<p>In order to produce predictable and robust systems forprotein purification and detection, well characterized, small,folded domains descending from bacterial receptors have beenused. These bacterial receptors, staphylococcal protein A (SPA)and streptococcal protein G (SPG), possess high affinity to IgGand / or HSA. They are composed of repetitive units in whicheach one binds the ligand independently. The domains foldindependently and are very stable. Since the domains also havewellknown three-dimensional structures and do not containcysteine residues, they are very suitable as frameworks forfurther protein engineering.</p><p>Streptococcal protein G (SPG) is a multidomain proteinpresent on the cell surface of<i>Streptococcus</i>. X-ray crystallography has been used todetermine the binding site of the Ig-binding domain. In thisthesis the region responsible for the HSA affinity of ABD3 hasbeen determined by directed mutagenesis followed by functionaland structural analysis. The analysis shows that the HSAbindinginvolves residues mainly in the second α-helix.</p><p>Most protein-based affinity chromatography media are verysensitive towards alkaline treatment, which is the preferredmethod for regeneration and removal of contaminants from thepurification devices in industrial applications. Here, aprotein engineering strategy has been used to improve thetolerance to alkaline conditions of different domains fromprotein G, ABD3 and C2. Amino acids known to be susceptibletowards high pH were substituted for less alkali susceptibleresidues. The new, engineered variants of C2 and ABD shownhigher stability towards alkaline pH. Also, very important forthe potential use as affinity ligands, these mutated variantsretained the secondary structure and the affinity to HSA andIgG, respectively. Moreover, dimerization was performed toinvestigate whether a higher binding capacity could be obtainedby multivalency. For ABD, binding studies showed that divalentligands coupled using non-directed chemistry demonstrated anincreased molar binding capacity compared to monovalentligands. In contrast, equal molar binding capacities wereobserved for both types of ligands when using a directed ligandcoupling chemistry involving the introduction and recruitmentof a unique C-terminal cysteine residue.</p><p>The staphylococcal protein A-derived domain Z is also a wellknown and thoroughly characterized fusion partner widely usedin affinity chromatography systems. This domain is consideredto be relatively tolerant towards alkaline conditions.Nevertheless, it is desirable to further improve the stabilityin order to enable an SPA-based affinity medium to withstandeven longer exposure to the harsh conditions associated withcleaning in place (CIP) procedures. For this purpose adifferent protein engineering strategy was employed. Smallchanges in stability due to the mutations would be difficult toassess. Hence, in order to enable detection of improvementsregarding the alkaline resistance of the Z domain, a by-passmutagenesis strategy was utilized, where a mutated structurallydestabilized variant, Z(F30A) was used as a surrogateframework. All eight asparagines in the domain were exchangedone-by-one. The residues were all shown to have differentimpact on the alkaline tolerance of the domain. By exchangingasparagine 23 for a threonine we were able to remarkablyincrease the stability of the Z(F30A)-domain towards alkalineconditions. Also, when grafting the N23T mutation to the Zscaffold we were able to detect an increased tolerance towardsalkaline treatment compared to the native Z molecule. In allcases, the most sensitive asparagines were found to be locatedin the loops region.</p><p>In summary, the work presented in this thesis shows theusefulness of protein engineering strategies, both to explorethe importance of different amino acids regarding stability andfunctionality and to improve the characteristics of aprotein.</p><p><b>Keywords:</b>binding, affinity, human serum albumin (HSA),albumin-binding domain (ABD), affinity chromatography,deamidation, protein A, stabilization, Z-domain, capacity,protein G, cleaning-in-place (CIP), protein engineering, C2receptor.</p>

<p dir="ltr">Pea protein is one of the most used plant proteins in food products, acting as an alternative to conventional animal protein sources due to its abundant, nutritious, and ease in supply chain characteristics. The objective of this study was to investigate the impact of homogenization and UHT processing parameters on the properties of protein emulsion. Protein emulsions (8% w/w pea protein isolate and 1% w/w sunflower oil) were freshly prepared prior to processing, and the untreated sample was considered as the control (NT). The pilot-scale aseptic processing system (APS) used in this study consisted of two coil-in-shell heaters and two coolers. Samples flowed through each section of the APS system following this order: balance tank, pre-heater, final heater, hold tube, pre-cooler, and final cooler. The homogenizer was located either after the pre-cooler (AC) or the pre-heater (AH) with a controlled temperature of 165F. A third setup was utilized by bypassing the homogenizer in the UHT system. An additional 8-hour continuous run was conducted to mimic a commercial manufacturing operation by recirculating the protein emulsion in the UHT system, and fouling detections were made using a non-intrusive sensor (NICS). 