<p>Unwanted fungal growth is one of the most common causes of food spoilage throughout the world, and is causing health risks for both humans and animals and economical losses for the food- and agricultural industries. In Europe the mycotoxin producing Fusarium species F. sporotrichioides, F. culmorum, F. poae and F. graminearum is of greatest importance, due to their production of the trichothecene deoxynivalenol (DON) among other mycotoxins. Today’s conventional determination methods of these Fusarium species is time-consuming and quicker screening methods directly on cereals is therefore of interest to develop. In this project a species-specific PCR-protocol targeting the trichodiene synthase (tri5) gene in F. sporotrichioides, F. culmorum, F. poae and F. graminearum was used to evaluate two different DNA-extraction methods for cereals. The PCR-protocol was first verified with pure fungal cultures and optimized with a PCR-gradient before it was applied on cereals. The PCR-gradient resulted in a background reduction in the PCR-analysis of F. sporotrichioides infected cereals.</p><p>The two methods, called the Hammer-method (cereals was crushed with a hammer) and the Nitrogen-method (cereals were crushed in a mortar together with liquid nitrogen), is both combinations of a published DNA-extraction method (CTAB-based) for cereals and a DNA-purifying kit (chaotropic agent-based). Within these two methods some modifications were made and a comparison of the results showed that the Nitrogen-method indicated to be more stable than the Hammer-method. Too few analyses have though been made for a definite conclusion. A verification of the Nitrogen-method showed that the PCR-protocol can be considered as stable and reliable also on cereals but the DNA-extraction method for cereals is still to be optimized and stabilized. Sonification of the cereals is under consideration for further tests and studies.</p> / <p>Mögelsvampsinfektioner av spannmålsprodukter är ett av de vanligaste problemen inom mat- och jordbruksindustrierna runt om i världen. Enligt FNs Food and Agriculture Organization beräknas att cirka 25 procent av världens spannmålsgrödor är infekterade med mykotoxinbildande mögelsvampar vilket kan leda till stora hälsorisker för konsumenterna och ekonomiska förluster för mat- och jord-bruksindustrierna. Mykotoxiner är sekundära produkter från svampens ämnesomsättning som troligen har betydelse för svampens överlevnad, men kan ge toxiska effekter hos människa och djur. I Europa är mögelsvampsläktet Fusarium den vanligaste och viktigaste av mykotoxinbildande svampar och producerar de för jordbruksnäringen två viktigaste mykotoxingrupperna trichotechener och fumonisi-ner.</p><p>På grund av den breda förekomsten av dessa Fusarium-svampar finns det idag ett behov av att utveckla snabba och pålitliga metoder för att detektera och identifiera mögelsvamparna redan direkt på de färska spannmålen. Under hösten 2002 startades projektet Bestämning av potentiella mykotoxin-producerande Fusariumsvampar med PCR-metodik vid Mikrobiologiska enheten på Livsmedelsver-ket i Uppsala. Projektet syftar till att utveckla en molekylärbiologisk bestämningsmetod där identifie-ringen av svamparna sker med hjälp av dess DNA istället för via mikroskopiska undersökningar. Det-ta examensarbete har varit en del av det projektet och har i huvudsak inriktats på att utveckla en stabil metod för själva utvinningen av svamp-DNA från de färska spannmålen. De slutsatser som nåtts är att de utvinningsmetoder som examensarbetet omfattade inte kan anses stabila i nuläget utan behöver utvecklas och stabiliseras ytterligare. Vad gäller de molekylärbiologiska metoderna har de kunnat visas stabila även på färskt spannmål.</p>

