Broccoli is a vegetable crop of increasing importance in Australia, particularly in south-east Queensland and farmers need to maintain a regular supply of good quality broccoli to meet the expanding market. However, harvest maturity date, head yield and quality are all affected by climatic variations during the production cycle, particularly low temperature episodes. There are also interactions between genotype and climatic variability. A predictive model of ontogeny, incorporating climatic data including frost risk, would enable farmers to predict harvest maturity date and select appropriate cultivar - sowing date combinations. The first stage of this research was to define floral initiation, which is fundamental to predicting ontogeny. Scanning electron micrographs of the apical meristem were made for the transition from the vegetative to advanced reproductive stage. During the early vegetative stage (stage 1), the apical meristem was a small, pointed shoot tip surrounded by leaf primordia. The transitional stage (stage 2) was marked by a widening and flattening to form a dome-shaped apical meristem. In the floral initiation stage (stage 3), the first-order floral primordia were observed in the axils of the developing bracts. Under field conditions, the shoot apex has an average diameter of 500 micro m at floral initiation and floral primordia can be observed under a light microscope. Sub-zero temperatures can result in freezing injury and thereby reduce head yield and quality. In order to predict the effects of frosts, it is desirable to know the stages of development at which plants are most susceptible. Therefore, the effects of sub-zero temperatures on leaf and shoot mortality, head yield and quality were determined after exposure of plants to a range of temperatures for short periods, at different stages of development (vegetative, floral initiation and buttoning). Plants in pots and in the field were subjected to sub-zero temperature regimes from -1 C to -19 C. Extracellular ice formation was achieved by reducing temperatures slowly, at a rate of -2 C per hour. The floral initiation stage was most sensitive to freezing injury, as yields were significantly reduced at -1 C and -3 C, and shoot apices were killed at -5 C. There was no significant yield reduction when the inflorescence buttoning stage was subjected to -1 C and -3 C. Although shoot apices at buttoning survived the -5 C treatment, very poor quality heads of uneven bud size were produced as a result of arrested development. The lethal temperature for pot-grown broccoli was between -3 C and -5 C, whereas the lethal temperature for field-grown broccoli was between -7 C and -9 C. The difference was presumably due to variation in cold acclimation. Freezing injury can reduce broccoli head yield and quality, and retard plant growth. Crop development models based only on simple thermal time without restrictions will not predict yield or maturity if broccoli crops are frost-damaged. Field studies were conducted to develop procedures for predicting ontogeny, yield and quality. Three cultivars, (Fiesta, Greenbelt and Marathon) were sown on eight dates from 11 March to 22 May 1997, and grown under natural and extended (16 h) photoperiods in a sub-tropical environment at Gatton College, south-east Queensland, under non-limiting conditions of water and nutrient supply. Daily climatic data, and dates of emergence, floral initiation, harvest maturity, together with yield and quality were obtained. Yield and quality responses to temperature and photoperiod were quantified. As growing season mean minimum temperatures decreased, fresh weight of tops decreased while fresh weight harvest index increased linearly. There was no definite relationship between fresh weight of tops or fresh weight harvest index and growing season minimum temperatures greater than 10 C. Genotype, rather than the environment, mainly determined head quality attributes. Fiesta had the best head quality, with higher head shape and branching angle ratings than Greenbelt or Marathon. Bud colour and cluster separation of Marathon were only acceptable for export when growing season mean minimum temperatures were less than 8 C. Photoperiod did not influence yield or quality in any of the three cultivars. A better understanding of genotype and environmental interactions will help farmers optimise yield and quality, by matching cultivars with time of sowing. Crop developmental responses to temperature and photoperiod were quantified from emergence to harvest maturity (Model 1), from emergence to floral initiation (Model 2), from floral initiation to harvest maturity (Model 3), and in a combination of Models 2 and 3 (Model 4). These thermal time models were based on optimised base and optimum temperatures of 0 and 20 C, respectively. These optimised temperatures were determined using an iterative optimisation routine (simplex). Cardinal temperatures were consistent across cultivars but thermal time of phenological intervals were cultivar specific. Sensitivity to photoperiod and solar radiation was low in the three cultivars used. Thermal time models tested on independent data for five cultivars (Fiesta, Greenbelt, Marathon, CMS Liberty and Triathlon) grown as commercial crops on the Darling Downs over two years, adequately predicted floral initiation and harvest maturity. Model 4 provided the best prediction for the chronological duration from emergence to harvest maturity. Model 1 was useful when floral initiation data were not available, and it predicted harvest maturity almost as well as Model 4 since the same base and optimum temperatures of 0 C and 20 C, respectively, were used for both phenological intervals. Model 1 was also generated using data from 1979-80 sowings of three cultivars (Premium Crop, Selection 160 and Selection 165A). When Model 1 was tested with independent data from 1983-84, it predicted harvest maturity well. Where floral initiation data were available, predictions of harvest maturity were most precise using Model 3, since the variation, which occurred from emergence to floral initiation, was removed. Prediction of floral initiation using Model 2 can be useful for timing cultural practices, and for avoiding frost and high temperature periods. This research has produced models to assist broccoli farmers in crop scheduling and cultivar selection in south-east Queensland. Using the models as a guide, farmers can optimise yield and quality, by matching cultivars with sowing date. By accurately predicting floral initiation, the risk of frost damage during floral initiation can be reduced by adjusting sowing dates or crop management options. The simple and robust thermal time models will improve production and marketing arrangements, which have to be made in advance. The thermal time models in this study, incorporating frost risk using conditional statements, provide a foundation for a decision support system to manage the sequence of sowings on commercial broccoli farms.

