Traditional Indonesian homegardens harbour often high crop diversity, which appears to be an important basis for a sustainable food-first strategy. Crop pollination by insects is a key ecosystem service but threatened by agricultural intensification and land conversion. Gaps in knowledge of actual benefits from pollination services limit effective management planning. Using an integrative and agronomic framework for the assessment of functional pollination services, we will conduct ecological experiments and surveys in Central Sulawesi, Indonesia. We propose to study pollination services and net revenues of the locally important crop species cucumber, carrot, and eggplant in traditional homegardens in a forest distance gradient, which is hypothesized to affect bee community structure and diversity. We will assess pollination services and interactions with environmental variables limiting fruit maturation, based on pollination experiments in a split-plot design of the following factors: drought, nutrient deficiency, weed pressure, and herbivory. The overall goal of this project is the development of 'biodiversity-friendly' land-use management, balancing human and ecological needs for local smallholders.
Steroid hormones are essential in orchestrating oocyte maturation, i.e. estrogens of follicular origin support the development of the female gamete and fertilization. In this project the concentration of free and conjugated estrogens during follicular development will be analysed and compared to local concentrations in the developing follicle. Cattle are suitable animal models because of the accessibility and suitability for frequent examination and sampling. Furthermore, it has been useful for understanding several features of human reproduction including follicular dynamics, the fate of the emerging follicles is orchestrated mainly by gonadotropins and steroid hormones in a similar manner. Ovarian SULT1E1 participates locally in the regulation of follicular estrogen activity. The ESTcatalysed down-regulation of estrogen activity enables normal ovulation. Conversely, sulfoconjugated estrogens may also be precursors of the production of free estrogens depending on estrogen sulfatase (StS) acitivity. In mammals, follicular luteinisation/ovulation is triggered by a surge in LH and is characterised by numerous physical and biochemical changes, including the decreased production of estradiol (E2). This loss in E2 biosynthetic capacity has been explained by a marked decrease in the expression of key steroidogenic enzymes involved in the follicular production of active estrogens. However, little is known about the regulation of enzymes/proteins responsible for the inactivation and elimination of estrogens, as mediated for example by EST during this period.
Damit Ökosystemdienstleistungen, die beispielsweise der Bodenfruchtbarkeit und -gesundheit dienen, mit einer hohen Rate erbracht werden können, ist eine größere und aktivere mikrobielle Biomasse (MB) im Boden von Vorteil. Die MB wird häufig über die Chloroform-Fumigation-Extraktion von Kohlenstoff (C), Stickstoff (N) und Phosphor (P) bestimmt und diese drei Elemente weisen eine homöostatische Stöchiometrie auf. Mikroorganismen bestehen jedoch aus mehr als diesen drei Elementen und jene anderen spielen wichtige Rollen in Zellfunktionen, Wachstum, und Ökosystemdienstleistungsbezogenen Aktivitäten. Aber deren Stöchiometrie in der MB ist nicht bekannt. Gemäß dem Minimumgesetz werden Wachstum und Aktivität durch jene Nährstoffe begrenzt, die im Verhältnis zur benötigten Menge die geringste Verfügbarkeit aufweisen. Allerdings hat sich die Erkenntnis durchgesetzt, dass Co-Limitierung dominiert. Andererseits können einige Elemente wie Mangan andere wie beispielsweise Magnesium, Eisen und Zink substituieren. Das Verhältnis von C zu anderen Elementen als N und P, das für Wachstum und Aktivität im Boden benötigt wird, ist nicht bekannt. Kürzlich haben wir eine Chloroform-Fumigation-Extraktionsmethode zur Analyse weiterer MB-Elemente optimiert. Mit dieser Methode soll die MB in Bodenvarianten aus zwei Langzeitdüngeexperimenten und ihren Korngrößenfraktionen untersucht werden. Während sich erstere in ihrem Nährstoffstatus durch die verschiedenen Düngungevarianten unterscheiden, unterscheiden sich letztere durch die Diversität der Mineralien und die Qualität