5% w/w soy protein, 1% w/w sunflower oil oil-in-water emulsion was also used for fouling tests. Protein concentration, pH and zeta potential, Cryo-SEM microscopic image, particle size distribution, flocculation index (FI), coalescence index (CI), viscosity and color data were collected and analyzed. The protein concentration had a 23.20 ± 4.00 %, 28.35 ± 5.02 %, 27.98 ± 5.05% and 21.38 ± 5.75% reduction for AC, AH, UHT and NT samples, respectively, when compared with the initial concentration in the formula. AC, AH, UHT and NT samples had pH values of 7.24 ± 0.01, 7.27 ± 0.01, 7.28 ± 0.02, 7.41 ± 0.01, and zeta potential values of -42.91 ± 0.89, -47.30 ± 0.91, -46.91 ± 1.40 and -50.11 ± 1.47 mV. AC sample had a smaller and NT sample had a bigger, respectively, mean weighted size D 4,3 value than AH and UHT samples, which could also be seen in Cryo-SEM images where only AC images contained more visually observable smaller particles. FI and CI for AC, AH and UHT indicated the formation of flocs but no irreversible aggregations were found. Shear-thinning AC, AH, UHT and NT samples had viscosity decreases from 4.00 to 3.56, 3.88 to 3.75, 4.02 to 3.79 and 10.42 to 9.56 mPa*s in 1 1/s to 100 1/s shear rate range. NT sample had a very noticeable color difference from the other three treated samples. Overall, AC samples had similar or better emulsion stability in all aspects than AH and UHT samples, suggesting that AC processing could potentially be used in the protein beverage industry for manufacturing products with improved shelf stability. Severe foulants buildups were neither observed nor detected by a non-intrusive continuous sensor (NICS) in the UHT system within 8 hours of process for both pea protein and soy protein emulsion, indicating that this UHT-homogenization processing can potentially be adapted to current industrial practices for higher-quality protein beverages.</p>

Das Schalten und das Auslesen der magnetischen Ausrichtung einzelner winziger magnetischer Informationsspeicher müssen zu wirklich nanoskopischer Dimension entwickelt werden, um mit der Miniaturisierung von modernen, nanoelektronischen Bauteilen Schritt zu halten. Daher sind neue Konzepte, den magnetischen Zustand von Nanostrukturen elektronisch gezielt zu beeinflussen, derzeitig im Mittelpunkt wissenschaftlicher Untersuchungen. Diese Arbeit befasst sich mit dem zuverlässigen Einstellen der Magnetisierung eines rein horizontal kontaktierten, nanoskopischen Magneten, in zwei stabile Zustände. Ein spinpolarisierter Strom wird bei Raumtemperatur in eine Leiterbahn unterhalb des magnetischen Nanopillars injiziert. Spindiffusion durch den Kontakt zwischen der Leiterbahn (Cu) und dem Pillar (CoFe) ruft eine Spin-Akkumulation im Nanopillar hervor, der durch den Spin Transfer Torque-Effekt (STT) vermittelt wird. Bei diesem Prozess verursachen die akkumulierten Elektronenspins ein auftretendes Netto-Moment, das senkrecht auf die Magnetisierungsorientierung des Nanopillars wirkt und so das Schalten ermöglicht. In den STT-induzierten Schaltexperimenten wird der magnetische Zustand des Nanopillars durch eine bildgebendes Messverfahren mittels Rasterröntgentransmissionsmikroskopie (STXM) erfasst. So konnte gezeigt werden, dass sich die Magnetisierung des Pillars auch gegen das Oersted-Feld des Schaltstroms reversibel schalten lässt. / “Changing and detecting the orientation of nanomagnetic structures, which can be used for durable information storage, needs to be developed towards true nanoscale dimensions for keeping up the miniaturization speed of modern nano electronic components. Therefore, new concepts for controlling the state of nano magnets are currently in the focus of research in the field of nanoelectronics. Here, we demonstrate reproducible switching of a purely metallic nanopillar placed on a lead that conducts a spin-polarized current at room temperature. Spin diffusion across the metal-metal (Cu to CoFe) interface between the pillar and the lead causes spin accumulation in the pillar, which may then be used to set the magnetic orientation of the pillar by means of Spin Transfer Torque (STT). In our experiments, the detection of the magnetic state of the nanopillar is performed by direct imaging via scanning transmission x-ray microscopy (STXM)” [1]. Therefore it could be demonstrated, to reversibly switch the nanopillar’s magnetic state even against the Oersted field which is induced by the switching current. Furthermore we could show, that magnetization switching is possible by a pure spin current that is diffusively transported beneath the nanopillar.