Description du sujet de recherche abordé: Le pied du cheval est composé de nombreuses structures anatomiques renfermées dans une boîte cornée rendant linvestigation de celles-ci plus compliquée (Dyson, 2003). Les méthodes dimagerie classiquement utilisées en médecine équine telle la radiographie et léchographie montrent de nombreuses limites dans linvestigation de cette région. Cest pourquoi, limagerie par résonance magnétique (IRM) est de plus en plus souvent utilisée pour linvestigation des boiteries du pied chez le cheval, permettant à la fois une investigation des structures osseuses et des tissus mous (Dyson et Murray, 2007c; b ; Werpy, 2009). De nombreuses études IRM ont été réalisées sur membres isolés afin de permettre un examen différé dans le temps et dans lespace voire dutiliser différentes techniques dinvestigation (Denoix, et al., 1993 ; Whitton, et al., 1998 ; Widmer, et al., 1999 ; Widmer, et al., 2000 ; Busoni, et al., 2005 ; Murray, et al., 2006 ; Spriet, et al., 2007). Le protocole de conservation varie dune étude à lautre, utilisant en général des membres congelés puis décongelés. Une étude décrit un protocole de conservation basé sur la congélation et la décongélation du membre (Widmer, et al., 1999). Cependant, ce protocole est fastidieux. De plus, plusieurs limites sont présentes dans cette étude. Dans une étude précédente sur des membres isolés, certains membres avaient été évalués ante-mortem (Murray, et al., 2006). Ceux-ci ont permis une comparaison qualitative des images ante-mortem et post-mortem dun même pied sans mise en évidence de changement de signal. Cependant, aucune étude quantitative na été réalisée et il nest pas précisé comment la comparaison a été réalisée et sur bases de quels critères. Différents systèmes sont maintenant disponibles pour lIRM du pied équin dont notamment une machine permettant lexamen des membres sur chevaux debout, uniquement sous sédation (Mair, et al., 2005) contrairement aux systèmes adaptés de la médecine humaine où lanesthésie générale est toujours nécessaire. Cependant, aucune étude sur des chevaux, na comparé la qualité des images obtenues sur des machines avec une intensité de champ magnétique différente si ce nest une étude sur le cartilage et los sous-chondral (Tapprest, et al., 2003). Cette étude a comparé un système de bas champ (low field - LF) pour chevaux couchés à un système de haut champ (high field HF). Elle a démontré une différence entre les 2 machines uniquement pour la détection de lésion cartilagineuse de bas grade. La comparaison dun système pour chevaux debout à un système de haut champ na jamais été réalisée si ce nest par le biais de la littérature humaine. Aucune unanimité sur les séquences et plans de coupe à utiliser lors dexamen IRM du pied équin na été établie dans la littérature. La majorité des études utilisent 3 séquences différentes (T1, T2, séquence avec suppression de la graisse) dans les 3 plans de coupe (Whitton, et al., 1998 ; Dyson, et al., 2003 ; Murray, et al., 2003 ; Dyson, et al., 2004 ; Zubrod, et al., 2004). Les objectifs suivants ont donc été établis : 1. évaluer le changement dans le temps du signal IRM du pied équin sain réfrigéré à 4°C (étude I : effets sur limage de la conservation des membres isolés), 2. évaluer leffet sur la qualité de limage IRM du pied équin sain du cycle de congélation/décongélation et du type de procédé de décongélation (étude II : effets sur limage de la conservation des membres isolés), 3. comparer qualitativement les images IRM de mêmes pieds sains isolés obtenues sur 3 systèmes avec une intensité de champ différente (0.27 Tesla (T), 1.5T et 3T) (étude III : effets sur limage du champ magnétique), 4. établir un ou plusieurs protocoles courts dexamen IRM du pied équin en choisissant les séquences les plus appropriées dans un nombre limité de plans de coupes, permettant de visualiser les différentes structures anatomiques les plus souvent atteintes lors de pathologie du pied équin (étude IV : effets sur limage des séquences et plans de coupe). Résultats: Les Etudes I et II ont permis de démontrer leffet de la conservation des pieds isolés sur la qualité de limage. Aucun changement de la qualité de limage na été mis en évidence lors de la réfrigération (Etude I). Une légère diminution de la taille des récessus synoviaux a été observée subjectivement. Aucun changement de signal na été noté subjectivement si ce nest pour la moelle osseuse, qui apparait légèrement plus hyperintense en séquence Short Tau Inversion Recovery (STIR) et légèrement plus hypointense en Turbo Spin Echo (TSE) pondérée en T2 après réfrigération comparé à T0. Lanalyse quantitative a démontré un changement significatif du rapport signal sur bruit (SNR) dans la moelle osseuse des membres réfrigérés lorsquils sont comparés à T0 en séquences STIR et en TSE pondérée en T2. Le réchauffement à température ambiante produit leffet inverse sur le SNR avec une augmentation significative du SNR en TSE pondérée en T2. Après 14 jours de réfrigération, une diminution du SNR a été observée dans la moelle osseuse avec les séquences TSE pondérée en T2 et Double Echo in Steady State (DESS). Le signal du tendon fléchisseur profond du doigt na pas montré de changement significatif avec la réfrigération. Aucun changement de netteté dimages na été observé dans létude II, si ce nest pour la partie dorsale et distale du sabot après congélation-décongélation. En effet, celle-ci apparaît hyperintense après congélation-décongélation dans toutes les séquences utilisées dans létude II mais de manière plus marquée en séquences TSE T2/PD et STIR. La liaison kéraphylle-podophylle est moins visible en séquences Gradient Echo (GE) T2* et TSE T2/PD après congélation-décongélation. A lexception du tendon, de petits changements de signaux ont été observés subjectivement dans toutes les structures investiguées mais pas dans toutes les séquences après un cycle congélation/décongélation. Lanalyse quantitative a démontré un changement de signal significatif dans la moelle osseuse en Spin Echo (SE) pondérée en T1 uniquement pour P3 lorsque les pieds sont décongelés à température ambiante avant lexamen. En ce qui concerne les pieds décongelés à 4°C, les changements de SNR de la moelle osseuse ont été observés dans toutes les structures osseuses et avec différentes séquences. Des changements de signal ont été significatifs dans le récessus synovial lorsque les extrémités digitées sont conservées à 4°C avant lexamen et ne sont pas retrouvés lorsque les pieds sont laissés à température ambiante pendant 24h. Les structures tissulaires telles le coussinet digital, la peau et le tissu sous-cutané, le DDFT ont montrés la plupart du temps une