Browsing by Title

Tutkimuksen tavoitteena on selvittää Festuca rubra subsp. oelandica -alalajin mahdollinenkäyttöarvo geenivarantona jalostettaessa ilmastonmuutokseen sopeutuvia viljelykasveja. Työssä tutkittiin lajin potentiaalia toimia geenivarantona tarkastelemalla kolmen Festuca rubra subsp. oelandica -populaation kloroplastien geneettisiä rakenteita mikrosatelliittien (cpSSR) avulla. Tutkimukseen sisällytettiin 58 alun perin kolmelta kasvupaikalta Öölannista kerättyä yksilöä.Tutkimus toimi lisäselvityksenä Luonnonvarakeskuksen ”Manipulating Grass – Fungal Endophyte Symbioses to Reduce Greenhouse Gas Emissions and Increase Soil Carbon Sequestration in Pastures of Finland, New Zealand, and the United States” -hankkeeseen liittyen. Kolmen öölanninpunanatapopulaation kloroplastien geneettisiä rakenteita tarkasteltiin alleelien muuntelua kuvaavien muuttujien, pääkoordinaattianalyysin, Bayesialaisen populaatiorakenneanalyysin sekä molekylaarisen varianssianalyysin perusteella. Pääkoordinaattianalyysin mukaan öölanninpunanatan kloroplastien geneettiset rakenteet eroavat merkittävästi muista pohjoiseurooppalaisista F. rubra-populaatioista. Analyysin mukaan öölanninpunantan kloroplastit olisivat jakautuneet viiteen geneettiseen ryhmään. Populaatioiden kloroplastien alleelien muuntelua kuvaavien muuttujien perusteella ei havaittu populaatioiden välisiä tilastollisesti merkitseviä eroja. Varianssianalyysin mukaan aineistossa havaittu muuntelu oli lähes yksinomaan yksilöiden välistä muuntelua. Populaatioden välillä ei havaittu varinassianalyysin perusteella tilastollisesti merkitseviä eroja. Populaatiorakenneanalyysin mukaan aineiston optimaalisin jaottelu saavutettiin jakamalla aineisto viiteen klusteriin. Klusterijako ei noudattanut oletettujen maantieteellisten populaatioiden jakoa. Klustereille suoritetun varianssianalyysin mukaan aineistossa havaittu muuntelu oli lähes yksinomaan yksilöiden välistä muuntelua. Klustereiden välillä ei havaittu varianssianalyysin perusteella tilastollisesti merkitseviä eroja. Käytettyjen menetelmien avulla aineistosta ei havaittu tilastollisia merkitsevää geneettistä ajautumista eikä aineistosta löydetty tilastollisesti merkitseviä osapopulaatioita. Öölanninpunanatan arvioitiin soveltuvan Festuca-sukuisten kasvien sekundääriseksi geenivarannoksi. Öölanninpunanatan mahdollinen polveutuminen eri jääkaudenaikaisesta kannasta kuin nykyiset viljellyt Festuca- ja Lolium-lajikkeet saattaa muodostaa kiinnostavan perinnöllisten ominaisuuksien varannon kasvijalostuksen kannalta. Lisätutkimusta kaivataan, jotta voidaan määrittää tarkemmin öölanninpunanatan sijainti Festuca-suvun taksonomiassa sekä lajin käyttömahdollisuudet viljelykasvien jalostuksessa. Alvarmaiden pirstaloituminen saattaa muodostaa uhan öölanninpunanatan muodostamalle hyödyntämättömälle geneettiselle varannolle.