Das Schalten und das Auslesen der magnetischen Ausrichtung einzelner winziger magnetischer Informationsspeicher müssen zu wirklich nanoskopischer Dimension entwickelt werden, um mit der Miniaturisierung von modernen, nanoelektronischen Bauteilen Schritt zu halten. Daher sind neue Konzepte, den magnetischen Zustand von Nanostrukturen elektronisch gezielt zu beeinflussen, derzeitig im Mittelpunkt wissenschaftlicher Untersuchungen. Diese Arbeit befasst sich mit dem zuverlässigen Einstellen der Magnetisierung eines rein horizontal kontaktierten, nanoskopischen Magneten, in zwei stabile Zustände. Ein spinpolarisierter Strom wird bei Raumtemperatur in eine Leiterbahn unterhalb des magnetischen Nanopillars injiziert. Spindiffusion durch den Kontakt zwischen der Leiterbahn (Cu) und dem Pillar (CoFe) ruft eine Spin-Akkumulation im Nanopillar hervor, der durch den Spin Transfer Torque-Effekt (STT) vermittelt wird. Bei diesem Prozess verursachen die akkumulierten Elektronenspins ein auftretendes Netto-Moment, das senkrecht auf die Magnetisierungsorientierung des Nanopillars wirkt und so das Schalten ermöglicht. In den STT-induzierten Schaltexperimenten wird der magnetische Zustand des Nanopillars durch eine bildgebendes Messverfahren mittels Rasterröntgentransmissionsmikroskopie (STXM) erfasst. So konnte gezeigt werden, dass sich die Magnetisierung des Pillars auch gegen das Oersted-Feld des Schaltstroms reversibel schalten lässt.:Kurzfassung v Abstract vi Danksagung xi 1 Einleitung 1 2 Grundlagen zu Spintronic 5 2.1 Elektronenspins als Grundlage für den Ferromagnetismus . . . . . . 6 2.2 Magnetowiderstandseffekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2.1 Anisotroper Magnetowiderstandseffekt (AMR) . . . . . . . . 8 2.2.2 Riesenmagnetowidersandseffekt (GMR) . . . . . . . . . . . . 10 2.2.3 Tunnelmagnetowiderstandeffekt (TMR) . . . . . . . . . . . 13 2.3 Spin–Transport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.3.1 Spinpolarisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.3.2 Spin-Injektion und Spin-Akkumulation . . . . . . . . . . . . 17 2.3.3 Spinpolarisierter elektrischer Transport . . . . . . . . . . . . 20 2.4 Spin Transfer Torque (STT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.5 Geometrien für Spintronic–Bauelemente . . . . . . . . . . . . . . . 30 3 Probenkonzept und Fabrikationsmethoden 35 3.1 Probenkonzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.1.1 Anforderungen an die CIP–STT-Struktur . . . . . . . . . . . 37 3.1.2 Anforderungen an die ferromagnetischer Materialien . . . . . 38 3.2 Techniken der Probenfabrikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3.2.1 Elektronenstrahllithografie (EBL) . . . . . . . . . . . . . . . 41 3.2.2 Positiv- und Negtivlack Prozess . . . . . . . . . . . . . . . . 41 3.2.3 Physikalisches Ätzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 3.3 Probenfabrikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4 Experimentelle Methoden 49 4.1 Transmissionsröntgenmikroskopie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 4.1.1 Rastertransmissionsröntgenmikroskopie (STXM) . . . . . . . 51 4.1.2 Kontrastmechanismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 4.1.3 Röntgenmagnetischer zirkularer Dichroismus (XMCD) . . . 54 4.2 Magneto-optische Kerr–Effekt Mikroskopie . . . . . . . . . . . . . . 57 4.2.1 Kerr–Mikroskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 4.2.2 Longitudinale Kerr–Geometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 5 STT–Experimente und Diskussion 61 5.1 Experimenteller Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 5.2 Eigenschaften der magnetischen Bauelemente . . . . . . . . . . . . . 64 5.2.1 MOKE-Mikroskopie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 5.2.2 Mikromagnetische Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 5.2.3 Analytische Berechnung zum Nanopillar . . . . . . . . . . . 