Das Projekt "Biologie und Kontrolle von Orobanche ramosa L." wird/wurde ausgeführt durch: Universität Hohenheim, Institut für Tropische Agrarwissenschaften (Hans-Ruthenberg-Institut) (490), Fachgebiet Agrarökologie der Tropen und Substropen (490f).Das parasitische Unkraut Orobanche ramosa L. verbreitet sich in Mitteleuropa und bedroht die Produktion mehrerer Kulturpflanzen - Tabak, Raps, Kartoffel, Karotte und Tomate. Im Gegensatz zu anderen Unkräutern, die mit der Kulturpflanze um Ressourcen konkurrieren, entnimmt O. ramosa Wasser, Nährstoffe und Assimilate direkt aus der Wirtswurzel. Dies führt zu erheblichen Ertrags- und Qualitätsverlusten. Da O. ramosa unmittelbar mit der Wirtspflanze verbunden ist und 90 Prozent der Parasitenentwicklung unterirdisch stattfinden, ist dieser Parasite schwer zu kontrollieren. In dieser Arbeit werden drei Ziele verfolgt: 1) Wir möchten mehr über die Populationsdynamik und die Verbreitung von O. ramosa in Deutschland erfahren. Zur Beschreibung von Populationen verwenden wir verschiedene klassische, aber auch molekulare Marker-Techniken (Polymerase-Ketten-Reaktion, PCR, mit spezifischen Mikrosatelliten; ISSR-PCR, RAPD). 2) Untersuchung der Pflanze-Pflanze-Interaktion unter besonderer Berücksichtigung von Resistanzmechanismen der Kulturpflanze (in diesem Fall Tabak), sowie Faktoren der Pathogenität von O. ramosa. Analyse der Produktion sekundärer Metabolite, reaktiver Sauerstoff-Zwischenprodukte (ROI), sowie der Exprimierung und Aktivität spezifischer Enzyme und Gene. 3) Entwicklung von Methoden zur Kontrolle von O. ramosa, basierend auf erworbener systemischer Resistenz (SAR) und der Verwendung spezifischer hyperparasitischer Bakterien und Pilze, die zur biologischen Kontrolle verwendet werden können.
Das Projekt "Die Rolle von NO in der Signaltransduktion bei pflanzlichen Abwehrreaktionen" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: GSF - Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit GmbH, Institut für Biochemische Pflanzenpathologie.Pflanzen verfügen über vielfältige Mechanismen zum Schutz vor Pathogenbefall oder Umweltstress. Dabei weisen pflanzliche Abwehrsysteme Ähnlichkeiten zum angeborenen Immunsytem von Säugern auf, bei dem Stickoxid (NO) eine Schlüsselrolle spielt. Auch in Pflanzen finden sich wichtige Komponenten der durch NO induzierten Signalübertragung. NO aktiviert Abwehrgene und ist beteiligt an programmiertem Zelltod und an der Abwehr von Pathogenen. Das vorgeschlagene Projekt hat zum Ziel, die Signalübertragung durch NO in Tabak und Arabidopsis zu erforschen und die Rolle von NO bei der Abwehr von Pathogenen zu klären. (1) Ein Schwerpunkt soll in der Aufklärung der Signalübertragung durch NO und der Aktivierung von Abwehrgenen liegen. Es soll geklärt werden, ob NO als mobiles Signal dient, und ob andere Signalmoleküle (z.B. Salicylsäure) in die NO-Signalübertragung integriert sind. (2) Um die Bedeutung von NO für die Regulation von Abwehrmechanismen zu klären, sollen Expressionsprofil und Expressionsdynamik von NO-induzierten Genen durch DNA-ChipTechnologie analysiert werden. Diese neuartige Technik wird auch Aufschluss über eine etwaige Vernetzung der NO-Signalübertragung mit pflanzlichen Hormonsystemen liefern. Die Erforschung der Signalübertragung durch NO in Pflanzen kann unser Verständnis von Resistenzmechanismen vertiefen und zur Entwicklung pathogen-resistenter Pflanzen beitragen.