Opaskoirakoulu kasvattaa itse suurimman osan tarvitsemistaan koirista. Tärkeimpinä jalostuskriteereinä pidetään terveyttä ja luonnetta, ulkomuodolla ei ole suurta merkitystä. Opaskoirakoulu testaa itse pentujen luonneominaisuuksia pentutesteillä ja koulutukseen tulevien koirien ominaisuuksia soveltuvuustesteillä. Soveltuvuustestien perusteella päätetään, jätetäänkö koira koulutukseen opaskoirakoululle vai ei. Lisäksi testien avulla pyritään valitsemaan koirat siitokseen. Tämän tutkimuksen tarkoitus oli selvittää opaskoirien soveltuvuustesteissä mitattavien ominaisuuksien periytymisasteiden arvioita ja ominaisuuksien välisiä yhteyksiä. Aineistona olivat Opaskoirakoululta saadut soveltuvuustestien tulokset vuosilta 1997-2008 (yhteensä 1682 testitulosta 465:ltä koiralta). Suomen Kennelliitosta saatiin lisäksi koirien sukulaistiedot sisältävä labradorinnoutajien rekisteritiedosto, jossa oli yhteensä 43 320 koiraa. Tutkittavia muuttujia olivat testiaineiston yksitoista eri luonneominaisuutta: temperamentti, keskittymiskyky, hermorakenne, toimintakyky, stressi, suhtautuminen toisiin koiriin, suhtautuminen ihmisiin, suhtautuminen liikenteeseen, paikka-arkuus, kovuus ja koulutettavuus. Kiinteiden tekijöiden tarkasteluun käytettiin WSYS-L- ja XWSYS - ohjelmistoja ja perinnöllisten tunnuslukujen arviointi tehtiin Restricted Maximum Likelihood -menetelmällä VCE6 -ohjelmaa käyttäen. Ympäristötekijöistä luonneominaisuuksiin vaikuttivat merkitsevästi sukupuoli, testi-ikä, syntymävuosi, syntymävuodenaika ja testaaja. Tutkittujen ominaisuuksien toistumiskertoimet ja periytymisasteiden arviot vaihtelivat ominaisuuksittain melko paljon. Korkeimmat toistumiskertoimet olivat koulutettavuudella (r = 0,58), paikka-arkuudella (r = 0,55) ja stressillä (r = 0,53). Alhaisin toistumiskerroin oli suhtautumisella liikenteeseen (r = 0,28) eli toistuvuudet kaikilla ominaisuuksilla olivat melko alhaisia tai kohtalaisia. Korkeimmat periytymisasteiden arviot olivat koulutettavuudella ja stressillä (h2 = 0,29). Alhaisimmat periytymisasteiden arviot olivat suhtautumisella liikenteeseen (h2 = 0,07), kovuudella (h2 = 0,08) ja paikka-arkuudella (h2 = 0,09). Luonneominaisuuksien väliset geneettiset korrelaatiot vaihtelivat tässä tutkimuksessa paljon, mutta olivat suurimmaksi osaksi korkeita ja positiivisia. Korkeimmat positiiviset geneettiset korrelaatiot olivat keskittymiskyvyn ja hermorakenteen, keskittymiskyvyn ja stressin, hermorakenteen ja stressin, keskittymiskyvyn ja koulutettavuuden, hermorakenteen ja koulutettavuuden ja stressin ja koulutettavuuden välillä (rg = 0,95 - 0,99). Alhaisimmat positiiviset geneettiset korrelaatiot olivat yleisesti paikka-arkuuden ja kaikkien muiden ominaisuuksien välillä (rg = 0,05 - 0,75) sekä kovuuden ja kaikkien muiden ominaisuuksien välillä (rg = 0,35 - 0,75). Alhaisissa positiivisissa geneettisissä korrelaatioissa myös keskivirheet olivat korkeita. Temperamentti korreloi negatiivisesti kaikkien muiden ominaisuuksien kanssa (rg = -0,10 - - 0,61). Myös suhtautumisen toisiin koiriin ja kovuuden välillä geneettinen korrelaatio oli epäsuotuisa (rg = - 0,18). Alhaiset periytymisasteiden arviot voivat johtua siitä, että soveltuvuustesti ei kuvasta koiran luonneominaisuuksia. Yksi syy alhaisiin periytymisasteisiin voi olla myös se, että ominaisuuksien takana onkin jokin laajempi luonneominaisuus, josta testissä nähdään vain viitteitä eri ominaisuuksia arvioitaessa. Myös korkeat geneettiset korrelaatiot viittaisivat siihen, että eri ominaisuuksia arvioitaessa arvioidaankin yhtä ja samaa laajempaa kokonaisuutta. Soveltuvuustesteissä arvioitavissa ominaisuuksissa oli geneettistä vaihtelua, joten niihin voidaan vaikuttaa jalostusvalintojen kautta.

