Em ambientes virtualizados, como nuvens computacionais, a capacidade efetiva de transmissão de dados via rede tende a ser inferior à de ambientes não virtualizados quando aplicações que fazem uso intensivo da rede são executadas. Uma das principais causas para essa diferença na capacidade de transmissão é a arquitetura da virtualização de rede, que adiciona passos para o sistema operacional transmitir e receber um pacote. Esses passos adicionais acarretam em maior utilização de memória e de processamento. Em ambientes virtualizados com o sistema operacional GNU/Linux, a New Application Programming Interface (NAPI) é utilizada para reduzir os impactos negativos da virtualização por meio de agregação de interrupções. Nesta dissertação de mestrado, são estudados mecanismos que modificam a configuração da NAPI. Experimentos mostram que esses mecanismos afetam o desempenho de máquinas virtuais e tem consequências diretas nas aplicações que fazem uso intensivo de rede e que são executadas em ambientes com os softwares de virtualização Xen, VMware e VirtualBox. / In virtualized environments, such as cloud computing, the effective capacity of data transmission via network cards tends to be lower than that in non-virtualized environments, when network intensive applications are executed. A major cause for this difference in the transmission capacity is the architecture of network virtualization, which adds some steps to be performed by the system when packets are transmitted or received. These additional steps cause more memory and processing usage. In virtualized environments with the GNU/Linux operating system, the New Application Programming Interface (NAPI) is used to reduce the negative impacts of virtualization through interrupt coalescence. In this dissertation, mechanisms that modify the configuration of NAPI are studied. Experiments show that these mechanisms affect the performance of virtual machines and have direct effects in applications that make intensive use of the network in environments with Xen, VMware and VirtualBox.

Em ambientes virtualizados, como nuvens computacionais, a capacidade efetiva de transmissão de dados via rede tende a ser inferior à de ambientes não virtualizados quando aplicações que fazem uso intensivo da rede são executadas. Uma das principais causas para essa diferença na capacidade de transmissão é a arquitetura da virtualização de rede, que adiciona passos para o sistema operacional transmitir e receber um pacote. Esses passos adicionais acarretam em maior utilização de memória e de processamento. Em ambientes virtualizados com o sistema operacional GNU/Linux, a New Application Programming Interface (NAPI) é utilizada para reduzir os impactos negativos da virtualização por meio de agregação de interrupções. Nesta dissertação de mestrado, são estudados mecanismos que modificam a configuração da NAPI. Experimentos mostram que esses mecanismos afetam o desempenho de máquinas virtuais e tem consequências diretas nas aplicações que fazem uso intensivo de rede e que são executadas em ambientes com os softwares de virtualização Xen, VMware e VirtualBox. / In virtualized environments, such as cloud computing, the effective capacity of data transmission via network cards tends to be lower than that in non-virtualized environments, when network intensive applications are executed. A major cause for this difference in the transmission capacity is the architecture of network virtualization, which adds some steps to be performed by the system when packets are transmitted or received. These additional steps cause more memory and processing usage. In virtualized environments with the GNU/Linux operating system, the New Application Programming Interface (NAPI) is used to reduce the negative impacts of virtualization through interrupt coalescence. In this dissertation, mechanisms that modify the configuration of NAPI are studied. Experiments show that these mechanisms affect the performance of virtual machines and have direct effects in applications that make intensive use of the network in environments with Xen, VMware and VirtualBox.