Unwanted fungal growth is one of the most common causes of food spoilage throughout the world, and is causing health risks for both humans and animals and economical losses for the food- and agricultural industries. In Europe the mycotoxin producing Fusarium species F. sporotrichioides, F. culmorum, F. poae and F. graminearum is of greatest importance, due to their production of the trichothecene deoxynivalenol (DON) among other mycotoxins. Today’s conventional determination methods of these Fusarium species is time-consuming and quicker screening methods directly on cereals is therefore of interest to develop. In this project a species-specific PCR-protocol targeting the trichodiene synthase (tri5) gene in F. sporotrichioides, F. culmorum, F. poae and F. graminearum was used to evaluate two different DNA-extraction methods for cereals. The PCR-protocol was first verified with pure fungal cultures and optimized with a PCR-gradient before it was applied on cereals. The PCR-gradient resulted in a background reduction in the PCR-analysis of F. sporotrichioides infected cereals. The two methods, called the Hammer-method (cereals was crushed with a hammer) and the Nitrogen-method (cereals were crushed in a mortar together with liquid nitrogen), is both combinations of a published DNA-extraction method (CTAB-based) for cereals and a DNA-purifying kit (chaotropic agent-based). Within these two methods some modifications were made and a comparison of the results showed that the Nitrogen-method indicated to be more stable than the Hammer-method. Too few analyses have though been made for a definite conclusion. A verification of the Nitrogen-method showed that the PCR-protocol can be considered as stable and reliable also on cereals but the DNA-extraction method for cereals is still to be optimized and stabilized. Sonification of the cereals is under consideration for further tests and studies. / Mögelsvampsinfektioner av spannmålsprodukter är ett av de vanligaste problemen inom mat- och jordbruksindustrierna runt om i världen. Enligt FNs Food and Agriculture Organization beräknas att cirka 25 procent av världens spannmålsgrödor är infekterade med mykotoxinbildande mögelsvampar vilket kan leda till stora hälsorisker för konsumenterna och ekonomiska förluster för mat- och jord-bruksindustrierna. Mykotoxiner är sekundära produkter från svampens ämnesomsättning som troligen har betydelse för svampens överlevnad, men kan ge toxiska effekter hos människa och djur. I Europa är mögelsvampsläktet Fusarium den vanligaste och viktigaste av mykotoxinbildande svampar och producerar de för jordbruksnäringen två viktigaste mykotoxingrupperna trichotechener och fumonisi-ner. På grund av den breda förekomsten av dessa Fusarium-svampar finns det idag ett behov av att utveckla snabba och pålitliga metoder för att detektera och identifiera mögelsvamparna redan direkt på de färska spannmålen. Under hösten 2002 startades projektet Bestämning av potentiella mykotoxin-producerande Fusariumsvampar med PCR-metodik vid Mikrobiologiska enheten på Livsmedelsver-ket i Uppsala. Projektet syftar till att utveckla en molekylärbiologisk bestämningsmetod där identifie-ringen av svamparna sker med hjälp av dess DNA istället för via mikroskopiska undersökningar. Det-ta examensarbete har varit en del av det projektet och har i huvudsak inriktats på att utveckla en stabil metod för själva utvinningen av svamp-DNA från de färska spannmålen. De slutsatser som nåtts är att de utvinningsmetoder som examensarbetet omfattade inte kan anses stabila i nuläget utan behöver utvecklas och stabiliseras ytterligare. Vad gäller de molekylärbiologiska metoderna har de kunnat visas stabila även på färskt spannmål.