Tämän tutkielman tutkimusongelmana on operatiivisen tilaus-toimitusprosessin ominaispiirteiden nimeäminen sekä kyseisen prosessin kehittäminen sesonkityyppisessä liiketoiminnassa. Tutkimuksen apuna käytetään prosessin uudelleensuunnittelun keskeisiä teorioita. Tutkielman tavoitteena on luoda viitekehys, jota voidaan soveltaa kehitettäessä tai uudelleen suunniteltaessa tilaus-toimitusprosessia erityisesti sesonkityyppisen liiketoiminnan parissa. Empiirisessä osuudessa testattiin viitekehyksen soveltuvuutta käytäntöön todellisen kohdetapauksen avulla. Tässä tutkimuksessa kehitettävänä oli toimeksiantajayrityksen Oyj Stockmann Abp:n ja sen yhteistyökumppanin Itella Logistics Oy:n välinen tilaus-toimitusprosessi. Useat organisaatiot kehittävät toimintojaan vain omista näkökulmistaan. Tämä johtaa siihen, että toimitusketjun jokainen osa optimoi vain omia toimintojaan ja lopulta asiakkaan tarpeet alkavat unohtua eikä ketjun toimintaa enää kehitetä asiakaslähtöisesti. Tästä syystä tilaus- ja toimitusprosessin kehittäminen tulee perustaa asiakaslähtöiseen prosessin analysointiin. Tässä tutkimuksessa painopistealueita ovat asiakkaalle arvoa tuottavat ja tuottamattomat toiminnot sekä informaation välityksen varmentaminen kaikilla prosessin tasoilla. Seikkaperäinen analysointi vaatii poikkeuksetta prosessin mallintamista ja tämän tueksi laadittavaa prosessia selittävää käsikirjaa. Teoreettisena lopputuloksena on tässä tutkimuksessa syntynyt viitekehys, joka perustuu näihin lähtökohtiin. Empiirisessä osassa todettiin, että tilaus-toimitusprosessia voidaan tehostaa minimoimalla useiden tietojärjestelmien aiheuttamaa ylimääräistä työntekoa. Käytännössä ongelmat ilmenivät järjestelmien rajapinnoissa, jonka takia useat tilaus-toimitusprosessiin liittyvät transaktiot oli syötettävä järjestelmään erikseen. Manuaalinen ja ylimääräinen työsuoritus lisäävät virheiden syntymisen mahdollisuutta, kuluttavat resursseja sekä lisäävät ihmisten työmäärää. Tutkimuksen kirjoittajan näkemyksen mukaan ihanne olisi, jos kaikki transaktiot tehtäisiin ainoastaan kerran yhdessä järjestelmässä. Tämä vaatii kuitenkin informaation vaihdannan lisäämistä, operatiivisten toimintojen uudelleen suunnittelua ja yhteistyön lisäämistä prosessin eri tasoilla.