Das Projekt "Adaptations and counter-adaptations in the coevolutionary arms race of a baculovirus and its insect host" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, Institut für Biologischen Pflanzenschutz.Cydia pomonella granulovirus (CpGV, Baculoviridae) is one of the most important agents for the control of codling moth (CM, Cydia pomonella, L.) in both biological and integrated pest management. The rapid emergence of resistance against CpGV-M, which was observed in about 40 European CM field populations from 2003 on, could be traced back to a single, dominant, sex-linked gene. Since then, resistance management has been based on mixtures of new CpGV isolates (CpGV-I12, -S), which are able to overcome this resistance. Recently, resistance even to these novel isolates was observed in CM field populations. This resistance does not follow the described dominant, sex-linked inheritance trait. At the same time, another isolate CpGV-V15 was identified showing high virulence against these resistant populations. To elucidate this novel resistance mechanism and to identify the resistance gene(s) involved, we propose a comprehensive analysis of this resistance on the cellular and genomic level of codling moth. Because of the lack of previous knowledge of the molecular mechanisms of virus resistance in insects, several different and complementary approaches will be pursued. This study will not only give an in-depth insight into the genetic possibilities for development of baculovirus resistance in CM field populations and how the virus overcomes it, but can also serve as an important model for other baculovirus-host interaction systems.
Das Projekt "Neue Ansätze einer Globodera pallida Resistenzzüchtung in Stärkekartoffeln und tiefgreifende Analysemethoden, Teilvorhaben 5: Introgressionszüchtung neuer Resistenzquellen bei Stärkekartoffeln (Versuche Solana)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Solana Research GmbH.In den Hauptanbaugebieten für Stärkekartoffeln in Deutschland führte der vorgeschriebene Anbau nematodenresistenter Kartoffelsorten zu einem sehr hohen Selektionsdruck auf die vorhandenen Nematodenpopulationen. Im Jahr 2014 wurden erstmals Populationen des Pathotyps Pa3 von Globodera pallida mit veränderter Virulenz beschrieben. Das Projekt ‘ASPARA’ hat die Untersuchung und schnelle Einführung der in den Vorläuferprojekten ‘PARES’ und ‘SERAP’ identifizierten Wildartenresistenzen gegenüber diesen aggressiven G. pallida Nematodenpopulationen in den Elitezüchtungspool zum Ziel, um eine wirkungsvolle Bekämpfungsstrategie zu Entwickeln. Dazu soll: Erstens eine Bekämpfungsstrategie zur Reduktion von G. pallida-Populationen durch Kombination verschiedener Resistenzmechanismen entwickelt, Zweitens eine schnelle Reduktion des Wildarthintergrunds durch Speed-Breeding erreicht und Drittens fortgeschrittenes Prebreedingmaterial für die weitere züchterische Bearbeitung entwickelt werden. Die Weiterentwicklung des Zuchtmaterials, die Aufklärung der den Resistenzen zugrundeliegenden Genloci und Mechanismen sowie die Untersuchung der auf den Resistenzquellen selektierten Nematodenpopulationen in ‘ASPARA’ wird einen wichtigen Beitrag zum Verständnis dieses Pathosystems und damit zur Bekämpfung virulenter Nematodenpopulationen leisten. Die Etablierung von Testprotokollen und -kapazitäten ermöglicht weiterhin eine rasche züchterische Anpassung des Zuchtmaterials beim Auftreten veränderter G. pallida Virulenzen. Beides erhöht signifikant die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Kartoffelzüchter gegenüber verschärfter europäischer Konkurrenz.
