| dc.date.accessioned |
2012-05-15T12:34:24Z |
und |
| dc.date.accessioned |
2017-11-06T10:58:56Z |
|
| dc.date.available |
2012-05-15 |
fi |
| dc.date.available |
2012-05-15T12:34:24Z |
und |
| dc.date.available |
2017-11-06T10:58:56Z |
|
| dc.date.issued |
2012-01-30 |
|
| dc.identifier.uri |
http://hdl.handle.net/10138/33381 |
|
| dc.publisher |
Helsingin yliopisto |
fi |
| dc.publisher |
Helsingfors universitet |
sv |
| dc.publisher |
University of Helsinki |
en |
| dc.title |
Nanoscale Structural Study of Genetically Modified Arabidopsis Thaliana by X-Ray Radiation |
en |
| ethesis.discipline |
Physics |
en |
| ethesis.discipline |
Fysiikka |
fi |
| ethesis.discipline |
Fysik |
sv |
| ethesis.discipline.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/3434818f-62d6-4ad2-9c9b-7a86be9cf8e6 |
|
| ethesis.department.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/3acb09b1-e6a2-4faa-b677-1a1b03285b66 |
|
| ethesis.department |
Institutionen för fysik |
sv |
| ethesis.department |
Department of Physics |
en |
| ethesis.department |
Fysiikan laitos |
fi |
| ethesis.faculty |
Matematisk-naturvetenskapliga fakulteten |
sv |
| ethesis.faculty |
Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta |
fi |
| ethesis.faculty |
Faculty of Science |
en |
| ethesis.faculty.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/8d59209f-6614-4edd-9744-1ebdaf1d13ca |
|
| ethesis.university.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/50ae46d8-7ba9-4821-877c-c994c78b0d97 |
|
| ethesis.university |
Helsingfors universitet |
sv |
| ethesis.university |
University of Helsinki |
en |
| ethesis.university |
Helsingin yliopisto |
fi |
| dct.creator |
Ahvenainen, Patrik |
|
| dct.issued |
2012 |
|
| dct.language.ISO639-2 |
eng |
|
| dct.abstract |
Cellulose is the most abundant natural material on Earth. New ways to utilize the limited resources on Earth for the benefit of the human kind can be found by studying genetically modified plants.
The nanoscale structure of organic matter is important to its macroscopic properties. Natural materials can be characterized by measuring the degree of crystallinity in the material and the average dimensions of the crystallites. The cellulose crystallites are helically wound as long fibrous microfibrils in which crystalline and less ordered (amorphous) regions alternate. The microfibril angle (MFA) is the angle of these microfibrils with respect to the cell axis and it is linked with the longitudinal stiffness of the material. A wide-angle X-ray scattering (WAXS) method can be used to study these nanoscale properties of the matter in a non-destructive manner.
Arabidopsis thaliana (AT) is an important model system for plant biology. It is a widely spread small flowering plant with a short life cycle and a relatively small genome which has been fully sequenced. X-ray microtomography confirmed that the AT cells are generally round rather than rectangular unlike xylem cells. The cellular structure of the plants was not destroyed in the WAXS measurements.
The resolution obtained from the measurements of samples with natural humidity was not sufficient hence all the samples were measured dry. A total of 62 samples were measured with the WAXS set-up, 15 of them wild type plants and the rest genetically modified. In this study the WAXS data analysis methods were enchanced for the benefit of the weakly scattering Arabidopsis samples.
The mean crystallite width of all samples ranged from 26 to 30 Å. This is consistent with the crystallite width being determined during the biosynthesis of cellulose. The values for the degree of crystallinity ranged from approximately (20 30)% and all the average values were slightly above 25%. The mean microfibril angle varied greatly between the samples, all the way from 2 to 21 degrees. The mean values of different lines varied more for the MFA than for other properties. Statically significant differences between means of different lines were seen for one line in the degree of crystallinity, for one line in the MFA and for two lines in the crystallite width. Due to small sample sizes these differences should be considered mostly as indicative and not as conclusive evidence on the effects of the genetic modification. |
en |
| dct.abstract |
Selluloosa on yleisin luonnossa esiintyvä materiaali. Tutkimalla geenimuunneltuja kasveja voidaan löytää uusia tapoja käyttää Maapallon rajallisia resursseja ihmiskunnan hyväksi.