The aim of this thesis was to define optimal packaging conditions for four fresh ready-to-cook and pre-cut vegetable mixes. The packaging conditions consisted of perforated and non-perforated film which were investigated in two different gas mixtures. One of the gas mixtures consisted of modified atmosphere which was chosen in advance and the other gas mixture consisted of normal atmosphere. The literature study focused on the negative influences of processing methods on the physiological properties of vegetables. The main principles of packaging solutions by which negative influences of fresh-cut produce could be minimized with were also mentioned. The main target of the experimental study was to examine if perforated films could be used for avoiding of in-package anaerobic respiration which is a common reason for vegetable spoilage. The respiration rates of the products were measured and with the results an optimally perforated film was defined for each product. The gas concentrations were measured electronically and the quality of the products were evaluated with sensory evaluations and microbiological determinations. Electronically measured gas concentrations were verified gas chromatographically and also the water vapour transmission properties of the films were studied. With perforated film and modified atmosphere gas concentrations remained most constant and they were mainly held in aerobic respiration level. With other packaging solutions very low oxygen levels and very high carbon dioxide levels were observed which was also noticed in the sensory evaluations where off-odours and off-flavours were discovered. With perforated film and modified atmosphere the growth of yeasts, molds and bacteria was smaller than with perforated film and normal atmosphere. The verification of the gas measurements was successful and gas concentrations which were measured both electronically and gas chromatographically were on the same range though minor differences in the accuracy of the results were discovered. The most optimal packaging solution for tested products was achieved with perforated film and modified atmosphere.

The optimal harvesting for a set of even-aged Dahurian Larch (Larix gmelinii) stands located in Aershan area of the northeast of Inner Mongolia, China, are studied. The effects of catastrophic pest outbreaks (i.e. Siberian moth) on the optimal harvesting plan are also studied, and the comparison on these two cases, namely deterministic and stochastic, are analyzed. The simulation is based on an individual-tree diameter growth model, an individual-tree height model, and model for the tree mortality for the coming 5-year period. Combined with the simulation system, the optimization model modified from Hyytiäinen et al. (2005) is able to find the number of thinnings, intensity of thinning, type of thinning, subject to given rotation lengths. In even-aged management, the objective variable is the bare land value with 3.5% discount rate. In addition, a scenario approach is applied when simulating the effects of catastrophes, i.e., pest outbreaks. Stochasticity here is represented by a set of scenarios. The timing of an insect outbreak is random. In order to know the frequency of insect outbreak, an exponential model is applied. The numerical results indicate that the probability that an outbreak at epidemic level will occur within an interval of 5 years is about 0.39. Within a 10-year interval the probability is about 0.63. It is nearly certain that an outbreak at epidemic level occurs within 45 years. The optimal solutions are presented separately for deterministic and stochastic cases. For the deterministic case, the results indicate that high bare land values were associated with stands of high basal area, tree diameters and height. Typically, the higher the mean annual increment and the site quality, the higher the bare land value. Meanwhile, the results show that the optimal rotation may vary considerably (40-58 yrs) at 3.5% interest rate depending on the initial stand state. In the stochastic case, considering the effect of catastrophe of pest outbreak, numerical results show that the optimum roation is shortened and the mean values of bare land value are about 14.8% to 25.6% lower compared with the deterministic case.

This study analyzes the optimal harvesting of single species uneven-aged Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.), Scots pine (Pinus sylvestris L.), and birch (Betula pendula Roth. and B. pubescens Ehrh.) stands, in addition to mixed species stands with all three species. The analysis is based on an economic description of uneven-aged forestry using a size-structured transition matrix model and a single-tree model. The optimization problem is solved in its general dynamic form using gradient-based interior point methods. Similar analysis on uneven-aged birch, Scots pine and mixed species stands in Nordic conditions has not been published. Increasing the harvesting interval decreases the average annual volume yield. Assuming natural regeneration, this suggests that volume yield is maximized by uneven-aged rather than even-aged management. The present value of stumpage revenues is maximized after saw timber and pulpwood prices, interest rate, and a 15-year harvesting interval are included. The economically optimal solution with a 3% interest rate produces an annual yield of 1.9, 5.5 and 2.9 cubic meters (m3) for Scots pine, Norway spruce, and birch respectively in single species stands at site with average productivity. At less productive sites, the mixed species stand is heavily dominated by Norway spruce regardless of interest rate. At more productive sites on the other hand, increasing interest rate increases species diversity. Both the optimal volume yield and net present value maximization solutions converge to unique species- and site-type-specific steady-states with constant harvests. The transition matrix model typically used in optimization studies is computationally less demanding than the single-tree model, but the differences in optimal solutions are more remarkable than earlier studies show. Additionally, it appears that the investmentefficient optimization model may result in steady-state solutions that significantly differ from the correct solutions.