Shifts in species’ phenologies and phenological asynchronies between the interacting organisms have received a lot of attention in the context of climate change. Changes in temporal overlap between species, caused by phenological asynchrony, make species depending on one another become so separated in time that they can no longer interact. This may have important consequences both for single species, like fluctuations in abundances, and for the functioning of whole communities by creating mismatches between trophic levels and rearrangements of community structure. This thesis focuses on the impact of temperatures on spring timing and phenological synchrony in a herbivorous insect – host plant system, consisting of the orange tipbutterfly Anthocharis cardamines and five of its Brassicaceae host plant species. Paper I demonstrates that diapause duration and winter thermal conditions can determine the timing of spring emergence in the herbivore, and these traits may differ between species with different feeding strategies. In paper II we show that thermal reaction norms of post-winterdevelopment of A. cardamines display cogradient latitudinal variation.Paper III shows that temperature-mediated phenological plasticity of A. cardamines butterflies and a majority of the most used host plant species is similar within populations originating from different latitudes. Thus, the species’ timing appeared well conserved in response to thermal variation. In paper IV we explored the importance of the butterfly’s adult emergence and thermal conditions on the succeeding part of the butterfly’s life-cycle – larval development. The outcome from the interaction was examined for both the insect and the plant side. The degree in phenological overlap between the female butterflies and host plants as well as temperatures during larval development were found to influence larval development but had no effect on plant reproductive fitness. The four papers of the presented thesis demonstrate that developmental preadaptations, evolvedin a herbivore to maintain phenological synchrony with host plants across yearly variation of spring conditions, can prevent disruption of the interaction under a wide range of temperatures. This indicates that temporary constrained interactions are not always vulnerable to decoupling, particularly if they involve generalist strategy. / <p>At the time of the doctoral defense, the following papers were unpublished and had a status as follows: Paper 3: Manuscript. Paper 4: Submitted.</p> / Ekoklim

This thesis deals with rape and the possibilities of its protection against pests. The most important pests of this crop include rape stem weevil (Ceutorhynchus napi, Gyllenhal 1837), rape beetle (Brassicogethes aeneus Fabricius, 1775 Meligethes aeneus) and brassica pod midge (Dasineura napi, Loew 1850). In the practical part of the dissertation, 26 variants of application sequences of insecticides were evaluated. The first and last variant was taken as a control and therefore not treated with any insecticide. Insecticides were applied on the basis of pest control. In each variant, an insecticide was first applied, which was primarily intended for rape stem weevil (Ceutonhynchus napi, Gyllenhal 1837). The second insecticide was focused on rape beetles (Brassicogethes aeneus Fabricius, 1775, Meligethes aeneus). The third application of the insecticide was determined for the brassica pod midge (Dasineura napi Loew, 1850). The results were evaluated and entered into tables and subsequently statistically processed using Statistica 12. The aim of this work was to evaluate the most effective sequence of three insecticides against the main rapeseed pests. The view was also taken on an anti-resilient strategy in which insecticides having the same active substance should not be applied.

Protein analysis is important to understanding biological systems, but sample diversity necessitates a multitude of analysis techniques and methods. Challenges that are addressed include analysis of low abundance samples, fractionation to reduce sample complexity, and automation to reduce time and cost. Matrix assisted laser desorption/ionization mass spectrometry (MALDI-MS) is an important technique for protein characterization. In Paper I, the sensitivity of MALDI-MS was enhanced through the fabrication of a hydrophobic coating for the MALDI target plate, yielding analyte concentration. The plate outperformed a commercial concentration plate. Capillary electrophoresis (CE) separation offers low sample consumption and high efficiency, and in Paper II, offline CE-MALDI-MS fractionation was employed. A robot system for automation was constructed and used in analysis of spermatophore proteins from the butterfly Pieris napi. The robot was also used in automated on-target trypsin digestion