70 5.2.4 Röntgentransmissionsmikroskopie . . . . . . . . . . . . . . . 72 5.3 Spin Transfer Torque-Schalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 5.3.1 STT-Schalten mit unterstützendem Magnetfeld . . . . . . . 74 5.3.2 STT-Schalten ohne unterstützendes Magnetfeld . . . . . . . 79 5.3.3 Betrachtung besonderer experimenteller Aspekte . . . . . . . 81 5.3.4 STT-Schalten ohne direkten Ladungstransport . . . . . . . . 89 5.3.5 Magnetisierungsumkehr durch Oersted-Feld . . . . . . . . . 93 6 Zusammenfassung und Ausblick 97 A STXM-Hysteresemessungen der Polarisatoren und Nanopillar 101 Literaturverzeichnis 105 / “Changing and detecting the orientation of nanomagnetic structures, which can be used for durable information storage, needs to be developed towards true nanoscale dimensions for keeping up the miniaturization speed of modern nano electronic components. Therefore, new concepts for controlling the state of nano magnets are currently in the focus of research in the field of nanoelectronics. Here, we demonstrate reproducible switching of a purely metallic nanopillar placed on a lead that conducts a spin-polarized current at room temperature. Spin diffusion across the metal-metal (Cu to CoFe) interface between the pillar and the lead causes spin accumulation in the pillar, which may then be used to set the magnetic orientation of the pillar by means of Spin Transfer Torque (STT). In our experiments, the detection of the magnetic state of the nanopillar is performed by direct imaging via scanning transmission x-ray microscopy (STXM)” [1]. Therefore it could be demonstrated, to reversibly switch the nanopillar’s magnetic state even against the Oersted field which is induced by the switching current. Furthermore we could show, that magnetization switching is possible by a pure spin current that is diffusively transported beneath the nanopillar.:Kurzfassung v Abstract vi Danksagung xi 1 Einleitung 1 2 Grundlagen zu Spintronic 5 2.1 Elektronenspins als Grundlage für den Ferromagnetismus . . . . . . 6 2.2 Magnetowiderstandseffekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2.1 Anisotroper Magnetowiderstandseffekt (AMR) . . . . . . . . 8 2.2.2 Riesenmagnetowidersandseffekt (GMR) . . . . . . . . . . . . 10 2.2.3 Tunnelmagnetowiderstandeffekt (TMR) . . . . . . . . . . . 13 2.3 Spin–Transport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.3.1 Spinpolarisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.3.2 Spin-Injektion und Spin-Akkumulation . . . . . . . . . . . . 17 2.3.3 Spinpolarisierter elektrischer Transport . . . . . . . . . . . . 20 2.4 Spin Transfer Torque (STT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.5 Geometrien für Spintronic–Bauelemente . . . . . . . . . . . . . . . 30 3 Probenkonzept und Fabrikationsmethoden 35 3.1 Probenkonzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.1.1 Anforderungen an die CIP–STT-Struktur . . . . . . . . . . . 37 3.1.2 Anforderungen an die ferromagnetischer Materialien . . . . . 38 3.2 Techniken der Probenfabrikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3.2.1 Elektronenstrahllithografie (EBL) . . . . . . . . . . . . . . . 41 3.2.2 Positiv- und Negtivlack Prozess . . . . . . . . . . . . . . . . 41 3.2.3 Physikalisches Ätzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 3.3 Probenfabrikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4 Experimentelle Methoden 49 4.1 Transmissionsröntgenmikroskopie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 4.1.1 Rastertransmissionsröntgenmikroskopie (STXM) . . . . . . . 51 4.1.2 Kontrastmechanismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 4.1.3 Röntgenmagnetischer zirkularer Dichroismus (XMCD) . . . 54 4.2 Magneto-optische Kerr–Effekt Mikroskopie . . . . . . . . . . . . . . 