The purpose of this study was to define economically optimal stand structures and harvesting cycles for uneven-aged Scots pine (Pinus sylvestris L.) in Finland. According to a recent proposal by Ministry of Agriculture and Forestry, uneven-aged management will be included in the new Forest Act as an alternative for future forest management in Finland. Uneven-aged management is also planned to be included in the Forest management practice recommendations by the year 2014. However, only little knowledge exists on optimal uneven-aged management in Finland, particularly on uneven-aged Scots pine. This thesis aimed at filling the gap in knowledge regarding economically optimal management of uneven-aged Scots pine. So far, economic studies on uneven-aged Scots pine have been conducted only in a static optimization framework, where optimal stand structure is constrained with a classic “reversed-J” diameter distribution, and transition cuttings are limited to one single harvest. In this work, stand structures and harvesting cycles were optimized for maximum volume yield and maximum stumpage revenues by applying both static and dynamic optimization. Until now, no dynamic optimization has been conducted on uneven-aged Scots pine. Static optimization was applied for different growth sites from mesic sites in Southern Finland (MT1300) to sub-xeric sites in Central Finland (VT1100). Mesic sites in Southern Finland were also optimized in a dynamic framework. A density-dependent individual tree model with latest ecological growth models was applied in optimization. The large-scale nonlinear problems were solved by means of numerical computing with discrete-time formulations. Present value of stumpage revenues was maximized applying 1% and 3% discount rates. Economically optimal harvesting cycle became 40 years in Southern Finland (site MT1300), and even longer at more northern and less fertile site types. Results imply that it is not economically optimal to manage Scots pine with a traditional selection method with short harvesting cycles, but rather with a heavy harvesting regime including low after cut basal areas. When maximizing present value of stumpage revenues, optimal after cut basal areas in Southern Finland were as low as 5 m2 (1% discount rate) and 3.2 m2 (3% discount rate) per hectare. A proposal of Ministry of Agriculture and Forestry suggests minimum after cut basal areas of 10–11 m2 per hectare for Southern Finland, which clearly exceed the optima of this study. Contrary to the existing results for uneven-aged Scots pine, economically optimal stand structure did not follow the classic reversed-J diameter distribution.

Aquaculture is seen as an answer to the future’s projected demand increase of seafood. This offers possibilities for the Finnish society to benefit economically. Globally, environmental concerns are set to the pressure the future demand, since the sector’s production is jointly linked to creating negative outputs, nutrient emissions. These problems are especially present in Finland, which’s offshore aquaculture production occurs geographically in one of the world’s most eutrophicated seas, the Baltic Sea. Finnish aquaculture regulation is currently a type of “command and control”, which is seen as one of the main reasons why the domestic production has decreased drastically in 21st century. Continuing to utilize feed quotas may not sufficient and incentivizing for the producers which creates need to review other possible economic instruments. This research studies the possibility of utilizing auctioned emission permits. The work contributes to auction theory of incomplete information games while adding Baltic Sea elements such as abatement costs to our analyzed model. This thesis addresses three questions: How can the chosen auction models support sustainable growth of aquaculture in economically efficient way? What is the level of optimal price floor? Which auction form is expected to create highest revenue surplus for the society? The policy maker is interested in assessing which of the chosen auction models is best allocation tool under present asymmetrical information. To combat the missing information on production values per kilogram of nitrate, Monte Carlo-simulation is utilized to generate values for the bidding producers. The analysis creates premise of including price floor in the mechanism designs to guarantee sustainability. The price floor guarantees that the value of allocated permit will be at least the size of our adopted abatement costs, which originate from certain mussel cultivation farm located in Sankt Anna, Sweden. The effects of two potential price floors are analyzed. First, which secures sustainability and second, which maximizes expected revenue surplus. Our modelled results follow the findings of the theory. All chosen auction designs are expected to create similar results in allocating the emission permits. To secure that the allocated permits are sustainable, and that the allocation maximize society’s revenue