Examensarbeten

Title: Host plant preference of malaria mosquitoes during the dry season in Burkina Faso.

Supervisor: Hillary Kirwa (hillary.kirwa@slu.se), Department of Plant Protection Biology, SLU

Co-supervisors: Rickard Ignell and Sharon R. Hill, Department of Plant Protection Biology

Brief description:

Mosquitoes frequently visit plants to obtain sugars as energy source. However, differences among plants in accessible sugars affect mosquito survival and reproduction. Recent studies have demonstrated that, while mosquitoes are selective in their choices of plants they feed on, infection with Plasmodium parasites, the causative agent of malaria, increases both the attraction of the vector to and sugar uptake from the preferred host plants. As a result, plant sugar source can be a significant driver of malaria transmission dynamics, with some plant species providing plant sugars with variable nutritional quality, and exhibiting either suppression or enhancement of malaria transmission. Consequently, understanding plant selection for feeding by malaria vectors is essential and offers promising opportunities for the suppression of vector competence and the development of novel control strategies against malaria. In this study, we will seek to identify the natural host plants for sugar sources of malaria vectors during dry season with the goal of determining the host plant range of Plasmodium-infected and non-infected malaria mosquitoes, using plant DNA barcoding.

What you will be doing:

You will be working on already collected mosquito samples from a malaria endemic region in western Burkina Faso. Using molecular techniques, you will extract and identify plant genomic DNA from the mosquito abdomen, following an established protocol, identify Plasmodium parasites from the head and thorax of collected mosquito samples.

Expertise to gain in this project:

The project will encompass molecular analyses techniques, and you will get to work in a well-equipped molecular laboratory, gaining skills in:

• Extraction of genomic DNA
• Use of conventional PCR and real time PCR
• Analysis of genomic DNA sequences

Time frame:

This will be a short-term (3 - 6) master’s thesis project. If this interests you, please contact me.

Title: Tracking fungicide resistance in the pathogen responsible for early blight disease in potato

Supervisors: Chiara De Pasqual (chiara.de.pasqual@slu.se), Department of Plant Protection, SLU

Åsa Lankinen, Department of Plant Protection, SLU

Brief description: In agriculture, pathogens and disease spread are primarily controlled with fungicides. While these chemicals effectively control diseases, their widespread application poses environmental risks and select for pathogens that are increasingly resistant to their efficacy. Therefore, we need to constantly monitor their efficacy to avoid misuse.

What you will be doing:

You will be working with the fungus Alternaria solani, previously collected from potato fields, and a currently used fungicide. You will be performing assays that test whether different fungicide concentrations affect the ability of the fungus’ spores to germinate and continue to spread in the fields.

This project entails:

• Maintenance of fungal cultures
• Spore harvest, count and germination assay
• Microscope work

Time frame:

This project is suitable for an independent project (Bachelor thesis) with flexible time frame within spring and/or summer 2024.

Title: Drought and heat stress tolerance in Oats

Supervisor: Sajeevan Radha Sivarajan (sajeevan.radha.sivarajan@slu.se), Department of Plant Protection Biology, SLU

Brief description:

Drought and heat stress are the two most important abiotic stresses affecting crop yields worldwide. Conventionally, drought and heat stress are studied by applying the stresses and analyzing the responses individually.On the contrary, in nature, the situation is different. Crop plants are routinely exposed to simultaneous drought and heat stress, leading to a more severe yield loss than that of individual stresses. Oat (Avena sativa L.) is one of Sweden's major food and fodder crops. The response of oat plants to drought and heat stress, individually or in combination, has not been studied at the physiological, metabolic, or molecular level. Therefore, the specific focus of the projects will be to phenotype the oat population and decipher the physiological, metabolic, or molecular responses to individual and combinations of drought and heat stress at different stages of development.

Where you will work:

Greenhouse and Control growth chambers for stress imposition and phenotyping activities.

Well-equipped labs for metabolic and molecular work.

What you will become an expert:

The project will encompass various physiological, biochemical, and molecular analyses. Depending on the project duration, you can work on different below-mentioned activities

Stress physiology - gravimetric method of drought stress imposition

Physiological measurements - photosynthesis, chlorophyll fluorescence, etc.