augmentation significative du SNR due à la congélation-décongélation et ceci avec les 2 types de décongélation (température ambiante vs. à 4°C). Ces changements étaient plus souvent présents avec les séquences GE qui semblent donc plus sensibles aux variations de signal induites par les conditions de conservation. En ce qui concerne leffet de lintensité du champ magnétique sur la qualité de limage (Etude III), les images obtenues dans chaque examen avec chaque machine étaient de valeur diagnostique à lexception des images de la boite cornée où des artéfacts considérables ont été observés avec le système de bas champ pour chevaux debout créant une distorsion et une perte de signal dorsalement et/ou distalement. Ces artéfacts étaient plus important en GE pondérée en T2*. Les valeurs de scores qualitatifs obtenues pour les différentes structures anatomiques à 3T et 1.5T (systèmes HF) étaient significativement plus grandes que les scores obtenus à 0.27T (système LF pour chevaux debout). Les scores des images obtenues à 3T étaient significativement plus grands que les scores obtenus à 1.5T. La moyenne des scores de chaque structure anatomique évaluée était statistiquement inférieure pour les images acquises avec le système LF pour chevaux debout par rapport aux images obtenues avec les 2 systèmes HF. La différence de moyenne des scores entre les 2 systèmes HF était inférieure à la différence de moyenne des scores entre les systèmes HF et le système LF pour chevaux debout. Cependant, la différence de moyenne des scores entre les systèmes HF était significative. La phalange distale, les cartilages unguéaux, los sésamoïde distal, le tendon fléchisseur profond du doigt, le ligament annulaire digital distal, le ligament sésamoïdien distal impair, le coussinet digital, le sabot et la couronne ont obtenus la plus grande différence en moyenne de scores (>1 point de score) entre le système LF et les systèmes HF. Le cartilage et los sous-chondral de larticulation interphalangienne distale (AIPD) sont les structures avec la moindre différence de moyenne de scores entre le système LF et les systèmes de HF (< 0.6 point de score entre le système de bas champ et 1 ou 2 des systèmes de haut champ). La différence de moyenne de scores entre les images obtenues à 1.5T et les images obtenues à 3T a été plus importante pour le cartilage de lAIPD et les cartilages unguéaux (> 0.2 point de score). Trois protocoles courts ont été proposés par lEtude IV. Le premier utilise principalement les séquences de SE, une séquence avec atténuation de la graisse et une séquence plus spécifique pour lévaluation du cartilage. Ces séquences sont: SE pondérée en T1 dans le plan transversal 2 (perpendiculaire au cortex palmaire de los sésamoïde distal), TSE dual echo pondérée en T2 et en PD dans le plan sagittal, STIR dans le plan sagittal, DESS 3D sans excitation selective de leau (sans WE) dans le plan dorsal 1 (parallèle à laxe de lextrémité digitée). Le deuxième protocole utilise en plus les séquences GE intéressantes pour mettre en évidence les sites dhémorragie et le cartilage articulaire. Les séquences utilisées sont : GE pondérée en T1 en 3D dans le plan dorsal 1, SE pondérée en T1 dans le plan transversal 2, GE 2D pondérée en T2* dans le plan transversal 2, TSE dual echo pondérée en T2 et en PD dans le plan sagittal, STIR dans le plan sagittal, DESS 3D sans WE dans le plan sagittal. Le troisième ajoute des plans de coupe particuliers : un perpendiculaire à linsertion distale du tendon fléchisseur profond du doigt (dorsal 3) et lautre perpendiculaire aux ligaments collatéraux de larticulation interphalangienne distale (transversal 3) ainsi quune séquence supplémentaire alliant visualisation du cartilage et suppression de la graisse. Les séquences utilisées sont : GE pondérée en T1 en 3D dans le plan dorsal 1, SE pondérée en T1 dans le plan transversal 2, GE pondérée en T2* en 2D dans le plan transversal 2, TSE dual echo pondérée en T2 et en PD dans le plan sagittal, STIR dans le plan transversal 2, TSE dual echo dans le plan dorsal 3, TSE dual echo dans le plan transversal 3, DESS 3D avec WE dans le plan sagittal. Conclusions et Perspectives: Les Etudes I et II ont permis de démontrer leffet de la conservation des pieds isolés sur la qualité de limage. Les changements de SNR significatifs rencontrés dans les études I et II démontrent que la conservation influence limage IRM et que lors des études ex vivo, les facteurs liés à la conservation et à la température du membre doivent être pris en considération pour interpréter tout résultat. Aussi bien sur les membres réfrigérés que sur ceux congelés, aucun changement de netteté dimages na été observé dans ce travail, si ce nest pour la partie dorsale et distale du sabot après congélation-décongélation. Etant donné ces changements, il sera conseillé dans le futur de réaliser les études concernant le sabot sur pieds frais ou réfrigérés. La réfrigération est une méthode simple de conservation ne nécessitant aucune planification de lexamen. Ceci est particulièrement attrayant car de nombreux examens à des fins expérimentales doivent être insérés entre les patients cliniques, voire reportés en fin de journée. De plus, si le flux de patients de la journée est plus élevé que prévu, lexamen de ces extrémités digitées peut être reporté au lendemain. La congélation du membre quant à elle nécessite une planification car une décongélation préalable est indispensable. En effet, les protons des structures gelées ne sont pas mobiles et nengendrent donc pas ou peu de signal (Widmer, et al., 1999). Une légère diminution de la taille des récessus synoviaux a été observée subjectivement après réfrigération mais pas après congélation-décongélation. Ceci peut être dû à lutilisation de gants pour recouvrir les pieds dans la seconde étude, or ceci navait pas été utilisé lors de la première étude. En effet, il a été démontré que la perte de poids de la viande par déshydratation à température basse lors du stockage est inférieur lorsque la viande est emballée (Bustabad, 1999). Aucun changement de signal na été noté subjectivement lors de réfrigération et ceci jusquà 14 jours, si ce nest pour la moelle osseuse. Lanalyse quantitative a démontré un changement significatif du SNR dans la moelle osseuse des membres réfrigérés lorsquils sont comparés à T0 en séquences STIR et TSE pondérée en T2 et le réchauffement à température ambiante a produit leffet inverse sur le SNR comparé à la réfrigération. Il faudra donc tenir compte des changements dus à la température du membre et si nécessaire ramener le spécimen à température ambiante si une étude ex vivo est entreprise sur des pieds réfrigérés. Le changement de signal en STIR avec