L'interès de l'estudi de la regulació dels gens de proteïnes de reserva de cereals prové del fet que són gens específics de llavor, amb una expressió lligada al desenvolupament del gra, i molts d'ells mostren una gran eficiència transcripcional. Els patrons d'expressió d'aquests gens suggereixen l'existència de complexes reguladors constituïts per diferents activadors transcripcionals que reconeixen els elements en cis- implicats en la seva expressió. Tot i els nombrosos estudis fets, els mecanismes moleculars implicats es coneixen poc. A blat de moro, el nostre model d'estudi, les proteïnes de reserva s'acumulen majoritàriament a l'endosperma i, en menor mesura, a l'embrió. A endosperma s'acumulen les zeïnes (les prolamines de blat de moro), mentre que a embrió trobem globulines i oleosines. Tant les zeïnes com les globulines s'acumulen en orgànuls derivats del reticle endoplasmàtic anomenats cossos proteics, mentre que les oleosines s'acumulen en cossos lipídics. L'interès del nostre grup se centra en el gen gamma-Z, que codifica per una proteïna de reserva d'endosperma, la gamma-zeïna. El gen gamma-Z està present en una o dues còpies per genoma haploide i, en canvi, el seu producte representa fins al 15% del contingut proteic del gra, suggerint una fina regulació gènica.L'objectiu general d'aquest treball era caracteritzar nous factors de transcripció implicats en la regulació de l'expressió del gen gamma-Z i altres factors reguladors de l'expressió de gens de proteïnes de reserva no específics d'endosperma però també lligats al desenvolupament de la llavor.Els objectius concrets així com els resultats obtinguts es descriuen breument a continuació:1) Caracterització funcional del factor proteic PBF com a regulador positiu del gen gamma-Z. Identificació del domini activador de PBF. PBF és un activador transcripcional del promotor del gen gamma-Z i volíem caracteritzar el domini responsable d'aquesta funció mitjançant estudis d'activació per expressió transitòria en endospermes joves de blat de moro. Aquests estudis van revelar que el domini activador de PBF es localitza en el seu domini C-terminal, però que l'activitat d'aquest factor proteic depèn de la seva capacitat d'unió al DNA. 2) Recerca de nous factors de transcripció responsables de l'expressió del gen gamma-Z i implicats en el reconeixement de seqüències presents a la regió proximal del seu promotor: clonatge del gen GAMYB de blat de moro i estudis d'immunolocalització. Caracterització d'aquest factor com a regulador transcripcional del gen gamma-Z. El gen ZmGAMYB codifica per un factor de transcripció de tipus Myb R2R3, que s'uneix de forma específica a la caixa AACA del promotor del gen gamma-Z i que és capaç d'activar l'expressió d'aquest gen a partir del seu promotor. ZmGAMYB s'expressa específicament a endosperma de blat de moro en desenvolupament, coincidint amb el patró d'expressió de PBF i concordant amb la possibilitat de que reguli l'expressió del gen de la gamma-zeïna. El factor mGAMYB s'acumula a les capes més superficials d'aquest teixit (aleurona i subaleurona).3) Recerca de nous factors de transcripció implicats en l'expressió de gens de proteïnes de reserva no específiques d'endosperma: clonatge del gen FUSCA3 de blat de moro, estudis d'immunolocalització a gra de blat de moro i posterior caracterització d'aquest factor.El gen ZmFUSCA3 codifica per un factor de transcripció de tipus B3 i s'expressa majoritàriament a embrió de blat de moro en desenvolupament. El factor mFUSCA3 s'acumula massivament a l'aleurona i a l'embrió, suggerint que sigui un regulador de l'acumulació de productes de reserva en aquests teixits. FUSCA3 és capaç d'unir-se a la caixa RY-like present a la regió proximal del promotor del gen gamma-Z, tot i que de forma poc específica, però no és capaç d'activar l'expressió d'aquest gen a partir del seu promotor. / In cereals, major seed storage proteins are called prolamins and accumulate primarily in the endosperm. Prolamin genes are tissue specific and show high efficiency levels, suggesting tight genetic regulation. In maize, our model specie, prolamins are accumulated in ER derived structures called protein bodies, whereas other storage proteins such as globulins or oleosins accumulate in the aleurone layer and in the embryo. The interest of our group resides in the gamma-zein, an endosperm specific storage protein, which constitutes the 15% of the proteic content of the grain, whereas its gen is present in only one or two copies per haploid genome. The object of the present work was to characterize new transcription factors implicated in seed storage gene expression linked to grain development, especially those involved in gamma-Z gene expression. Specific objectives as well as results achieved are briefly described bellow. 1) Functional characterization of PBF as a positive regulator of gamma-Z gen. PBF is a transcriptional activator of gamma-Z gene and its activation domain is located in the C-terminal region of the protein, but its activity depends on its binding to DNA.2) New transcription factors involved in gamma-Z gene expression: cloning of GAMYB gene in maize and immunolocazation assays. Characterization of this factor as a transcriptional regulator of gamma-Z gene.ZmGAMYB encodes a Myb R2R3 transcription factor that specifically binds to the AACA box of the gamma-Z gene promoter and activates gamma-zein expression from this promoter. ZmGAMYB is specifically expressed in maize developing endosperm, as other gamma-Z regulators do. The proteic factor accumulates in the more superficial layers of this tissue (aleurone and subaleurone).3) New transcription factors related to seed storage gene expression: cloning of FUSCA3 gene in maize, immunolocazation assays and characterization of this factor.ZmFUSCA3 encodes a B3 transcription factor highly expressed in maize developing embryo. The proteic factor accumulates massively in the aleurone layer as well as in the embryo, suggesting a regulatory role in seed storage products accumulation in these tissues. FUSCA3 binds RY-like motives of the gamma-Z gene promoter, with weak specificity, but does not activate expression from this promoter.