Biochemical analyses - quantify the toxic and protective enzymes in tissues

Molecular analysis – global gene expression through RNA Seq analysis and real-time PCR

Metabolic analysis – identify various metabolites through metabolomics analysis

Time Frame:

We are flexible and can discuss the time frame.

I have multiple openings for master's thesis, both long (1 year) and short-term (3 - 6 months) projects. If this interests you, please contact me and we can chat further on the details of the project.

Title: Genome-wide identification and expression analysis of targeted transcription factor family in Avena sativa L.

Supervisor: Sajeevan Radha Sivarajan (sajeevan.radha.sivarajan@slu.se), Department of Plant Protection, SLU

Brief description:

The oat (Avena sativa) genome has recently been sequenced from Sweden (Kamal et al., 2022). There are not many studies diverted toward understanding the gene families involved in drought and heat stress tolerance in oats. Many transcription factors (TFs) and kinase families contributing to drought and heat stress responses have been identified and reported in wheat and barley. A large proportion of genes in plant genomes (~10%) potentially encode TFs and substantial numbers of TFs are involved in stress tolerance [Franco-Zorrilla et al., 2014]. The TFs interact specifically with cis-elements in promoter regions of genes they regulate. Thus, it is essential to understand the TFs genomic structure and cis-elements in their promoters for any targeted modification to enhance stress tolerance.

Where you will work:

Control growth chambers for stress imposition and sample collection¸ Well-equipped labs for molecular work.

What you will become an expert:

Bioinformatics: Identify the transcription factor transcripts from the oat genome and various analyses using different bioinformatics tools like Pfam (https://pfam.xfam.org/); functional and evolutionary relatedness through phylogenetic analysis with MEGA software; Gene Structure Display Server (http://gsds.cbi.pku.edu.cn/); MEME motif searching tool (http://meme-suite.org/); promoter analysis PlantTFDB (http://planttfdb.cbi.pku.edu.cn/); etc. You will also get to work with a wet lab for expression analysis like RNA isolation, cDNA conversion, and Real-Time PCR analysis.

Time Frame:

We are flexible and can discuss the time frame.

This will be a short-term (3-6 months) master's thesis project. If this interests you, please contact me, and we can chat further on the project details.

Title: Heat stress and male sterility in strawberry plants.

 Supervisor: Carolina Diller (carolina.diller@slu.se), Department of Plant Protection, SLU

Brief description:

Due to climate change, plants are increasingly exposed to heat waves when flowering. This is bad news for the temperature sensitive pollen grains, as high temperatures can lead to increased pollen sterility.

Interested in being part of the solution?

In this project, we will be screening for pollen heat tolerant genotypes in the strawberry wild crop relative, Fragaria vesca (smultron), and also across some garden strawberry cultivars.

This project entails:

• greenhouse, growth chamber work
• lots of microscope work (counting pollen grains)
• and perhaps working with pollinators as well.

Time Frame:

We are flexible and can discuss the time frame.

If this interests you, please contact me and we can chat further on the details of the project. This project most likely will have room for two master projects. First come, first serve!

Handledare: Mattias Larsson

Institutionen för Växtskyddsbiologi

Kemisk ekologi Agrikultur

040-41 53 10
0732-44 53 88

Vall- och grönfoderväxter odlas på 1,1 miljoner hektar åkermark, vilket gör dem till Sveriges största gröda. En väl fungerande grovfoderproduktion i Sverige, med tillgång till lämpliga sorter för både södra och norra Sverige, är av största vikt för svenska gårdars lönsamhet. En viktig del i vallens proteinproduktion är de kvävefixerande vallbaljväxterna, där rödklöver är mest använd i Sverige. Ekologiskt odlad klöver från ekologiskt klöverfrö är särskilt värdefull inom ekologiskt lantbruk, eftersom det är en godkänd gödslingsmetod och även godkänt kreatursfoder för ekologisk djurhushållning. Tillgång på ekologiskt klöverfrö är därför en nödvändig resurs för stora delar av det ekologiska lantbruket.