Luonnonmateriaalin makroskooppisten ominaisuuksien kannalta on tärkeä tuntea sen rakenne nanometrin tarkkuudella. Materiaalia voidaan tutkia mittaamalla sen kiteisyysastetta ja näiden kiteiden kokoa. Selluloosakiteet ovat kiertyneet soluseinän ympärille pitkiksi kuitumaisiksi mikrofibrilleiksi, jotka muodostuvat kiteisen ja huonommin järjestäytyneen (amorfisen) selluloosan vuorottelevista alueista. Mikrofibrillikulma on se kulma, jonka nämä kuidut muodostavat solun akselin kanssa. Se korreloi materiaalin pitkittäissuuntaisen jäykkyyden kanssa. Laajakulmaröntgensirontamenetelmällä voidaan tutkia näitä nanotason ominaisuuksia näytettä vahingoittamatta.
Arabidopsis thaliana (lituruoho) on tärkeä kasvibiologian mallisyystemi. Se on laajalle levinnyt pieni kukkiva kasvi, jolla on sekä lyhyt elämänkierto että suhteellisen pieni ja kauttaaltaan tunnettu genomi. Röntgenmikrotomografialla otetut kuvat vahvistivat, että Arabidopsiksen solut ovat yleisesti ottaen pyöreitä eivätkä suorakulmaisia kuten puusolut. Kasvien solukkorakenne ei tuhoutunut röntgensirontamittauksissa.
Luonnollisen kosteuden omaavia näytteitä ei saatu mitattua riittävän tarkasti, joten kaikki näytteet mitattiin kuivina. Laajakulmaröntgensirontamenetelmällä mitattiin yhteensä 62 näytettä, joista 15 oli villin tyypin kasveja ja loput geneettisesti muunneltuja. Tutkimuksessa jatkokehitettiin tämän menetelmän data-analyysimetodeja heikosti sirottavalle lituruoholle sopiviksi.
Kaikkien mitattujen näytteiden kiteenleveydet olivat välillä 26-30 Å. Havainto sopii sen kanssa, että kiteenleveydet määräytyvät selluloosan biosynteesissä. Kiteisyysasteen vaihteluväli oli noin (20 30)% ja näytesarjojen keskiarvot olivat hiukan yli 25%. Keskimääräinen mikrofibrillikulma puolestaan vaihteli paljon näytteiden välillä aina kahdesta asteesta 21:een asteeseen ja sarjojen keskiarvotkin vaihtelivat enemmän kuin muiden ominaisuuksien. Tilastollisesti merkittäviä eroja näytesarjojen keskiarvoissa löytyi yhden sarjan kohdalla kiteisyysasteissa, yhden keskimääräisissä mikrofibrillikulmissa ja kahden kohdalla kiteenleveyksissä. Pienen näytekoon takia näitä eroja voidaan pitää lähinnä jatkotutkimuksia ohjaavina eikä sitovina todisteina geenimuuntelun tuloksista. |
fi |
| dct.language |
en |
|
| ethesis.language.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/languages/eng |
|
| ethesis.language |
English |
en |
| ethesis.language |
englanti |
fi |
| ethesis.language |
engelska |
sv |
| ethesis.supervisor |
Serimaa, Ritva |
|
| ethesis.thesistype |
pro gradu-avhandlingar |
sv |
| ethesis.thesistype |
pro gradu -tutkielmat |
fi |
| ethesis.thesistype |
master's thesis |
en |
| ethesis.thesistype.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/thesistypes/mastersthesis |
|
| dct.identifier.urn |
URN:NBN:fi-fe201205155552 |
|
| dc.type.dcmitype |
Text |
|
| dct.alternative |
Nanoskaalan rakenteellinen röntgentutkimus geneettisesti muunnellusta lituruohosta |
fi |
| dct.rights |
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited. |
en |
| dct.rights |
Publikationen är skyddad av upphovsrätten. Den får läsas och skrivas ut för personligt bruk. Användning i kommersiellt syfte är förbjuden. |
sv |
| dct.rights |
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty. |
fi |