L'ordi és un cultiu amb un ampli rendiment potencial i un ampli espectred'adaptació. Es produeix a nivell mundial en ambients de secà i de regadiu. Es potcultivar en ambients on altres cereals presenten una pobre adaptació, incloent-hiregions d'elevada latitut incloses zones quasi bé desèrtiques. En el nostre país, lamillora genètica ha tingut conseqüències importants en la productivitat d'aquestaespècie en els darrers 50 anys, particularment en ambients més favorables. S'avaluaun conjunt de 20 genotips d'ordi, deu de dos carreres i deu de sis carreres, en assaigsmultilocals en quatre localitats (tres localitats properes a Lleida: Artesa de Segre, Beli-Hoc d1 Urgell i Gimenells, i una propera a Zaragoza: El Vedado) durant quatre anys(1990, 1991, 1992 i 1993). En aquesta tesi, s'estudia l'adaptació diferencial dediferents genotips d'ordi de dos i de sis carreres en condicions semiàridesMediterrànies en el Nord-est espanyol, i també Pemplenament del gra i el contingut denitrogen d'aquests genotips en aquestes condicions. Els resultats obtinguts permetenindicar que la millora genètica en aquesta espècie ha tingut èxit tant en les varietats dedos carreres com en les de sis. Les mitges de rendiment són més grans en els genotipsrecents que en els més antics. Ara bé, les varietats més recents estan menys adaptadesespecíficament a les zones més pobres, en canvi sí que ho estan a ambients mésfavorables. Això s'ha traduït en una pèrdua de l'eficiència en l'ús de l'aigua, lesvarietats més antigues semblen tenir una eficiència en l'ús de l'aigua més gran que lesmés recents, com ho demostren els valors de discriminació isotòpica. L'estudi deFemplenament del gra ha detectat l'existència d'un major control genètic en la taxad'emplenat mentres la durada del període d'emplenat te un major control ambiental.Els ordis de sis carreres d'obtenció més recent presenten taxes d'emplenat méselevades. Els grans laterals i centrals d'aquestes varietats de sis carreres semblen tenirun patró d'emplenament similar. La proporció de pes de gra lateral/central és mantérelativament constant en els diferents ambients. S'observa el paper de l'últim entrenúsde la tija com òrgan de reserva de nitrogen per ser translocat a l'espiga en el períodepost-antesi. Les noves varietats semblen tendir a presentar grans amb concentracionsde nitrogen superiors a les dels vells ecòtips locals. / La cebada es un cultivo con un amplio rendimiento potencial y un amplioespectro de adaptación. Se produce a nivel mundial en ambientes tanto de secanocomo de regadío. Puede cultivarse en ambientes donde otros cereales presentan unapobre adaptación, incluyendo regiones de elevada latitud e incluso en zonas casidesérticas. En nuestro país, la mejora genética ha tenido consecuencias importantes enla productividad de esta especie en los últimos 50 años, particularmente en ambientesmás favorables. Se evalúan un conjunto de 20 genotipos de cebada, diez de doscarreras y diez de seis carreras, en ensayos multilocales en cuatro localidades (trescercanas a Lleida: Artesa de Segre, Beli-Hoc d'Urgell y Gimenells, y una cercana aZaragoza: El Vedado) durante cuatro años (1990, 1991, 1992 y 1993). En esta tesis, seestudia la adaptación diferencial de distintos genotipos de cebada de dos y de seiscarreras, en condiciones semiáridas Mediterránesa del Noreste español, y también elllenado del grano y el contenido de nitrógeno de estos genotipos en estas condiciones.Los