Yersinia ruckeri is the bacterial agent causing enteric redmouth disease (ERM) in rainbow trout leading to economic losses in intensive aquaculture. There are two main serovars and several minor groups based on O-antigens. The first goal of this thesis was to examine the difference between serotypes of Y. ruckeri in the course of infection in fish by applying in vivo bioluminescent imaging in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) and coho salmon (Oncorhynchus kisutch). In infection trials, the bioluminescent strains were infective, but the bioluminescent signal was not detected in fish infected with bacterial loads of 107 colony forming units per gram of kidney tissue. Skin and scales and the kidney blocked the luminescent signal emitted from the bacteria. The second goal of this thesis was to identify genetic markers which correlate with traditional O-antigen serotyping reactions. Using the sequences of genes which are part of the lipopolysaccharide biosynthetic pathway, oligonucleotide primers were designed to be complimentary to a fragment of wzx, the O-antigen flippase, and to wzy, the O-antigen polymerase, of serotype 1 Y. ruckeri strain RS 11. When these primers were used in polymerase chain reaction, an 1183 bp fragment of wzx and a 755 bp fragment of wzy were seen with DNA from 8 serovar 1 and 9 serovar 1a strains and not from other serovars identified by rabbit anti-sera agglutination. Southern blotting suggested there was little homology between serovar 1 wzx and wzy, and the same genes of the remaining serovars if present.

An overcrowding problem of nyala, and lately also of impala in the Ndumo Game Reserve, South Africa, has been detrimental to other species and vegetation structures over a period of two decades. In the present study a deterministic model for three competing species (where two species tend to be overpopulated while the third faces probable localized extinction) is constructed, while future trends coupled with their coexistence are projected. On a mathematical basis, we seek reasons for the failure of the cropping strategies implemented by management over the last two decades, and suggest alternative, scientifical-based approaches to the calculation of cropping quotas to ensure the future coexistence of all three species. A system of three first-order nonlinear differential equations is used, with parameter values based on field data and opinions of specialist ecologists. The effect of various cropping strategies, and the introduction of a fourth species (man as a predator) to the system, is investigated mathematically. This model was implemented as a harvesting strategy in 2002, and is being continuously tested. Final assessment can only be done over a 10–15-year period, but so far indications are promising.

The number of Pheasant-tailed Jacana (Hydrophasianus chirurgus) in Taiwan has been reduced and habitats decreased because of human activities in many years. From a conservation perspective, the genetic diversity of this bird became an important subject. The control region in mitochondrial DNA was used as a gene marker to investigate the genetic variation amoung populations of Hydrophasianus chirurgus from Taiwan, Goungdong, and Thailand. An 1182-bp nucleotide sequence was amplified from 34 individuals. Six variable sites and seven haplotypes were found in the control region, and the observed haplotypes were similar in all samples. Low genetic divergence and high degree of gene flow were estimated among three populations. However, this conclusion need more samples of individuals to be proved.

Five species of stoneflies (Zapada haysi, Plumiperla diversa, Taenionema pacificum, Isoperla petersoni, Arcynopteryx compacta) from the North Slope and Interior of Alaska were examined for seasonal patterns of emergence of adults and growth of nymphs. Generally growth was retarded during the winter in this region, and all species except I. petersoni completed growth prior to January. The life cycles of six stonefly species (Prostoia besametsa, Triznaka signata, Sweltsa coloradensis. Isoperla fulva, Skwala parallela, Claassenia sabulosa) are described from northern New Mexico. In this region growth was generally less retarded during the winter than in Alaska; P. besametsa completed all nymphal growth during late fall and winter. Drumming behavior of a Colorado population of Pteronarcella badia was described using an evolutionary framework to explain the maintenance of signal variation in this species. Laboratory experiments were used to explore the effect of intraspecific and interspecific interactions on spatial partitioning in P. badia and Claassenia sabulosa. P. badia exhibited clumping and distributed itself as the surface area of substrate in low densities; however, in the presence of C. sabulosa its distribution was random and different from available surface area. A field study was used to examine spatial partitioning by three New Mexico stonefly species (I_. fulva, P. besametsa, T. signata) and to ascertain patterns of microdistribution relating to several abiotic and biotic factors. Generally, there was an interaction of the measured abiotic parameters (current, water temperature, time) with nymphal size. Additionally, void space and sample volume were successfully used to compare biotic densities among leaf and mineral substrates, which were higher in leaf packs than in mineral substrates.