la température démontré dans létude I ne semble pas avoir été décrit précédemment. Le TI optimal peut varier entre individus et entre différentes parties du corps (Shuman, et al., 1989 ; Shuman, et al., 1991). Comme le T1 de la moelle osseuse diminue légèrement à modérément avec une diminution de la température (Petrén-Mallmin, et al., 1993), une suppression incomplète de la graisse en STIR sur des membres réfrigérés a eu lieu suite au changement de température. De ce fait, une suppression incomplète du signal de la graisse doit être attendue dans les examens post-mortem sur pieds réfrigérés. Une technique a été décrite pour obtenir le TI optimal (Shuman, et al., 1991). Il peut donc être intéressant de faire varier le TI sur des membres réfrigérés afin dobtenir une suppression complète du signal de la graisse et ainsi améliorer la détection de lésion discrète. Après 14 jours de réfrigération, une diminution du SNR à été observée dans la moelle osseuse avec les séquences TSE pondérée en T2 et DESS. Il est donc préférable de garder des pieds isolés dans un frigo au maximum pendant 7 jours afin déviter cette chute du SNR due à la dégradation des tissus, même si la qualité de limage ne semble pas changé après 14 jours de réfrigération. Une congélation-décongélation sera préférée si une conservation des membres supérieure à 7 jours est nécessaire. Une décongélation à température ambiante semble aussi préférable car elle crée moins de changement de signal. Les résultats obtenus dans ce travail, en ce qui concerne le changement de signal en fonction de la conservation, sont très intéressants et il y a très peu de travaux publiés à ce sujet. Cependant, ces résultats entrainent de nombreuses autres questions. Ainsi, létablissement dune courbe en fonction de la température interne des tissus semble intéressant afin de mieux cerner à partir de quelle température les changements sopèrent. De plus, les résultats de cette étude pourraient également servir à lévaluation dexamen in vivo notamment pour les examens réalisés lors de température extérieure ou corporelle anormalement élevée ou basse qui pourrait avoir une influence sur le signal obtenu pour les différentes structures tel le phénomène de « cold-limb syndrome » retrouvé en scintigraphie (Dyson, 2007). Une évaluation du changement de signal du liquide synovial en fonction de la température et en fonction du temps semble également intéressante car celui-ci montre un comportement différent par rapport aux autres tissus. Comme les pieds examinés dans cette étude ne lont été que dans les 12h après la mort des animaux, une étude comparant le signal des différentes structures in vivo à ces mêmes structures ex vivo juste après la mort permettrait une évaluation des changements précoces obtenus après la mort. De même, il semble intéressant dévaluer ces méthodes de conservation sur des pieds pathologiques afin de voir si ce type de conservation ninfluence pas la qualité du diagnostic. En médecine humaine et vétérinaire, la préservation du sperme des ovocytes et dautres tissus reporte différents résultats en fonction de la température de congélation ainsi que de la vitesse de celle-ci et de la température de décongélation (Cui, et al., 2007 ; Luciano, et al., 2009). Une étude faisant varier ces paramètres permettrait lobtention de protocoles idéaux pour la préservation des pieds entre les examens. De même, une étude histologique lors de ces différents protocoles permettrait létablissement de protocole plus adapté à un examen histopathologique permettant une meilleure compréhension de la physiopathologie des lésions affectant le pied. LEtude III a démontré leffet de lintensité du champ magnétique (0.27T, 1.5T, 3T) sur la qualité des images de pieds normaux. Les images obtenues dans chaque système étaient de valeur diagnostique à lexception des images de la boite cornée où des artéfacts considérables ont été observés avec le système LF. Ces artéfacts sont dus aux inhomogénéités de champ et à des artéfacts métalliques. Ces artéfacts étaient plus important en GE pondérée en T2* car cette séquence est plus sensible aux inhomogénéités de champ (Kastler, 2003). Si une lésion est suspectée dans une région périphérique du pied, il est donc conseillé de placer cette région au centre de laimant dans le système LF pour chevaux debout. Ceci permettra davoir la région à investiguer dans la zone la plus homogène du champ magnétique et de réduire les artéfacts. Létude III confirme que dans les séquences SE, moins dartéfacts sont visibles dans le sabot. Une séquence SE est donc conseillée dans le système LF pour chevaux debout si une lésion périphérique du pied est suspectée. Avec les paramètres que nous avons utilisés pour lEtude III, la qualité subjective de limage et la visualisation des structures anatomiques du pied sain étaient meilleures sur les images obtenues avec les systèmes HF. Le système 3T offre la meilleure visualisation des structures anatomiques communément impliquées dans les boiteries du pied chez le cheval lorsque celle-ci est comparée aux systèmes 1.5T et 0.27T pour chevaux debout. Ce système 3T pourrait donc se révéler supérieur pour la détection de lésions plus discrètes telles des lésions cartilagineuses de bas grade, les lésions plus précoces ou la détection de lésion atteignant des structures anatomiques de petite taille telle le ligament annulaire digital distal, le ligament sésamoïdien distal impair. Les résultats obtenus lors de létude III sont en faveur des systèmes HF. Toutefois, en médecine humaine, même si les images avec les systèmes HF sont de meilleures qualités, plusieurs études montrent une efficacité diagnostique semblable avec un système LF (Barnett, 1993 ; Taouli, et al., 2004). Or, en médecine vétérinaire, le système LF pour chevaux debout prend une place de plus en plus importante aussi bien dans le diagnostic, le pronostic, le choix du traitement et le suivi des boiteries chez le cheval (Mair, et al., 2005). Ceci est dû au fait que de plus en plus de propriétaires acceptent de réaliser lexamen car aucune anesthésie du cheval nest nécessaire. De plus, en présence dun cheval de haute valeur, le choix dun traitement optimal est important pour le retour à une carrière équivalente. Cest pourquoi, il est particulièrement important dévaluer la qualité diagnostique de ce système LF, notamment en le comparant au système HF et ceci avec les mêmes pieds pathologiques. La plupart des pieds pathologiques ont souvent une combinaison de lésions atteignant plusieurs structures anatomiques sur un même pied (Busoni, et al., 2005 ; Murray, et al., 2006 ; Dyson et Murray, 2007a). Cest pourquoi le choix dun protocole permettant la visualisation de la plupart