resultados obtenidos permiten indicar que la mejora genética en esta especie hasido exitosa tanto con las variedades de dos carreras como con las de seis. Las mediasde rendimiento son mayores en los genotipos de obtención más reciente que en losmás antiguos. Sin embargo, las variedades más recientes están menos adaptadasespecíficamente a las zonas más pobres y, en cambio sí lo están a ambientes másfavorables. Esto se ha traducido en una pérdida de la eficiencia en el uso del agua, lasvariedades más antiguas parecen tener una mayor eficiencia en el uso del agua que lasmás recientes, como demuestran los valores de discriminación isotópica. El estudiodel llenado del grano ha detectado la existencia de un mayor control genético en latasa de llenado mientras que en la duración del periodo de llenado el control esambiental. Las cebadas de seis carreras de obtención más reciente presentan mayorestasas de llenado. Los granos laterales y centrales de estas cebadas de seis carrerasparecen presentar un patrón similar de llenado. La proporción de peso de granolateral/central se mantiene relativamente constante en los distintos ambientes. Seobserva el papel del último entrenudo como órgano de reserva de nitrógeno para sertranslocado a la espiga en el periodo post-antesis. Las nuevas variedades parecentender a presentar granos con concentraciones de nitrógeno superiores a los de losviejos ecotipos locales. / Barley is an early maturing crop with high yield potential and a wide rangeof adaptation. It is produced in both irrigated and dryland environments througoutthe world. It can be grown sucessfully where other cereals are poorly adapted,including high latitude and high elevation regions and even bordering deserts.Barley breeding has allowed for an increased productivity in Spain in the last 50years, particularly for the more favorable areas. Ten two-rowed and ten six-rowedbarley genotypes were sown in multilocation trials at four sites (three sites closedto Lleida and another close to Zaragoza) and for four years (1990, 1991, 1992 and1993). Differential adaptation of two- and six-rowed barley to rainfedMediterranean conditions of the North East of Spain was studied. Characterizationof grain filling and nitrogen content under these conditions were also evaluated.Plant breeding has brought about a genetic gain for grain yield for both two andsix-rowed barleys. Average grain yields of recent releases were higher than thoseof old varieties. However, the most recent varieties are less specifically adapted tothe drier environments, whereas the new ones are specifically adapted to betterenvironmental conditions. This has translated into an indirect genetic downshiftfor water used efficiency. Old varieties seem to have a higher WUE than new ones,as revealed by 13C/12C stable isotope discrimination ratios. Grain fillingcharacterization revealed a tight genetic control for rate of grain filling, whereasgrain filling duration was more environmental dependent. New six-rowed varietieshave a higher grain filling rate. Both lateral and central grains of six-rowedvarieties seem to fill in a similar fashion. The lateral to central grain weight ratiowas relatively independent of the environment. The role of the last internode as adepository of nitrogen to be translocated to the spike at post-anthesis was clearlyshown. New varieties tended to have higher nitrogen concentration in the grainsthat old landraces.