Das Projekt "Charakterisierung eines hypovirulenten Chrysovirus aus Fusarium graminearum: Prozessierung der viralen Proteine, Replikation und Infektion" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Hamburg, Fachbereich Biologie, Biozentrum Klein Flottbek und Botanischer Garten.Das Isolat Fusarium graminearum China 9 (Fg-ch9) zeigt nach Infektion auf Weizen und Mais gegenüber anderen Isolaten, wie dem Wildtyp Fg-PH1, eine verringerte Virulenz. Dieses Phänomen der Hypovirulenz ist von einigen filamentösen phytopathogenen Pilzen beschrieben worden und wird durch Mykoviren verschiedener Genera verursacht. Auch aus dem Fg-ch9 konnte ein isometrisches 35 bis 40 nm Mykovirus isoliert werden (V-ch9), dessen Sequenz eine hohe Ähnlichkeit mit Chrysoviren (Familie Chrysoviridae) aufweist. Das Genom dieses Mykovirus ist auf fünf dsRNAs verteilt, auf welchem jeweils ein Offenes Leseraster (ORF) für Proteine zwischen 79 und 127 kDa kodiert. Das 127 kDa Protein des ORF von RNA 1 kodiert für die RNA-abhängige RNA Polymerase, welche Bestandteil des Partikels ist. Die Translationsprodukte der ORFs von RNA 2 und RNA 3 bilden als prozessierte Derivate das Kapsid. Das Translationsprodukt von RNA 5 ist nicht Bestandteil des Partikels und weist Zink-Finger Motive auf. Für dieses Protein wurde die Fähigkeit zur Suppression von gene silencing nachgewiesen. Ob das Translationsprodukt von RNA 4 prozessiert wird und welche Funktion es hat, ist gegenwärtig unklar. Das Interesse an Mykoviren ist erst in den letzten Jahren gestiegen, so dass die Replikation und Interaktionen zwischen Pilz und Virus wenig erforscht sind. Nach der Sequenzierung und Klonierung der viralen RNAs des V-ch9 und ersten Analysen zur Funktion der von den ORFs exprimierten Proteine und deren Prozessierung sollen deswegen im nächsten Schritt die Prozessierung sowie das zeitliche Auftreten während der Replikation genauer untersucht werden. Aus diesen Daten können möglicherweise Rückschlüsse auf deren Funktion(en) gezogen werden. Die genaue Analyse der Funktion muss dann in einem weiteren Schritt mit Hilfe der Reversen Genetik analysiert werden. Da dsRNA Viren für ihre Replikation ihre RNA-abhängige RNA Polymerase und eine schützende Hülle benötigen, ist für das V-ch9 und alle anderen dsRNA Mykoviren die Reverse Genetik zwar prinzipiell möglich, jedoch ungleich aufwändiger als für ssRNA Viren, bei denen eine virale RNA infektiös ist. Neben dem System an sich fehlen für das Virus aus Fg-ch9 eine einfache Methode der Infektion und ein Wirt, in dem das Virus stabil repliziert. Hier sollen über die Testung der Infektion über Anastomosen und die Etablierung eines geeigneten Wirtes für die Replikation über Eliminierung des Virus aus Fg-ch9 bzw. Modifikation eines Laborstammes von F. graminearum weitere Voraussetzungen für das Etablieren eines Systems zur Reversen Genetik geschaffen werden.Bei Kenntnis der Replikation und Kenntnis der Funktion der viralen Proteine können Konzepte für den Einsatz der Hypovirulenz in der Praxis entwickelt werden.
Das Projekt "Verifizierung der Cryphonectria-Hypovirulenz bei der Esskastanie" wird/wurde ausgeführt durch: Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg.Die Virulenz des Pilzes Cryphonectria parasitica als Erreger des Esskastanienrindenkrebses kann durch ein natürlich vorkommendes Pilzvirus wesentlich vermindert werden. Dies wird als Hypovirulenz bezeichnet. Hypovirulente, also Virus-tragende Pilzstämme können sich in der Natur mittels Konidien vermehren und ihren Hypovirulenz-Faktor in kompatible Pilzstämme übertragen. Während in der Ortenau die Ausbreitung von natürlich vorkommender Hypovirulenz in zwei Kompatibilitätsgruppen beobachtet werden konnte, war dies bisher in den Cryphonectria-Befallsgebieten in der Südlichen Weinstraße nicht bekannt. Daher wurden hypovirulente Pilzstämme in bisher virulent befallene Esskastanien, angepasst an unterschiedliche Kompatibilitätsgruppen versuchsweise eingebracht. Der Erfolg der Beimpfung mit dem Hypovirulenzfaktor soll im Projekt untersucht werden. Neue Erkenntnisse dazu und zu weiteren pilzgenetischen Untersuchungen sollen publiziert werden.