des structures anatomiques du pied est important. Loptimisation de quelques protocoles réalisée dans létude IV répond à un besoin de standardisation et à une recherche de données objectives sur lesquelles baser le choix de plans et séquences. Trois protocoles courts dexamen IRM ont été établis lors de lEtude IV. Les 2 premiers protocoles ont donné une priorité aux structures les plus souvent atteintes lors de douleurs du pied tel los sésamoïde distal et le tendon fléchisseur profond du doigt (Murray, et al., 2006 ; Dyson et Murray, 2007a), tout en permettant une évaluation des autres structures. Lutilisation dun plan de coupe transversal perpendiculaire au cortex palmaire de los sésamoïde distal sera préférée à un plan perpendiculaire à laxe digité. En effet, en utilisant ce plan, une plus grande partie du cartilage entre los sésamoïde distal et la phalange moyenne est visualisée. De même, lutilisation dun plan dorsal parallèle à laxe digité sera préférée à un axe parallèle au cortex palmaire de los sésamoïde distal permettant la visualisation dune plus grande partie du cartilage articulaire de AIPD et ceci dans sa partie la plus centrale. Lutilisation de séquence en 3D permet le reformatage des images et ainsi dobtenir des images dans un meilleur axe par rapport aux différentes structures telles les ligaments collatéraux de lAIPD (Dyson, et al., 2008 ; Gutierrez-Nibeyro, et al., 2009). Le troisième protocole permet une meilleure visualisation de structures impliquées moins fréquemment dans les boiteries du pied tel les ligaments collatéraux de lAIPD, le ligament sésamoïdien distal impair et les marges distales de la phalange distale (Murray, et al., 2006 ; Dyson, et al., 2008). Une séquence 3D réalisées dans le plan sagittal sest révélée meilleure pour le reformatage du cartilage entre los sésamoïde distal et la phalange moyenne. Les trois protocoles utilisent des séquences en différentes pondérations et une séquence avec saturation de graisse comme recommander précédemment (Tucker et Sampson, 2007). Le choix des séquences et des plans de coupes semble allier temps dexamen réduit et visualisation correcte de toutes les structures. Dun point de vue pratique, le choix des bonnes séquences et des bons plans permet de réduire le temps danesthésie sur les animaux anesthésié et permet de réduire le risque de mouvement sur chevaux sédatés lors dexamens réalisés sur chevaux debout. Cependant, la comparaison de lefficacité diagnostique entre un protocole court et un protocole long sur des pieds ou des chevaux pathologiques (contenant tous les plans pour chaque séquence) est nécessaire afin de confirmer lefficacité de ceux-ci. Ce travail a permis de démontrer le rôle essentiel joué par la conservation des membres lors des études ex vivo (études I et II) et de part lévaluation des différents systèmes, séquences et plans (études III et IV) permet une analyse critique de la littérature précédente et jette les bases nécessaires à une future standardisation des protocoles dIRM du pied équin. Références: BARNETT M.J. MR diagnosis of internal derangements of the knee: effect of field strength on efficacy. 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<p>The aim of this research paper is to examine the legal framework for the recovery of corruptly-acquired assets, with particular emphasis on the Nigerian situation. Its primary focus is a detailed examination of the legal mechanisms for the recovery of such assets in the context of international asset recovery. Despite the success of the Nigerian government in recovering the Abacha loot,8 siphoning off of public funds by public office holders continues, and charges of fraud persist against top bank executives alleged to have converted depositors&rsquo / funds fraudulently. The prevailing criminal or conviction-based forfeiture mechanism in Nigeria appears inadequate to deal effectively with these situations. The need to enhance capacity through the adoption of civil or non-conviction based forfeiture laws therefore becomes imperative.</p>

Over the past centuries, a number of process routes for extraction of metal values from an ore or other resources have been developed. These can generally be classifiedinto pyrometallurgical, hydrometallurgical or electrometallurgical routes. In the caseof the latter two processes, the reaction medium consists of liquid phase electrolytesthat can be aqueous, non-aqueous as well as molten salts. The present dissertationpresents the work carried out with two aspects of the above-mentioned electrolytes.First part is about the electrolyte solutions, which can be used in solvent extractionrelevant to many hydrometallurgical or chemical engineering processes; the secondpart is about the molten salts, which is often used in the electrometallurgical processesfor production of a variety of many kinds of metals or alloys, especially those that arehighly reactive.In the first part of this thesis, the focus is given to the thermodynamics ofelectrolyte solutions. Since the non-ideality of high concentration solution is not wellsolved, a modified three-characteristic-parameter correlation model is proposed,which can calculate the thermodynamic properties of high concentration electrolytesolutions accurately. Model parameters for hundreds of systems are obtained foraqueous as well as non-aqueous solutions. Moreover, a new predictive method tocalculate the freezing point depression, boiling point elevation and vaporizationenthalpy of electrolyte solutions is also proposed. This method has been shown to be agood first approximation for the prediction of these properties.In the second part, a process towards the extraction of metal values from slags,low-grade ores and other oxidic materials such as spent refractories using molten saltsis presented. Firstly, this process is developed for the recovery of Cr, Fe values fromEAF slag as well as chromite ore by using NaCl-KCl salt mixtures in the laboratoryscale. The slags were allowed to react with molten salt mixtures. This extraction stepwas found to be very encouraging in the case of Cr and Fe present in the slags. Byelectrolysis of the molten salt phase, Fe-Cr alloy was found to be deposited on thecathode surface. The method is expected to be applicable even in the case of V, Mnand Mo in the waste slags.Secondly, this process was extended to the extraction of copper/iron from copperore including oxidic and sulfide ores under controlled oxygen partial pressures.Copper or Cu/Fe mixtures could be found on the cathode surface along with theemission of elemental sulphur that was condensed in the cooler regions of the reactor.Thus, the new process offers a potential environmentally friendly process routereducing SO2 emissions.Furthermore, the cyclic voltammetric studies of metal ions(Cr, Fe, Cu, Mg, Mn)in (CaCl2-)NaCl-KCl salt melt were performed to understand the mechanisms, such asthe deposition potential, electrode reactions and diffusion coefficients, etc. In addition,another method using a direct electro-deoxidation concept(FFC Cambridge method),was also investigated for the electrolysis of copper sulfide. Sintered solid porouspellets of copper sulfide Cu2S and Cu2S/FeS were electrolyzed to elemental Cu, S andCu, Fe, S respectively in molten CaCl2-NaCl at 800oC under the protection of Argongas. This direct electrolysis of the sulfide to copper with the emission of elementalsulfur also offers an attractive green process route for the treatment of copper ore. / QC 20100714