En utmaning inom rödklöverfröodlingen är att avkastningen varierar extremt mycket, vilket kan leda till brister i tillgång på utsäde generellt eller av en enskild sort eller typ av klöver. Orsakerna till de låga skördarna är förmodligen dels dålig frösättning. Det finns många indikationer på att abundansen och mångfalden av pollinatörer är en viktig orsak till låga fröskördar i rödklöver, men det saknas ännu entydiga data som särskiljer betydelsen av pollinatörer från andra orsaker. Framför allt finns det en brist på studier som kan påvisa starka samband som stödjer att produktionslandskapets allmänna utarmning leder till en minskning av strategiska pollinatörsarter som svarar för viktiga ekosystemtjänster, och att detta i sin tur påverkar fröskördarna negativt hos rödklöver. En annan orsak till låga skördar utgörs av skadedjur, framför allt olika arter klöverspetsvivlar av släktet Apion, som utgör svåra skadegörare på klöverfrön. Inom konventionell odling kan man numera ofta bekämpa klöverspetsvivlar framgångsrikt med hjälp av moderna så kallade neonikotinoider, men detta är inte tillåtet inom ekologisk odling. Vi måste alltså hitta andra alternativ för att hantera vivelproblem

Inom vårt projekt studerar vi båda de huvudsakliga orsakerna till dålig fröskörd parallellt. För närvarande fokuserar vi till stor del på hur pollinationsframgång varierar i olika delar av Sverige. Pollinatörsfaunan i södra Sverige och framför allt Skåne, är mycket utarmad, medan situationen är annorlunda längre norrut, där olika humlearter gynnas av ett mer komplext landskap och högre andel vallodling. Vi studerar vilken betydelse detta har för lokala fröskördar i rödklöver, för att avgöra hur stor roll den minskande diversiteten av pollinatörer spelar för vikande fröskördar.

Handledare: Mattias Larsson

Institutionen för Växtskyddsbiologi

Kemisk ekologi Agrikultur

040-41 53 10
0732-44 53 88

Raps utgör en betydelsefull gröda i Sverige och odlas på ca 100 000 hektar årligen, varav 85-90% utgörs av höstraps sedan förbudet mot neonikotinoidbetning av utsäde har gjort det svårt att odla vårraps på grund av skadedjursproblematiken. Rapsen är populär bland många odlare, med god lönsamhet vid normal skörd, och utgör en gynnsam gröda i växtföljden. För raps utgör de sammanlagda hoten från olika insektsskadegörare ett stort problem, både i nutid och i ett framtidsperspektiv. Svårigheten att kontrollera insektsskadegörare utan tillgång till bekämpningsmedel är en viktig orsak till att lantbrukare som odlar ekologiskt ofta väljer att avstå från raps, då det anses alltför riskfyllt. En liknande situation skulle kunna uppstå även i det konventionella jordbruket, genom en kombination av resistensutveckling hos skadegörare och genom att allt fler preparat försvinner. Detta bör förebyggas genom att odlingssystemen anpassas för att hålla nere skadetrycket och resistensproblem hos skadegörarna motverkas för att inte mista de verksamma preparat som finns tillgängliga.

Vi studerar skadegörande insekter i raps, med syfte att förstå orsakerna till deras populationstillväxt i ett landskapsperspektiv, samt för att ta fram övervakningsmetoder och bekämpningströsklar. Under de senaste åren har vi framför allt fokuserat på skidgallmyggan, som under de senaste åren seglat upp som en epidemisk och mycket allvarlig skadegörare. Den lägger ägg i rapsskidor, vilket får skidorna att öppna sig och släppa fröna i förtid, vilket leder till stora skördeförluster. Skidgallmyggan kan bara angripa små och späda rapsskidor av egen kraft, men kan även dra nytta av en annan skadegörare, den blygrå rapsviveln. När den blygrå rapsviveln födognager på rapsskidor bildas hål som skidgallmyggan kan utnyttja för att angripa även större och mognare skidor. Vi planerar också att utvidga studierna till andra rapsskadegörande insekter och studera interaktioner mellan olika skadeinsekter och deras naturliga fiender, samt hur detta påverkas av olika bekämpningsåtgärder.