Abstract Vaccinium berries contain high yields of antioxidant compounds, such as flavonoids and carotenoids, which are recognized to benefit human health. Therefore, commercial interest in cultivated and wild Vaccinium berries is increasing globally. Flavonoids and carotenoids are important secondary metabolites, the biosynthesis of which is regulated by interaction of the genetic background of the plant and the surrounding environment. In fruits the production of secondary metabolites has also a tight linkage with developmental processes. The present thesis is focused on developmental and environmental factors affecting the biosynthesis of carotenoids and flavonoids in berries of the genus Vaccinium. In bilberry altogether eight carotenoids were detected, with lutein and β-carotene being the most abundant compounds, accompanied by minor amounts of xanthophylls, such as antheraxanthin, neoxanthin, violaxanthin and zeaxanthin. During ripening the accumulation of carotenoids decreased. Simultaneously the expression of a carotenoid cleavage dioxygenase (VmCCD1) gene increased, indicating degradation of carotenoids during the fruit development. Simultaneously, flavonols and anthocyanins accumulated during the last stages of berry ripening. Environmental factors had a marked effect on the anthocyanin profile of ripe bilberries. Especially lower temperatures affected more on the accumulation of the delphinidin-based anthocyanidins than on the cyanidin-based ones. However, the spectral light composition also played a role, as an increased proportion in blue wavelengths increased the delphinidin-based anthocyanins at ripe stage. The effect of light quality on other phenolic compounds and carotenoid accumulation was less pronounced. The present results can be applied to cultivation of Vaccinium species in order to produce berries with high nutritional value. / Tiivistelmä Vaccinium-suvun marjat sisältävät runsaasti antioksidatiivisiä yhdisteitä, kuten flavonoideja ja karotenoideja, joilla on viimeaikaisissa tutkimuksissa havaittu lukuisia terveysvaikutuksia. Tämän johdosta kiinnostus sekä viljeltyjä mustikoita että metsämustikoita kohtaan on kasvanut maailmanlaajuisesti. Flavonoidit ja karotenoidit ovat kasvien tuottamia sekundäärimetabolian yhdisteitä, joiden biosynteesin säätelyyn vaikuttavat sekä kasvin geneettinen tausta että ympäristötekijät. Hedelmissä ja marjoissa sekundääriyhdisteiden tuoton säätelyyn vaikuttaa huomattavasti myös kehityksellisten vaiheiden eteneminen. Tässä väitöskirjatyössä selvitettiin marjan kehitykseen liittyvien tekijöiden sekä ympäristötekijöiden vaikutusta flavonoidien ja karotenoidien biosynteesiin sekä viljelyillä mustikoilla että metsämustikoilla. Metsämustikoista tunnistettiin kahdeksan erilaista karotenoidi-yhdistettä, joista luteiini ja β-karoteeni esiintyivät yleisimpinä ksantofyllin, antheraksantiinin, neoksantiinin, violaksantiinin ja zeaksantiinin ohella. Karotenoidien pitoisuudet olivat suurimmillaan marjankehityksen alkuvaiheessa ja laskivat kypsyvissä marjoissa. Vastaavasti karotenoideja pilkkovan VmCCD1 entsyymigeenin ilmeneminen lisääntyi kohosi marjan kypysymisen loppuvaiheessa. Antosyaanien ja myrisetiini-pohjaisten flavonolien pitoisuudet sen sijaan kohosivat kypsymisen aikana. Tässä tutkimuksessa ympäristötekijöillä osoitettiin olevan suuri vaikutus antosyaanien laadulliseen kertymiseen, sillä delfinidiini-tyypin antosyaanien pitoisuudet muuttuivat enemmän ympäristötekijöiden vaikutuksesta verrattuna syanidiini-tyypin antosyaaneihin. Alhaisempi lämpötila yhdessä spesifisten valo-olosuhteiden kanssa lisäsi eniten delfinidiini-tyypin antosyaanien tuottoa. Myös valon laadulla voitiin osoittaa olevan vaikutusta antosyaanien biosynteesiin. Sininen valo lisäsi erityisesti delfinidiini-tyypin antosyaanien tuottoa kypsissä marjoissa. Flavonolien ja karotenoidien tuottoon valon laadun vaikutus oli sen sijaan vähäisempää. Väitöskirjatyön tuloksia voidaan hyödyntää marjojen viljelyssä haluttaessa vaikuttaa marjojen ravitsemukselliseen koostumukseen.

