non è stata casuale: si è volutamente scelto un romanzo che trattasse temi sensibili come la malattia e la morte, ma anche temi come l’amore e la quotidianità, con lo scopo di analizzare come questi influenzino la narrazione e in particolar modo la traduzione.
La tesi si divide in quattro capitoli preceduti da un’introduzione: nel primo capitolo si illustrano brevemente la biografia dell’autrice, l’opera e le caratteristiche testuali e linguistiche. Nel secondo si presentano le premesse teoriche della traduzione letteraria e come tradurre in modo adeguato in base alle premesse teoriche. Nel terzo viene presentata una proposta di traduzione di parte del primo capitolo del romanzo e nel quarto si fornisce un commento sul lavoro traduttivo svolto, analizzando i problemi lessicali, morfosintattici e linguistici riscontrati durante il processo traduttivo e indicando come essi sono stati risolti in base alle strategie traduttive adottate. Infine completa il lavoro una conclusione e una bibliografia con le opere consultate e citate
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Effects of Heat Stress on Metabolite Accumulation and Composition, and Nutritional Properties of Durum Wheat Grain
No full textDurum wheat (Triticum turgidum (L.) subsp. turgidum (L.) convar. durum (Desf.)) is momentous for human nutrition, and environmental stresses can strongly limit the expression of yield potential and affect the qualitative characteristics of the grain. The aim of this study was to determine how heat stress (five days at 37 °C) applied five days after flowering affects the nutritional composition, antioxidant capacity and metabolic profile of the grain of two durum wheat genotypes: “Primadur”, an elite cultivar with high yellow index, and “T1303”, an anthocyanin-rich purple cultivar. Qualitative traits and metabolite evaluation (by gas chromatography linked to mass spectrometry) were carried out on immature (14 days after flowering) and mature seeds. The effects of heat stress were genotype-dependent. Although some metabolites (e.g., sucrose, glycerol) increased in response to heat stress in both genotypes, clear differences were observed. Following the heat stress, there was a general increase in most of the analyzed metabolites in “Primadur”, with a general decrease in “T1303”. Heat shock applied early during seed development produced changes that were observed in immature seeds and also long-term effects that changed the qualitative and quantitative parameters of the mature grain. Therefore, short heat-stress treatments can affect the nutritional value of grain of different genotypes of durum wheat in different ways
Dispelling the Myths Behind First-author Citation Counts
Full text linkWe conducted a full-scale evaluative citation analysis study of scholars in the XML research field to explore just how different from each other author rankings resulting from different citation counting methods actually are, and to demonstrate the capability of emerging data and tools on the Web in supporting more realistic citation counting methods. Our results contest some common arguments for the continued
use of first-author citation counts in the evaluation of scholars, such as high correlations between author rankings by first-author citation counts and other citation
counting methods, and high costs of using more realistic citation counting methods that are not well-supported by the ISI databases. It is argued that increasingly available digital full text research papers make it possible for citation analysis studies to go beyond what the ISI databases have directly supported and to employ more
sophisticated methods
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