57 4.2.1 Kerr–Mikroskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 4.2.2 Longitudinale Kerr–Geometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 5 STT–Experimente und Diskussion 61 5.1 Experimenteller Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 5.2 Eigenschaften der magnetischen Bauelemente . . . . . . . . . . . . . 64 5.2.1 MOKE-Mikroskopie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 5.2.2 Mikromagnetische Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 5.2.3 Analytische Berechnung zum Nanopillar . . . . . . . . . . . 70 5.2.4 Röntgentransmissionsmikroskopie . . . . . . . . . . . . . . . 72 5.3 Spin Transfer Torque-Schalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 5.3.1 STT-Schalten mit unterstützendem Magnetfeld . . . . . . . 74 5.3.2 STT-Schalten ohne unterstützendes Magnetfeld . . . . . . . 79 5.3.3 Betrachtung besonderer experimenteller Aspekte . . . . . . . 81 5.3.4 STT-Schalten ohne direkten Ladungstransport . . . . . . . . 89 5.3.5 Magnetisierungsumkehr durch Oersted-Feld . . . . . . . . . 93 6 Zusammenfassung und Ausblick 97 A STXM-Hysteresemessungen der Polarisatoren und Nanopillar 101 Literaturverzeichnis 105

This thesis provides a thorough analysis of the covered- and uncovered interest parity conditions (CIP, UIP) as well as the forward rate unbiasedness hypothesis (FRUH) for Sweden and the European Economic and Monetary Union (EMU). By studying data on interbank rates in Sweden (STIBOR) and the EMU (EURIBOR) as well as the corresponding spot- and forward exchange rates, monetary integration and country-specific risks are determined and analyzed with direct applications to the potential entry of Sweden into the EMU. As interest rate parity in general gives insight into market efficiency and frictions between the chosen regions, such points are discussed in addition to EMU entry. Drawing on past studies that mainly studied one condition in isolation, a nested formulation of interest rate parity is instead derived and tested using cointegration and robust estimation methods. The results point to a strict rejection of the FRUH for all horizons except the shortest and a case where CIP only holds for the 6-month horizon and partially over one year. This implies, based on the nested formulation, that UIP is rejected for all horizons as well. Ultimately, the study concludes that a Swedish entry into the EMU is not motivated given the lackluster results on UIP and due to the lack of monetary integration. / Den här uppsatsen presenterar en djupgående analys av det kurssäkrade- och icke-kurssäkrade ränteparitetsvillkoret samt den effektiva marknadshypotesen på valutaterminer för Sverige och den europeiska ekonomiska och monetära unionen (EMU). Genom att studera data på interbankräntor i Sverige (STIBOR) och EMU (EURIBOR) samt respektive spot- och valutaterminskurser så skattas och analyseras monetär integration samt landsspecifika risker med en direkt tillämpning på Sveriges eventuella inträde i EMU. Eftersom ränteparitet generellt ger insikt i marknadseffektivitet och friktioner regioner emellan, diskuteras även dessa punkter utöver ett eventuellt EMU-inträde. Genom att bygga på föregående studier som i huvudsak studerar ränteparitetsvillkoren var för sig, härleds en sekventiell formulering av villkoren som sedan testas med kointegration och robusta estimeringsmetoder. Resultaten ger att den effektiva marknadshypotesen strikt förkastas på alla tidshorisonter förutom på en dag respektive en vecka, samt att kurssäkrad ränteparitet håller på 6 och delvis 12 månaders sikt. Baserat på den sekventiella formuleringen så innebär detta att icke-kurssäkrad ränteparitet inte håller på någon tidshorisont. Slutligen, baserat på både resultat och diskussion, är ett svenskt inträde i EMU inte motiverbart givet negativa resultat för icke-kurssäkrad ränteparitet och avsaknaden av fullständig monetär integration mellan regionerna.