Oysters are filter-feeding bivalves, which filter water for nutrients and often accumulate contaminants and human pathogens such as Vibrio parahaemolyticus and Vibrio vulnificus naturally occurring in the marine environment. These naturally occurring pathogens have been frequently isolated from raw shellfish, particularly oyster, in the United States and are recognized as the leading causes of human gastroenteritis associated with seafood consumption. Human illness caused by consumption of raw oyster contaminated with V. parahaemolyticus and Vibrio vulnificus typically results in reduced sales of oysters and a consequent significant financial burden for the producers. The United States produces more than 27 million pounds of oysters each year with a large portion of them being produced from the coastal water of the Gulf of Mexico. It is estimated that 20 million Americans eat raw shellfish and consumption of raw oyster is responsible for about 95% of all deaths associated with seafood consumption in the U.S., making raw oysters one of the most hazardous seafoods. Several post-harvest processes, including low temperature pasteurization, freezing, high pressure processing and irradiation, have been reported capable of reducing Vibrio contamination in raw oysters. However, most of them require either a significant amount of initial investment or operation costs, and oysters are often killed during processing. Cost-effective post-harvest processing for reducing V. parahaemolyticus in raw oysters without significant adverse effects on the oysters remains to be developed. This study was conducted to determine impacts of low-temperature (15, 10 and 5°C) depuration and frozen storage on reducing V. parahaemolyticus and V. vulnificus in raw oysters. Depuration of the Gulf oyster (Crassostrea virginica) with electrolyzed oxidizing (EO) water (chlorine, 30 ppm; pH 2.82; oxidation-reduction potential, 1,131mV) containing 3% NaCl was found ineffective on reducing both V. parahaemolyticus and V. vulnificus in the oysters. Reductions of V. parahaemolyticus and V. vulnificus in oyster after 48 h of EO water depuration at 22°C were limited to 0.7 and 1.4 log MPN/g, respectively. Depuration with EO water at lower temperatures did not enhance reductions of Vibrio in the oysters. Greater reductions of V. parahaemolyticus (1.2 log MPN/g) and V. vulnificus (2.0 log MPN/g) were observed when the oysters were depurated with artificial seawater (ASW) at room temperature (22°C) for 48 h. Decreasing temperature of ASW to 15°C for depuration significantly increased the reductions of V. parahaemolyticus and V. vulnificus to 2.1 and 2.9 log MPN/g, respectively, after 48 h of process. However, depuration of oyster in ASW at 10 and 5°C were found less effective than at 15°C in reducing Vibrio in the Gulf oysters. An extended depuration with ASW at 15°C for 96 h was capable of achieving 2.6 and 3.3 log MPN/g of reductions of V. parahaemolyticus and V. vulnificus, respectively, in the Gulf oysters. Study of effects of frozen storage at -10, -23 and -30°C on reducing V. parahaemolyticus in raw half-shell Pacific oyster (Crassostrea gigas) found that the population of the bacterium decreased faster in oysters stored at -10 than at -23 or -30°C. Holding half-shell Pacific oyster at -10°C for three months or at -23°C for four months was capable of achieving a greater than 3-log (MPN/g) reduction of V. parahaemolyticus in the Pacific oyster. / Graduation date: 2008

Lignin is a key component of plant secondary cell walls, providing strength to the plant and allowing water transport. Lignin is a polymer of monolignols that are synthesized in the cell and transported into the cellulose rich cell wall. The primary goal of this thesis is to understand the mechanism(s) of monolignol deposition during xylogenesis. The currently accepted theory is that monolignols are exported by Golgi-mediated vesicle delivery to the secondary cell wall. When this theory was re-examined using cryofixed developing pine, quantitative autoradiography showed that monolignols did not accumulate in Golgi but were rapidly translocated from cytosol to cell wall. This suggests alternative mechanisms, such as membrane transporters, work in monolignol export. ATP binding cassette (ABC) transporters were chosen because they transport other secondary metabolites and some ABC transporter encoding genes are highly expressed in lignifying cells. Four candidate ABC transporters were selected in Arabidopsis (ABCB11, ABCB14, ABCB15 from the ABCB/MDR subfamily and ABCG33 from the ABCG/PDR subfamily) and shown to have overlapping, high vasculature expression patterns. Mutants with T-DNA insertions in single ABC transporter genes had no change in lignification of inflorescence stems. However, a reduced polar auxin transport phenotype was detected in mutants of ABCB11, ABCB14 and ABCB15. An additional approach was the use of inhibitors of ABC transporters. A new assay, which was developed to quantify lignification in primary xylem of Arabidopsis roots, demonstrated that ABC inhibitors did not change lignin deposition. Monolignols are exported and polymerized in the polysaccharide matrix of the cell wall, which includes hemicelluloses that may organize monolignols during polymerization. Since diverse lignified cell types are enriched in either G- or S-lignin, I hypothesized that this pattern could reflect different hemicellulose distributions, which was examined using antibody labeling of xylans or mannans in hybrid poplar xylem. While xylans were generally distributed in all secondary cell walls, mannans were enriched in fibers but not in the ray and vessel walls. In summary, during secondary cell wall deposition, monolignols are exported by unknown transporter(s) rather than Golgi vesicles. In developing poplar wood, the monolignols are deposited into diverse hemicellulose domains in different cell types.