surplus, the social planner should implement price floor which is strictly higher than his personal valuation of the permit. This removes the possibility of auction being ex-ante efficient. Even though in the chosen model setting the price floor’s level was not dependent on the level of buyers, the social planner should not ignore the aspect of competition. By designing a mechanism that enables easy entry for bidders to participate, the auctions are expected to attract higher levels of competition which can create results that are closer to competitive markets. This can decrease the role of price floor, which may ease mechanism designing. To get more accurate results in the Finnish scene, more detailed information on possible domestic aquaculture production values is needed

Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 is the pathogen behind COVID-19, a contagious disease that has caused millions of deaths since the beginning of the global pandemic in 2019. It is essential to gain more knowledge about the factors affecting viral entry and infection to understand prevention and treatment possibilities for the pathogen. Initially, an immunostaining assay was set up and showed that at eight hours post-infection, the virus had entered the target cells and started protein production. Five host genes of interest, identified by collaborators, were transiently silenced using small interfering RNA knockdown of cell lines. Once the silencing had been optimized, the effect on SARS-CoV-2 infection was monitored at eight and 24 h post-infection. The main pipeline used to follow the cell entry and replication was an extraction of total RNA, reverse transcription reaction followed by quantitative digital droplet polymerase chain reaction, showing the concentrations of the expressed target genes in the cells. The protocols of the transfection and ddPCR were tested and optimized to provide reproducible and reliable results. Out of six tested transfection reagents, DharmaFECT 2 showed the most effective results, decreasing the expression of target genes DDX3X and PDE4A by more than 75% after a 24 h incubation. The produced knockdown cells were infected with a produced and purified stock of SARS-CoV-2. Plaque assays were made from samples collected 24 hours post-infection, but no difference could be seen in the titer of the virus between the transfected cells and negative control cells. In conclusion, using digital droplet polymerase chain reaction to follow the effect of host gene knockdown on virus replication is possible as long as the initial gene expression is high enough.

Human gut microbiota is an important topic for many different disciplines. Various factors, e.g. antimicrobial drugs and diet, affect the development and balance of gut microbiota and its interactions with the host. Plant based carbohydrates that transit unabsorbed and undigested through the upper parts of gastrointestinal tract are an important source of energy for the colon bacteria. Some of colon bacteria produce short chained fatty acids (e.g. acetate, propionate, butyrate) from these carbohydrates. SCFAs provide a source of energy and regulate the cell growth and metabolism. The changes in the diversity and abundance of the SCFA producing bacteria have been linked to many gut related diseases. Studying gut microbiota with today’s analytical methods is still challenging. In this work the effects of dietary fibers on gut microbiota were monitored with a static, single vessel batch model. A batch model is typically developed for the quick high-throughput screening of samples. Fiber samples were processed in various ways to increase their solubility and thus fermentability. In this work butyrate producing bacteria, Akkermansia muciniphila and bifidobacteria were targeted. Enumeration was performed with selective growth media and quantitative PCR. Bacterial population was characterized by 16S rRNA based sequencing. To quantitate only viable bacterial cells from the sample matrix by qPCR, samples were treated with propidium monoazide (PMA), which after light activation inhibits the amplification of double-stranded DNA from dead and lysed cells. Since acidic SCFAs accumulate in the sample suspension, pH decreases clearly during the incubation in the static model. This leads to conditions which do not resemble the ones in the colon. Two different buffer solutions, pH adjustment and shorter incubation time were tested to overcome this challenge. The numbers of A. muciniphila and some of the butyrate producers decreased in acidic environment and the proportion of acid-tolerant bacteria was clearly increased and dominated the bacterial population. The optimization of PMA treatment for fecal suspension samples proved to be challenging due to the highly variable composition of sample matrixes. Dietary fibers were observed to cause different changes in bacterial population: the most soluble fibers caused greater decrease of pH and thus greater proportion of acid tolerant bacteria in the population.