Biologische Diversität existiert sowohl zwischen mehreren Arten als auch innerhalb einer Art, innerhalb von Populationen und Individuen einer Population. Die intraspezifische Diversität wurde bislang ausgiebig auf der Ebene des Genoms untersucht. Sie ist im Kontext metabolischer Zusammenhänge in Pflanzen bisher kaum untersucht und es existieren nur wenige Veröffentlichungen zu diesem Thema. Uns sind bisher keine Publikationen zu Phytohormonen in Sesam bekannt. Neben dem wissenschaftlichen Interesse an der metabolischen Diversität in Sesam, spielen Stresshormone eine wichtige Rolle in der pflanzlichen Abwehr. Der Phytohormonspiegel im Samen ist unter agronomischen Gesichtspunkten relevant, da es vorkommen kann, dass Sesamsamen spontan auskeimen, während sie sich noch an der grünen Pflanze befinden. Diese Eigenschaft ist unerwünscht, da der wertvolle Samen auf diese Weise verloren geht. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Variation im Phytohormonniveau in 16 Akzessionen mit unterschiedlicher geographischer Herkunft untersucht. In Blättern und Wurzeln konnten ABA, JA, SA und SAG nachgewiesen werden, während GA4 lediglich in Blättern vorkam. Eine der Akzessionen aus Japan („Japan 2“) produzierte JA, SA und SAG in hohem Ausmaß. Hier konnten außerdem hohe Gehalte an Chitinasen festgestellt werden. Chitinasen sind für den Abbau von Chitin, dem Hauptbestandteil der pilzlichen Zellwand, verantwortlich. Eine Charakterisierung der Akzessionen mittels AFLP-Analyse zeigte, dass sich „Japan 2“ genetisch nicht mehr von anderen Akzessionen unterschied, als das Mittel der Unterschiede innerhalb aller gesammelten Proben. Bereits in früheren Untersuchungen unserer Arbeitsgruppe im Rahmen einer ungerichteten Metabolitenanalyse, konnte eine hohe Variabilität bei Sesamakzessionen gezeigt werden (Laurentin et al. 2006). Darüber hinaus, stimmen die Unterschiede im metabolischen Profil der Akzessionen nicht mit dem Grad ihrer genetischen Verwandtschaft überein. Es ist bekannt, dass tageszeitliche Unterschiede viele biologische Prozesse kontrollieren. Wir haben die tageszeitlichen Effekte auf den Phytohormonstatus untersucht und dabei die Unterschiede in Pflanzenorganen berücksichtigt. Tageszeitliche Konzentrationen von ABA, JA, IAA, SA und SAG wurden zu 8 unterschiedlichen Tageszeitpunkten in 3 unabhängigen Replikaten mittels HPLC untersucht. Wir konnten keine statistisch signifikanten Unterschiede erkennen. Die Untersuchungen zeigten jedoch eine Variation in den Phytohormonkonzentrationen in unterschiedlichen pflanzlichen Organen. Sekundäre pflanzliche Metabolite spielen als Resistenzfaktoren gegen Mikroorganismen eine wichtige Rolle. Sesamakzessionen, die diese Substanzen im hohen Ausmaß produzieren, stellen eine wichtige züchterische Ressource da. Um die Variation innerhalb der Akzessionen zu untersuchen, die ein hohes Niveau an sekundären Inhaltsstoffen aufweisen, haben wir die Effekte von 32 Pflanzenextrakten aus Sesamakzessionen gegen phytopathogene Pilze untersucht. Darunter befand sich ein Wurzelpathogen mit Spezialisierung auf Sesam (Macrophomina phaseolina), ein Blattpathogen mit breitem Wirtspflanzenkreis (Alternaria alternata) und Gefäßpathogen (Fusarium oxysporum). Die Diversität der Effekte, die für die unterschiedlichen Akzessionen beobachtet werden konnten, führt zu der Annahme, dass die Resistenzeigenschaften der Pflanzen durch gezielte züchterische Beeinflussung der metabolischen Aktivität verbessert werden können. In weiterführenden Untersuchungen zur Aufreinigung der Substanzen mit inhibitorischer Wirkung wurden Pflanzenextrakte in 80% Ethanol mit verschiedenen organischen Lösungsmitteln fraktioniert. Die meisten inhibitorischen Effekte konnten der Diethylether-Fraktion zugeschrieben werden. Im ersten Schritt wurden 4L des Extraktes hergestellt. Zwei aufgereinigte Lignane aus Sesam wurden gegen M. phaseolina, A. alternata und F. oxysporum getestet. Sesamin zeigte keinen Effekt bis zu einer Konzentration von 5mg/ml, während Sesamol (und 2,4-Dinitrophenol als Kontrolle) einen starken inhibitorischen Effekt aufwies. Für diese Substanzen wurden IC50 Werte ermittelt. Man kann festhalten, dass Sesamol dazu dienen kann, das Wachstum invasiver Pathogene einzuschränken. Durch die Kreuzung von zwei Elternlinien, die in der AFLP-Analyse einen signifikanten Polymorphismus aufwiesen, wurden Inzuchtlinien erzeugt. Die Nachkommen dieser Kreuzung wurden in 5 Generationen selbstbefruchtet. Das so entstandene Set aus RILs wurde mittels AFLP charakterisiert. Alle untersuchten RILs waren Hybride. Dies zeigt, dass während der ersten Kreuzung der Elternlinien keine Selbstung erfolgte. Wie erwartet, spalteten polymorphe AFLP-Marker der Elternlinien in den RILs zufällig auf. Monomorphe Marker fehlten in einigen RILs. Des Weiteren traten neue Marker auf, die zuvor nicht in den Elternlinien festgestellt werden konnten. Das Auftreten neuer Marker kann durch Rekombination zwischen Restriktionsfragmenten erklärt werden, welche die AFLP-Marker begrenzen. Die RILs werden nun von unseren Kooperationspartnern zum Aufbau einer genetischen Karte verwendet (Prof. Sami Doganlar und seine Arbeitsgruppe, Universität Antalya, Türkei).