Abstract The aims of the present study were to clarify the antenna function and radio frequency radiation (RFR) sensitivity of human subjects using theoretical calculations and field tests. The weak very high frequency (VHF) electromagnetic fields and spontaneous hand movements were recorded. Groups of university students, other volunteers and as a very interesting group, experienced well finders, were used as test subjects. The VHF field was studied using a spectrum analyser and tuneable narrow-band or broad-band meter with a dipole antenna. The hand movements were registered by potentiometric systems and electromyography (EMG). The test subjects (altogether n = 140) in different tests were walking, sitting in a cart being pulled slowly forward, or sitting in a moving car. The responses were observed and hand movements were recorded and analysed by personal computers. By visual inspection and using the Pearson's correlation, the results of different individuals have been compared with the measured intensity of far fields of a radio mast. Reaction spots and graphs defined by different individuals in the same experiment areas have been compared to each other. Hand movement correlated with the reactions of the forearm and shoulder muscles, e.g., pronator teres and trapezius, by EMG measurements. The reactions of some persons correlated with each other. Experiments in a slow moving wagon and in a moving car showed a correlation between the test subjects’ hand movements and the intensity of below 1 mV/m radio and TV signals measured in the vicinity of the test subject. In open field tests different persons usually reacted in widely different ways. The most evident results were recorded near the buildings, where the radio waves reflected from the wall and patterns of standing waves were clear. Many VHF frequency modulated (FM) broadcasting signals were summed at these places at the same time. It is concluded that the spontaneous hand movement reactions occurred as a response of the human body to the gradients of the VHF field intensity. The reaction generally occurred in interference patterns of multipath propagation or standing waves originating from the radiation of FM radio and TV broadcasting transmitters and radiation reflected from the walls of buildings or from other objects. This non-thermal reaction was clearly observable as spontaneous arm movements by 39 percent of the 85 tested students. / Tiivistelmä Tässä tutkimuksessa selvitettiin ihmisen herkkyyttä radiotaajuiselle säteilylle. Ihmisen toimimista radioaaltojen antennina tarkasteltiin teoreettisesti ja kenttäkokein. Heikkojen VHF-alueen radioaaltojen voimakkuutta ja tahattomia käsien liikkeitä rekisteröitiin valituilla koepoluilla. Koehenkilöinä on ollut yliopiston opiskelijoita ja muita vapaaehtoisten ryhmiä. Kiinnostavin ryhmä oli kokeneet kaivonkatsojat, joiden käsienliikereaktioihin radioaaltojen vaikutuksista löytyy viitteitä kirjallisuudesta. Radioaaltojen voimakkuuden vaihteluja mitattiin spektrianalysaattorilla ja laajakaistaisella VHF-alueen integroivalla mittarilla. Käsien liikkeitä rekisteröitiin potentiometriin perustuvilla liikeantureilla. Lihasten sähköimpulsseja rekisteröitiin elektromyografia- eli EMG-laitteella. Eri koesarjoissa koehenkilöt (yhteensä 140) kävelivät, istuivat hitaasti vedettävässä vaunussa tai istuivat liikkuvassa autossa. Reaktioita tarkkailtiin ja käsien liikkeet ja mitatut kentänvoimakkuudet rekisteröitiin ja analysoitiin tietokoneella. Eri koehenkilöiden tuloksia, reagointipaikkoja ja rekisteröityjä käyriä 5–35 km:n etäisyydellä mastoista tarkasteltiin silmämääräisesti. Pearsonin korrelaatiolaskentaa apuna käyttäen tuloksia verrattiin radiomastojen säteilyn voimakkuuteen. Eri ihmisten reagointikohtia ja käyriä samoilta koealueilta vertailtiin keskenään. Koeasetelmassa käsienliikkeiden todettiin korreloivan joidenkin kyynärvarren ja hartialihasten (mm. pronator teres ja trapezius) EMG-signaaleihin. Joidenkin koehenkilöiden tulokset korreloivat keskenään. Hitaasti vedettävässä vaunussa ja liikkuvassa autossa tehdyissä kokeissa tuli esille korrelaatio vartalon edessä olevien käsien loittonemis-lähestymis-liikkeiden ja koehenkilön välittömässä läheisyydessä mitattujen 1 mV/m -tasoisten radio- ja TV-signaalien voimakkuusvaihtelujen välillä. Avoimella kentällä henkilöt reagoivat hyvin eri tavoin. Parhaiten yhteys tuli esille rakennusten lähellä sijaitsevilla koealueilla, joissa radioaallot heijastuivat rakennuksen seinästä muodostaen selkeitä seisovan aallon kuvioita. Useat taajuusmoduloidut VHF-alueen radiosignaalit summautuivat näissä paikoissa samanaikaisesti. Johtopäätöksenä on, että tahattomat käsienliikkeet tapahtuvat kehon vasteena VHF-kentän voimakkuuden muutoksille. Reaktio tapahtui yleensä interferenssi-kuvioissa tai seisovissa aalloissa, jotka muodostuvat FM-radio- ja TV-lähetysten monitie-etenemisestä radioaaltojen heijastuessa rakennusten seinistä tai muista kohteista. Tämä ei-lämpövaikutustason reaktio oli selvästi havaittavissa olkapään tasalle koukistetun käden tahattomana ojennus-koukistus-liikkeenä 39 prosentilla testatuista 85 opiskelijasta.