Landwirtschaftliche Systeme müssen sich immerfort an Druckfaktoren wie Klimawandel und Bevölkerungswachstum anpassen. Hierbei spielt die genetische Vielfalt von Pflanzen eine wichtige Rolle, da diese für die Sicherung der Ernährung und des Einkommens von entscheidender Bedeutung ist. Dennoch wird der wirtschaftliche Wert pflanzengenetischer Ressourcen selten untersucht. Um diese Forschungslücke zu schließen, werden in dieser Arbeit drei Bewertungen vorgestellt, welche die wirtschaftlichen Werte pflanzengenetischer Ressourcen untersuchen. Im Rahmen dieser Dissertation werden zwei verschiedene Agrarsystemen analysiert. Diese unterscheiden sich hinsichtlich des Klimas, der agrarökologischen Bedingungen, der landwirtschaftlichen Praxis, der politischen und ökonomischen Rahmenbedingungen sowie der soziokulturellen Verankerung der Kulturart. Die ersten beiden Analysen befassen sich mit der Züchtung und Produktion von Winterweizen in Deutschland. Charakterisiert sind diese durch ein gemäßigtes Klima und intensive Anbaubedingungen. In diesem System überwiegen moderne Sorten, die in einem formalisierten Züchtungsprozess entstanden sind. Es werden die folgenden Forschungsfragen beantwortet: 1) Was ist der ökonomische Wert, der durch den Austausch von Zuchtmaterial entsteht? und 2) Wie hoch ist der mikroökonomische Wert von Resistenzzüchtung? In der dritten Analyse wird ein weiteres Agrarsystem vorgestellt: Die Andenlandwirtschaft, wo im Hochland unter extensiven Bedingungen eine Vielzahl von Kartoffellandrassen angebaut wird. Dort wird folgende Frage analysiert: 3) Welche Mehrwerte wurden durch die Repatriierung oder Neuverteilung von Kartoffellandrassen erzielt? Diese Analysen zeigen, dass die Verfügbarkeit, der Austausch und die Nutzung von pflanzengenetischen Ressourcen die Agrarproduktion verbessern; es entstehen sowohl sektorale, mikroökonomische als auch ernährungsbezogene und kulturelle Mehrwerte. / Agricultural systems must constantly adapt to pressuring events such as climate change and population growth to maintain and improve production processes in a sustainable manner. Thereby the genetic diversity of plants used in agriculture constitute a strategic asset. Nevertheless, their economic value is often overlooked. To fill this research gap, this thesis presents three assessments that produce more evidence on the economic value of plant genetic resources. Two very distinct agricultural systems are discussed. These differ greatly in terms of climate, agroecological conditions, farming practices, seed systems, political and economic frameworks, and the socio-cultural embeddedness of the crop in question. The first two assessments are concerned with winter wheat (Triticum aestivum) breeding and production in the temperate climate and intensive growing conditions in Germany. Modern cultivars created in a formalized breeding process prevail in this system. The following two research questions are elaborated: 1) What is the economic value of exchanging breeding material? and 2) What is the microeconomic value of resistance breeding? The third assessment presents a different agricultural system: Andean agriculture, where a wide variety of potato landraces (Solanum spp.) are grown extensively in the Peruvian highlands. In this case, the research question I investigated is: 3) What are the benefits of repatriating (i.e., redistributing) potato landraces to Andean farmers? These studies demonstrate that the availability, exchange, and adoption of plant genetic resources, which are well adapted to and culturally embedded in specific agricultural systems, improve the overall quantity and sustainability of agricultural production. These improvements can be translated into sectoral, microeconomic as well as nutritional and cultural benefits.