Recently, the portfolio of compounds approved for inhalation therapy has expanded rapidly for lung disease therapies. The rationale for this delivery approach includes a more targeted and localized delivery to the diseased site with reduced systemic exposure, potentially leading to decreased adverse side effects. We have proposed that brittle matrix powders prepared by thin film freezing (TFF) are a suitable platform for pulmonary drug delivery which can achieve high lung concentrations while limit the corresponding systemic levels associated with toxicity, and enhanced physicochemical and aerodynamic properties can be obtained by varying TFF processing parameters. In Chapter 2, the in vitro and in vivo performance of an amorphous formulation prepared by TFF and a crystalline micronized formulation produced by milling was compared for Tacrolimus (TAC). TFF processed matrix powders was capable of achieving deep lung delivery due to its low density, highly porous and brittle characteristics. When emitted from a Miat® monodose inhaler, TFF processed TAC formulations exhibited a fine particle fraction (FPF) of 83.3% and a mass median aerodynamic diameter (MMAD) of 2.26 µm. Single dose 24-h pharmacokinetic studies in rats demonstrated that the TAC formulation prepared by TFF exhibited higher pulmonary bioavailability with a prolonged retention time in the lung, possibly due to decreased clearance (e.g., macrophage phagocytosis), compared to the micronized TAC formulation. Additionally, TFF formulation generated a lower systemic TAC concentration with smaller variability than the micronized formulation following inhalation, potentially leading to reduced side effects related to the drug in systemic circulation. Chapter 3 investigated the impact of processing parameters in the TFF process on the physicochemical and aerodynamic properties of the resulting formulations. All of these enhanced powder properties resulted from higher freezing rate contributed to a better aerodynamic performance of the obtaining formulations. Moreover, a decreasing trend of FPF was observed for these TFF powders when the initial solid concentrations increased. The variation of the freezing rate and initial solid loading in the TFF process enabled the production of formulations with enhanced physicochemical properties and improved aerodynamic performance. / text

Many vaccines require an adjuvant to induce a strong immune response. Aluminum–containing adjuvants have been approved by the United States Food and Drug Administration for human use for many years. There are two main aluminum-containing adjuvants, aluminum hydroxide and aluminum phosphate. Due to their favorable safety profile, aluminum-containing adjuvants have been widely used in human vaccines for decades. Many currently licensed and commercially available vaccines contain aluminum-containing adjuvants. However, aluminum-containing vaccine adjuvants suffer from two major limiting factors: (1) aluminum-containing adjuvants can only weakly or moderately potentiate antigen-specific antibody responses and are generally considered incapable of inducing cellular immune responses; (2) vaccines that contain aluminum-containing adjuvants require cold-chain refrigeration for storage and distribution, and may not be frozen, because freezing of the vaccine in dispersion causes irreversible coagulation that damages vaccines (e.g., loss in potency and stability). In this dissertation, the first limitation was addressed by reducing the size of the aluminum hydroxide from micrometers (3-10 micrometer) to nanometers of less than 200 nm, and the second limitation mentioned above was addressed by freeze-drying vaccines that contain aluminum salts as adjuvants into a dry powder using thin-film freeze-drying. In addition, using an improved experimental design, the vaccine adjuvant activities of nanoparticles of around 200 nm was compared to that of the nanoparticles of around 700 nm. The smaller 200 nm nanoparticles showed a more potent adjuvant activity than the larger nanoparticles. When dispersed in an aqueous medium, both aluminum hydroxide and aluminum phosphate are physically 1–20 micrometer particulates. There are data showing that particulate vaccine carriers of around 200 nm (or less) may be optimal in potentiating the immunogenicity of vaccines. Based on this finding, aluminum hydroxide nanoparticles of 112 nm were synthesized, and its adjuvant activity was compared to that of the traditional aluminum hydroxide adjuvant, which have particulates of 3-20 micrometer. Using ovalbumin and Bacillus anthracis protective antigen protein as model antigens, it was found that protein antigens adsorbed on the aluminum hydroxide nanoparticles induced stronger antigen-specific antibody responses than the same protein antigens adsorbed on the traditional aluminum hydroxide microparticles of around 9.3 µm. Importantly, the inflammation reactions induced by aluminum hydroxide nanoparticles in the injection sites were milder than that induced by microparticles. Simply reducing the particle size of the traditional aluminum hydroxide adjuvant in suspension from micrometers into nanometers represents a novel and effective approach to improve its potency. The second limitation was addressed by converting vaccines that contain an aluminum salt as an adjuvant from an aqueous dispersion into a dried powder using thin-film freeze-drying. There is evidence that aluminum-containing vaccines can be lyophilized to dry powders using high speed freezing methods. Thin-film freezing is a high speed freezing method with a freezing rate between 100 to 10,000 K/s, but the feasibility of using thin-film freeze-drying to freeze-dry vaccines that contain aluminum salts as adjuvants has not been tested before. In this dissertation, Using ovalbumin as a model protein antigen and aluminum hydroxide or aluminum phosphate as an adjuvant, it was confirmed that vaccines that are adjuvanted with aluminum hydroxide or aluminum phosphate can be freeze-dried with as low as 2% (w/v) of trehalose as a cryoprotectant by thin-film freeze-drying without causing vaccine aggregation while preserving the immunogenicity of the vaccine. Finally, the feasibility of using the thin-film freeze-drying method to freeze-drying vaccines that contain aluminum salts as adjuvants was further confirmed by drying a commercial aluminum salt-adjuvanted tetanus toxoid vaccine. Vaccines that contain aluminum salts as adjuvants may be converted to a dry powder using the thin-film freeze-drying method to avoid loss of potency due exposure to freezing conditions during transport and storage. / text