under a lid of liquid fluorocarbons, a simpler and cheaper alternative to controlled humidity chambers. An indication of indigenous proteolysis of the sample was seen. Electrospray ionization (ESI) is the other technique for protein analysis in MS. In Paper III, the biomarker protein osteopontin (OPN) was analyzed by ESI-MS in order to find suitable conditions for its detection. A preliminary optimization of solvents and ionization conditions was done, and tandem MS (MSn) performed to increase the reliability of identification. / Proteinanalys är viktigt för att förstå biologiska system, men mångfalden av prov kräver en mängd olika analystekniker och metoder. Utmaningar som tas upp inkluderar analys av små provmängder, fraktionering för att minska provkomplexiteten, och automatisering för att minska tidsåtgång och kostnad. Matris-assisterad laserjoniserings-masspektrometri (MALDI-MS) är en viktig teknik för proteinkarakterisering. I Artikel I förbättrades känsligheten i MALDI-MS genom tillverkning av en hydrofob beläggning på MALDI-provplattan, vilket gav en koncentration av provet. Provplattan gav bättre resultat än en kommersiell koncentrationsprovplatta. Kapillärelektroforesseparation (CE) har låg provåtgång och hög separationseffektivitet och i Artikel II användes offline CE-MALDI-MS-fraktionering. Ett robotsystem för automatisering konstruerades och användes för analys av spermatoforproteiner från fjärilen Pieris napi. Roboten användes även i automatiserad trypsinklyvning under en yta av en flytande fluorkolförening, ett billigare alternativ tilli nkubationskammare med kontrollerad luftfuktighet. En indikation på naturlig enzymatisk proteinklyvning i provet hittades. Elektrospray jonisering (ESI) är den andra tekniken för proteinanalys i MS. I Artikel III analyserades biomarkören osteopontin (OPN) med ESI-MS för att hitta lämpliga förhållanden för dess detektion. En preliminär optimering av lösningsmedel och jonisationsförhållanden gjordes, och tandem-MS (MSn) utfördes för att öka identifikationens tillförlitlighet. / <p>Full text will not be uploaded due to unpublished results. QC 20181121</p>

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Raps (Brassica napus L.) ist heute die drittwichtigste Ölfrucht weltweit. Einer der Hauptgründe für die große Anbaubedeutung liegt in der Züchtung von Sorten mit niedrigem Gehalt an Glucosinolaten (GSL) im Samen, welche die Koppelnutzung des Öls und des Rapskuchens in der Tierfütterung möglich machte. GSL sind schwefelhaltige, sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe und ein Charakteristikum der Familie der Kreuzblütler, zu der Raps zählt. Die Funktion der GSL in der Pflanze wird zusammen mit dem sie abbauenden Enzym Myrosinase als konstitutiver Abwehrmechanismus gegenüber unspezifischen Fraßfeinden gesehen, dem sogenannten Glucosinolat-Myrosinase System. Raps wird aber auch von Schädlingen befallen, die speziell nur Kreuzblütler als Wirtspflanzen akzeptieren. Bei einigen spezialisierten Schädlingsarten der Kreuzblütler konnte gezeigt werden, dass GSL oder ihre Abbauprodukte einen Einfluss auf das Verhalten bei der Wirtspflanzenwahl, bei der Eiablage oder beim Fraß haben können. Es besteht also die Möglichkeit, dass über GSL in der Grünmasse eine quantitative Resistenz gegenüber Schadinsekten vermittelt wird und die genetische Variation von GSL im Rapsgenpool eine natürliche Resistenzquelle darstellt. Jedoch ist die Vererbung der GSL in Blatt und Stängel im Gegensatz zu den GSL im Samen wenig untersucht. Die Zielsetzung dieser Arbeit bestand daher einerseits in der Evaluierung von GSL-Gehalten und -mustern als potentielle Resistenzfaktoren gegenüber den spezialisierten Rapsschädlingen „Großer Rapsstängelrüssler“ (Ceutorhynchus napi) und „Gefleckter Kohltriebrüssler“ (Ceutorhynchus pallidactylus) und andererseits in einer genetischen Analyse der GSL-Gehalte in Blatt und Stängel. Dazu wurden dreijährige Feldversuche an vier Standorten durchgeführt, in denen 28 genetisch sehr unterschiedliche Genotypen, darunter 15 Rapsresynthesen und 13 ältere und neuere Zuchtsorten hinsichtlich der Variation von GSL-Gehalten und –Zusammensetzungen in Grünmasse und Samen und deren Anfälligkeit gegenüber den beiden Rapsstängelschädlingen evaluiert wurden. Die Daten des Schädlingsbefalls wurden in der Abteilung Agrarentomologie erhoben und entstammen der parallel durchgeführten Dissertation von Schäfer-Kösterke (2015). Um die Selektionsmöglichkeiten auf unterschiedliche GSL-Gehalte in Samen und Grünmasse zu eruieren, wurde die Vererbung von GSL in einem weiteren Experiment mit Hilfe einer DH-Population untersucht. Die Hauptfrage dieser QTL-Kartierung war, inwieweit am GSL-Stoffwechsel beteiligte Genomregionen sich zwischen Stängeln, Blättern und Samen unterscheiden. In der Auswertung der Versuchsserie zur Variation