Das Projekt "Understanding the ecology and virulence of Legionella spp. populations in freshwater systems in Germany, Palestine and Israel" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung GmbH.Bacteria of the genus Legionella cause waterborne infections resulting in severe pneumonia. In Europe, 70Prozent of the cases of the so-called Legionnaires disease (LD) originate from strains of L. pneumophila serogroup (Sg) 1, 20Prozent from other L. pneumophila serotypes and 10Prozent from other Legionella species. In contrast, in the Middle East most legionella infections are due to L. pneumophila Sg3. The overall objective of this project is to advance current knowledge on the ecology of legionella in freshwater systems, the environmental factors affecting their occurrence, virulence potential and infectivity and to understand their transmission to humans. We will analyze the major environmental factors regulating the abundance of legionella, such as grazing and assimable dissolved organic carbon, because the occurrence of these heterotrophic bacteria in aquatic habitats is highly dependent on these factors. We will use an integrated molecular approach based on highresolution diagnostics of environmental samples and clinical isolates to determine the abundance, activity and virulence potential of Legionella populations in-situ. Combining environmental and molecular epidemiological data, we aim at understanding the link between ecology and population dynamics of legionella and cases of LD. The project will result in a novel understanding of the molecular epidemiology of legionella and provide new surveillance tools and strategies to prevent LD.
Das Projekt "Funktionelle Analyse von non-Resistenzfaktoren der pandemischen Extended-Spektrum Beta-Laktamase bildenden Escherichia coli-Sequenztypen ST131 und ST648" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Hygiene und Infektionskrankheiten der Tiere.Im letzten Jahrzehnt nahm die Prävalenz Extended-Spektrum Beta-Laktamase (ESBL) (1)- bildender Escherichia coli in Human- und neuerdings auch Tiermedizin dramatisch zu. Phylogenetische Analysen mittels Multilokus-Sequenztypisierung belegen eine Assoziation dieser multiresistenten Bakterien mit bestimmten Sequenztypen (STs). Innerhalb dieser ESBL-STs existieren pandemische klonale Linien, die in unterschiedlichsten Habitaten auftreten. Sie werden in klinischen aber auch in Wildtier- und Umwelt-proben nachgewiesen, somit unabhängig von einem konstanten Antibiotika-Selektionsdruck. Die ESBL-Linien ST131 und ST648 zeigen eine für E. coli ungewöhnliche Kombination von Resistenz und Virulenz. Dies kann der entscheidende Faktor für die pandemische Ausbreitung dieser Sequenztypen sein. Im vorliegenden Antrag sollen die zugrundeliegenden Mechanismen dieses Phänomens anhand folgender Hypothesen aufgeklärt werden: Stämme der Linien ST131 und ST648 besitzen (i) eine erhöhte-Plasmidaufnahme-Aktivität; (ii) ein phylogenetisch determiniertes Kerngenom, dessen Interaktion mit dem Plasmidgenom in erhöhter Virulenz oder Virulenz-unabhängiger Adaptation an bestimmte Habitate resultiert; (iii) im Kern- bzw. akzessorischen Genom unabhängig vom aufgenommenen Plasmid definierte Metabolismus-/Virulenzfunktionen, die eine erweiterte Habitatfunktion bedingen. Die Veri- bzw. Falsifizierung der Hypothesen erfolgt zunächst auf Basis von in silico-Analysen der DNA-Sequenzen von Plasmiden und Genomen dieser pandemischen ESBL-STs. Mit Hilfe eines in vivo Screenings im natürlichen Habitat Vogeldarm werden Wildtypstämme der ESBL-STs ausgewählt bei denen anschließend Kandidatengene aus den Bereichen Metabolismus und Virulenz deletiert werden. Die Auswahl dieser Kandidatengene wiederum erfolgt auf Transkriptom- (RNA-Sequencing) und Phänotyp-Ebene (phänotypischer Makroarray) sowie basierend auf der Genomanalyse und den in vivo Screenings. Abschließend werden diese Gene auf ihre in vivo-Relevanz mittels Deletionsmutanten in demselben Hühner-Infektionsmodell funktionell analysiert.