Recent advances in molecular biology have led to an explosive growth in the number of peptide and protein drugs derived from both recombinant technology and conventional peptide drug design. However, development of peptide and protein therapeutics has proven to be very challenging because of inadequate physical and chemical stability. In recent years, particle engineering processes have become promising approaches for enhancement of protein stability as well as provide options for more delivery routes. In this research program, spray freezing into liquid (SFL) process was developed and optimized in order to achieve broad platform and application in protein and peptide drug delivery systems. The overall goal of this research was to produce stabilized protein and peptide microparticles for various drug delivery systems by using SFL particle engineering technology. Firstly, the use of the SFL process to produce peptide microparticles was investigated. Insulin microparticles produced by the SFL process were highly porous, low tap density and narrow particle size distribution. The influence of the SFL process parameters and excipients on the physicochemical properties of peptide microparticles was determined and compared to the widely used particle formation technique--freeze-drying. The SFL process was further used to produce protein microparticles. In the study, bovine serum albumin (BSA), a medium sized protein, was used as a model drug. The influence of SFL process parameters and excipients on the stability of BSA was studied. Very low monomer loss of BSA was found in this study even though the specific surface area of the powder was very high. Results also demonstrated that the SFL process had minimal influence on protein structure. The SFL process was further investigated by comparing the SFL process to spray freeze drying process (SFD), which is a relatively new process to produce protein and peptide microparticles. The influence of atomization, freezing and drying on the stability of lysozyme was investigated for both the SFL and SFD process. This study tested the hypothesis that the SFL process is a better process than SFD process because of avoiding air-liquid interface and minimum interfacial surface absorption of protein in SFL process. The particle size of protein and peptide microparticles produced by SFL process was further reduced to nanoparticles by sonication or homogenization processes in organic solvent. In this study, the influence of process parameters on the particle size and enzyme activity of lysozyme was investigated. The results showed that sonication or homogenization did not influence the enzyme activity of lysozyme. Lastly, insulin and insulin/dextran microparticles produced by SFL the process was encapsulated into polymer microspheres for oral delivery. Complexation and polymer composition was studied in order to optimize release and stability of insulin. Insulin nanoparticles in microspheres minimized the release of insulin in acid with high drug loading compared to other studies. The stability of insulin was decreased by complexation to dextran sulfate. The results of this research demonstrated that the SFL process offers a highly effective approach to produce protein and peptide powders suitable for different drug delivery systems. The microparticles produced by the SFL process had desirable characteristics such as narrow particle size distribution and high porosity. The stability of protein and peptide was well maintained through the SFL process. Therefore, SFL process is an effective particle engineering process for protein and peptide pharmaceuticals. / text

Tiriamojo darbo tikslas - nustatyti sušaldyto ir atšildyto pieno įtaką jo technologinėms savybėms, kurios yra svarbios gaminant fermentinius sūrius bei raugintus pieno produktus. Darbe nustatyta, kad pieno laikymo temperatūra turi įtakos pieno savybėms, taip pat ir vėliau vykstantiems technologiniams perdirbimo procesams bei pagamintų produktų kokybei. Nustatyta, kad pieną laikant +10 0C temperatūroje per 24 h vyksta kazeino komplekso skilimas, kuris žymiai stipriau pasireiškia, kai pienas lėtai užšaldomas (-14 0C) ir lėtai atšildomas (+10 0C) taip pat per 24 h. Pokyčiai, per šį laikotarpį įvykę baltyminėje sistemoje, pailgina pieno fermentinės struktūros susidarymo procesą. Lyginant su ����viežiu pienu, išlaikyto pieno (+10 0C) struktūros formavimasis vyksta 28 % ilgiau, o iš sušaldyto ir atšildyto pieno fermentinė struktūra formuojasi net 44 % ilgiau. Nustatyta, kad pieno laikymo sąlygos turi įtakos fermentinės struktūros kokybei. Iš fermentinės struktūros, gautos naudojant pieną, išlaikytą 24 h +10 0C temperatūroje, blogiau skiriasi išrūgos, jose daugiau baltyminių dalelių, lyginant su fermentine struktūra, gauta iš šviežio pieno. Šios neigiamos fermentinės struktūros savybės dar labiau išryškėja, kai naudojamas pienas, kuris laikymo metu buvo užšaldytas ir atšildytas. Tyrimo rezultatai parodė, kad terminis pieno apdorojimas po jo išlaikymo šiek tiek pagerina technologines savybes, tačiau nepakeičia technologinių savybių pokyčio tendencijos priklausomybės nuo laikymo... [toliau žr. visą tekstą] / Purpose of work: To explore, frozen and warmed what influence the milk technological properties of milk which are important in manufacture of fermental cheeses and sour - milk products has. In work presents the milk storage temperature has influence on milk characteristics on the later following technological process and on the quality of milk products. It was found out that in the storage time (24 h) at the temperature +10 0C casein micelles disaggregated, and their average size decreased. These changes were more distinct in the case of freezing milk samples temperature of -14 0C. The results showed that milk storage conditions had influence on the fermenting time and on the properties of ferment structures. Fermenting time in the milk samples after storage of +10 0C temperature was longer by 28 % and in the samples frozen at -14 0C it was longer by 44 % to compare with that of raw milk before storage. Besides that, the properties of ferment structures from milk after storage became worse. In this case whey separated slowly, and contained more protein aggregates. These negative properties were more evident in the case, when milk samples in the time of storage were frozen at -14 0C and warm at +10 0C. Such storage conditions were found to have a negative influence on the formation and properties of fermented structure. In the samples, milk acidity increased slowly and sour fermented gel structure formed slowly too. Sour fermented gel structure from milk before storage... [to full text]