der GSL konnte für die elf identifizierte GSL eine große genetische Variation mit hohen Heritabilitäten festgestellt werden. Als großer Einflussfaktor auf die GSL-Gehalte der Genotypen erwies sich das Entwicklungsstadium der Pflanzen: Die über 28 Genotypen gemittelten GSL-Gesamtgehalte in der Grünmasse nahmen vom ersten Probenahmetermin von 18 µmol im Schossen zum zweiten auf 4 µmol bei Blühbeginn ab. Weiterhin hatten Samen im Mittel der Genotypen um 47 µmol höhere GSL-Gehalte als die Grünmasse, und Stängel um ca. 3 µmol höhere Gehalte als Blätter. Auch die mittlere GSL-Zusammensetzung der Genotypen unterschied sich deutlich zwischen Samen und Grünmasse, jedoch nicht zwischen den zwei Probenahmeterminen. Zusätzlich hatten Standort und Jahr einen Einfluss, wobei in den Jahren 2012 und 2013 die Standorteffekte größer als die der Jahre waren. Zwischen den Pflanzenteilen Blatt und Stängel bestand eine hohe Korrelation von 0,96 für den GSL-Gesamtgehalt. Zwischen Samen und Grünmasse war die Beziehung für die GSL-Gesamtgehalte mit 0,60 weniger deutlich und für die Gruppe der indolischen GSL mit 0,14 nicht mehr vorhanden. Die komplexe zeitliche und räumliche Verteilung der GSL innerhalb der Pflanze wird im Zusammenhang mit der Bedeutung von Transportprozessen diskutiert. Bei der Untersuchung der Beziehung zwischen dem Befall durch Stängelschädlinge und GSL stellte sich heraus, dass der natürliche Schädlingsdruck im Freiland mit durchschnittlich 2,6 Rapsstängelrüsslerlarven pro Pflanze und 2,8 Kohltriebrüsslerlarven pro Pflanze sehr niedrig war. Daher konnte eine Differenzierung der Genotypen im Rapsstängelrüsslerbefall nur an einem Standort in den Jahren 2012 und 2013 statistisch abgesichert werden. Für den Kohltriebrüsslerbefall gab es an keinem Standort statistisch absicherbare, genotypische Unterschiede. In den beiden ausgewerteten Umwelten zeigten sich keine signifikanten Beziehungen zwischen GSL-Gesamtgehalt, Alkenyl-GSL, Indol-GSL oder den elf einzelnen GSL und dem Befall mit Rapsstängelrüsslerlarven pro Pflanze. Hauptkomponentenanalysen und Vergleiche zwischen unter-schiedlich stark befallenen Gruppen von Genotypen ließen ebenfalls nicht auf lineare Zusammenhänge zwischen GSL-Gehalten oder -Zusammensetzungen und der Wirtspflanzenpräferenz des Rapsstängelrüsslers oder auch des Stängelfraßes der Larven schließen. Allerdings fiel die Resynthese S30 in beiden ausgewerteten Umwelten durch eine niedrige Anzahl an Rapsstängelrüssler-larven und einen niedrigen Anteil Minierfraß auf. GSL-Zusammensetzung und GSL-Gesamtgehalt von S30 zeigten jedoch keine Besonderheiten. Für die Kartierung von am GSL-Stoffwechsel beteiligten Quantitative Trait Loci (QTL) wurden GSL in Blatt, Stängel und Samen von 120 DH-Linien der DH-Population ‚L16 x Express‘ untersucht. Die beiden Populationseltern L16 und Express unterscheiden sich nicht nur durch unterschiedliche GSL-Gesamtgehalte im Samen (L16 59,0 µmol vs. Express 26,4 µmol) und in der Grünmasse (L16 1,1 µmol vs. Express 6,2 µmol), sondern auch in der relativen Zusammensetzung von Alkenyl- und Indol-GSL (L16 31 % Indol-GSL vs. Express 10 % Indol-GSL). Die über zwei Orte gemittelten GSL-Gehalte der Population waren zum Knospenstadium in der Grünmasse mit 5,4 µmol in Stängeln und 3,7 µmol in Blättern sehr niedrig, zur Reife in den Samen mit 48,6 µmol jedoch hoch. Die Heritabilitäten der Merkmale mit signifikanter genotypischer Variation lagen im Stängel zwischen 0,64 und 0,86, im Blatt zwischen 0,55 und 0,89 und im Samen zwischen 0,70 und 0,98. Die Korrelationen der GSL-Gesamtgehalte zwischen Blatt und Stängel lag bei 0,95, diejenige zwischen Stängel (Blatt) und Samen bei 0,52 (0,53). Die erstellte Kopplungskarte enthielt 4003 SNP-Marker, deren 19 Kopplungsgruppen 2050 centiMorgan abdeckten. Der mittlere Abstand zwischen zwei Markern lag bei 2 cM. Es wurden insgesamt 115 QTL gefunden von denen 49 QTL für die GSL-Gehalte im Samen, 35 QTL für die Gehalte im Stängel und 31 QTL für die Gehalte im Blatt verantwortlich waren. Für aliphatische GSL zeigten sich drei Hauptregionen auf den Kopplungsgruppen A03, C02 und C09. Während auf A03 und C09 QTL aus allen Pflanzenteilen lokalisiert wurden, regulierten die QTL auf C02 spezifisch die Gehalte im Samen. Für Indol GSL-Gehalte von Blatt und Stängel existierten zwei Hauptregionen auf den Kopplungs-gruppen A02 und C07, welche von denen im Samen (auf A03, C02 und C05) getrennt lokalisiert waren. Die Ergebnisse zeigen, dass 1) die Akkumulation von aliphatischen und indolischen GSL durch gentrennte Genomregionen gesteuert wurde, 2) GSL-Gehalte in Blatt und Stängel durch identische Genomregionen kontrolliert wurden und 3) die GSL-Akkumulation im Samen teils von den gleichen Regionen des Genoms wie in Blatt und Stängel, teils aber auch durch für Samen spezifische Genomregionen reguliert wurde.