Das Projekt "Molekulare Mechanismen der Wahrnehmung der Umweltreize Osmolarität und pH bei Bacteria am Beispiel von Proteinen aus Escherichia coli und Shigella flexneri" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Osnabrück, Fachbereich 5 Biologie,Chemie.Das kontinuierliche Wahrnehmen von Umweltbedingungen und die nachfolgende Adaption sind bei einzelligen Organismen die Voraussetzung zum Überleben. Bei pathogenen Bakterien ist dies gleichzeitig mit der Induktion der Expression von Virulenzgenen verbunden. Eine Vielzahl von Reizleitungssystemen, die für diese Prozesse verantwortlich sind, konnten in den letzten Jahren identifiziert werden. Diese Systeme sind relativ einfach gebaut und bestehen aus einer Sensorkinase und einem Antwortregulator. Die eigentlichen Reize, die durch diese Sensorproteine 'gefühlt' werden, sowie die Mechanismen der Reizaufnahme und Signalweiterleitung sind allerdings für die meisten Systeme bisher unbekannt. Ich möchte in diesem Projekt am Beispiel der Sensorkinasen EnvZ (Osmosensor), CpxA (Wahrnehmung von Streß auf die bakterielle Zellhülle, pH) und des Sensors und Transkriptionsaktivators CadC (pH-Sensor) aus Escherichia coli die Natur des Reizes sowie die molekularen Mechanismen der Reizaufnahme untersuchen. Die Osmolarität hat auch einen bedeutenden Einfluss auf die Regulation der Expression der Virulenzgene bei verschiedenen pathogenen Bakterien. Ziel der Untersuchungen ist es, die Sensorkinase EnvZ (Osmosensor) aus Shigella flexneri erstmalig biochemisch zu charakterisieren. Weiterhin soll mittels 2D-Elektrophorese nach weiteren Proteinen in S.flexneri gesucht werden, die in Abhängigkeit von Veränderungen der Osmolarität phosphoryliert werden.
Das Projekt "Neue Ansätze einer Globodera pallida Resistenzzüchtung in Stärkekartoffeln und tiefgreifende Analysemethoden, Teilvorhaben 6: Entwicklung von Speed-Breeding Methoden für markergestützte Rückkreuzungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, Institut für Züchtungsforschung an landwirtschaftlichen Kulturen.In den Hauptanbaugebieten für Stärkekartoffeln in Deutschland führte der vorgeschriebene Anbau nematodenresistenter Kartoffelsorten zu einem sehr hohen Selektionsdruck auf die vorhandenen Nematodenpopulationen. Im Jahr 2014 wurden erstmals Populationen des Pathotyps Pa3 von Globodera pallida mit veränderter Virulenz beschrieben. Das Projekt ‘ASPARA’ hat die Untersuchung und schnelle Einführung der in den Vorläuferprojekten ‘PARES’ und ‘SERAP’ identifizierten Wildartenresistenzen gegenüber diesen aggressiven G. pallida Nematodenpopulationen in den Elitezüchtungspool zum Ziel, um eine wirkungsvolle Bekämpfungsstrategie zu Entwickeln. Dazu soll: Erstens eine Bekämpfungsstrategie zur Reduktion von G. pallida-Populationen durch Kombination verschiedener Resistenzmechanismen entwickelt, Zweitens eine schnelle Reduktion des Wildarthintergrunds durch Speed-Breeding erreicht und Drittens fortgeschrittenes Prebreedingmaterial für die weitere züchterische Bearbeitung entwickelt werden. Die Weiterentwicklung des Zuchtmaterials, die Aufklärung der den Resistenzen zugrundeliegenden Genloci und Mechanismen sowie die Untersuchung der auf den Resistenzquellen selektierten Nematodenpopulationen in ‘ASPARA’ wird einen wichtigen Beitrag zum Verständnis dieses Pathosystems und damit zur Bekämpfung virulenter Nematodenpopulationen leisten. Die Etablierung von Testprotokollen und -kapazitäten ermöglicht weiterhin eine rasche züchterische Anpassung des Zuchtmaterials beim Auftreten veränderter G. pallida Virulenzen. Beides erhöht signifikant die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Kartoffelzüchter gegenüber verschärfter europäischer Konkurrenz.
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