Under Mediterranean environments water and nitrogen (N) are considered the two factors most strongly limiting crop productivity. Wheat (bread and durum) and barley are the main crops grown in dryland Mediterranean environments. Within the Mediterranean basin, wheat is usually cultivated in rotations with other crops under relatively humid zones while barley is sown as a monoculture in the driest zones. Reasons behind barley monoculture are based on an hypothetical barley yield advantage over wheat under stressed environments. However, information about direct comparison between wheat (bread or durum) and barley is not abundant for the Mediterranean basin (nor for other Mediterranean regions). Neither grain yield nor biomass production, water use, nitrogen use or their use efficiency have been compared for the three species to justify the preference of one of them in monoculture in the more scarce resource availability environments. The main objective of the present thesis was to assess the response of wheat (bread and durum) and barley in terms of productivity to different water and nitrogen availabilities within the Mediterranean conditions of dryland cereal regions of Catalonia. Within the main objective two specific objectives were formulated (i) to provide empirical support to the generalized hypothesis of a better performance of barley than wheat under stress conditions, and (ii) to analyze if N fertilization could be a management tool to increase grain yield under stressful Mediterranean conditions for small grain cereals (in cases in which soil N were low). To fulfil the objectives data taken from a literature revision, and historical and regional data were analysed combined with those from five field experiments that were carried-out using different combinations of water and N availabilities for a typical well-adapted and representative cultivar of bread wheat, durum wheat and barley during 2003/04 to 2006/07 growing seasons in a typical dryland region of Catalonia where barley represent c. 80 % of the total cereal acreage. Across all the experimental conditions grain yield of the three species varied widely from c. 1 to 10 Mg ha-1. Under the driest and poorest yielding conditions barley presented similar yields to wheat (bread and durum) using the experimental data, but also using the bibliographic, historical and regional data, indicating an unjustified barley monoculture in terms of productivity. Despite similar yield between durum wheat and barley a lower stability in grain weight was observed for the case of durum wheat. Neither water use or N use or their use efficiencies supported the hypothesised advantage of barley over wheat across the driest experimental conditions. Water availability and N fertilization modified grain yield, biomass and resource use efficiency. In the present thesis, it was evidenced with realistic field data for the first time that of the degree of co-limitation between factors (N and water in this case) may affect yields as well as water use efficiency of small grain cereals, which had been previously proposed but using simulation models for wheat production in Australia.

No description available.

Whole ground white, high tannin and black sorghum with and without additional high tannin sorghum bran were used in different proportions to develop ready to eat breakfast cereals and snacks. The effect of extrusion on the phenolic compounds and on in vitro starch digestibility of sorghum based cereals and snacks were observed. Gluten free and gluten containing breakfast cereal and snacks were developed with different physical, chemical and sensory characteristic. By increasing the sorghum and bran level in the formulations, the bulk density of extrudates was increased while expansion ratio was decreased. Bowl life of extrudates was increased up to 18 min. when 60% whole ground white sorghum was used with additional 10% high tannin sorghum bran. Water soluble index was significantly higher for the extrudates without additional bran and decreased as bran was added. A positive correlation between water soluble index and expansion ratio (R^2=0.89) indicated that the more expansion ratio provided a large surface area for water to interact with starch and other soluble components. The retention of total phenols in these extrudates varied from 13-41% and it was found that extrudates with additional high tannin sorghum bran had more total phenols than extrudates without it. Sorghum extrudates showed a significant reduction in antioxidant activity varied from 21-83%. Similarly, the effect of extrusion on condensed tannins was detrimental, and their retention was ranged from 12-28%. The smaller particle size of ground sorghum increased the surface area of contact between composite flour components and extruder barrel which promoted interactions during extrusion, lowering condensed tannins and antioxidant activity. All sorghum based extrudates had significantly (P<0.05) lower starch digestibility than that of corn flour extrudates. All types of sorghum had non-significant difference in starch digestibility from 0.5-2hrs. After 16 hrs., high tannin sorghum extrudates had the lowest starch digestibility (79%), which was significantly different from other sorghum types. There was a negative correlation between the rapid digestible starch and tannin contents (R^2=0.62). Breakfast cereals made from different types of sorghum and bran levels were statistically equally rated in taste and overall acceptability.

No description available.

No description available.

No description available.