assoziierter organischer Bodensubstanz. In Inkubationsexperimenten sollen des Weiteren Elemente in mehreren Konzentrationsstufen zugeführt werden. Durch diese Herangehensweisen soll die Hypothese getestet werden, dass im Gegensatz zu C:N:P Elemente, die substituiert werden können, eine flexible Stöchiometrie aufweisen. Die Untersuchungen beinhalten die Messung von Bodenatmung und Enzymaktivitäten. Mittels Schrotschusssequenzierung sollen funktionelle Gene analysiert werden, die mit den Elementen in Beziehung stehen wie jene, die für Metalloproteine codieren. Es soll überprüft werden, ob das Wissen über die Stöchiometrie bioverfügbarer und MB-Elemente genutzt werden kann, um Wachstum und Aktivität der Mikroorganismen zu erhöhen. Die Ergebnisse dieses Projekts geben Einsicht in den stöchiometrischen Phänotyp der MB des Bodens jenseits von C, N und P. Dieses Wissen zusammen mit jenem über bioverfügbare Elemente soll Interessengruppen ermöglichen, die mikrobielle Gemeinschaft des Bodens durch spezifische Elementzugabe in spezifischen Konzentrationen so zu behandeln, dass Bodenfruchtbarkeit und -gesundheit sowie entsprechend Ökosystemdienstleistungen des Bodens erhöht werden.
Biodiversity conservation cannot rely on protected areas alone, as sustainable conservation requires strategies for managing whole landscapes including agricultural areas. Organic farming in Germany may contribute strongly to the protection of biodiversity and to sustainability of agriculture through enhancing ecosystem services. However, the effectiveness of this agri-environmental management is highly dependent on landscape structure. The main objective of this study is to compare the effectiveness of organic cereal management in small vs. large scale agriculture through measure of the diversity of plants and arthropods and associated ecosystem services, such as seed predation, insect predation, aphid parasitism and pollination. Pairs of organic and conventional winter wheat fields will be selected in small vs. large scale agricultural landscapes along the former inner German border, i.e. in West vs. East Germany. This study design enables a unique experiment, where it would be possible to disentangle the effects of landscape composition and configuration heterogeneities in the same study region and to study how these affect the effectiveness of organic management. The detailed analyses of the expected valuable data could provide significant results (published in high ranked, international scientific journals), and contribute to the development of the existing
Changes in agroecosystem management (e.g. landscape diversity, management intensity) affect the natural control of pests. The effects of agricultural change on this ecosystem service, however, are not universal and the mechanisms affecting it remain to be understood. As biological control is effectively the product of networks of interactions between pests and their natural enemies, food web analysis provides a versatile tool to address this gap of knowledge. The proposed project will utilize a molecular food web approach and examine, for the first time, how changes in plant fertilisation and landscape complexity affect quantitative aphid-parasitoid-hyperparasitoid food webs on a species-specific level to unravel how changes in food web interactions affect parasitoid aphid control. Based on the fieldderived data, cage experiments will be conducted to assess how parasitoid diversity and identity affect parasitoid interactions and pest control, complementing the field results. The work proposed here will take research on parasitoid aphid control one step further, as it will provide a clearer understanding of how plant fertilization affects whole aphid-parasitoid food webs in both simple and complex landscapes, allowing for further improvements in natural pest control.
Mit paläoökologischen Parametern (Multiproxy-Ansatz) werden langzeitliche Vegetations- und Klima-veränderungen sowie Mensch-Landschaft-Interaktionen rekonstruiert. Veränderungsraten und Pflanzendiversitätsmuster in Ökosystemen und ihre Beziehungen zu Klima, Feuer und menschlichem Einfluss werden ausgewertet für zukünftige Szenarien von Umweltveränderungen. Pflanzenphänologie, Verbreitungs- und Reproduktionsstrategien werden durch Pollenniederschlag in Plots unterschiedlicher Landnutzung und Artenanreicherung untersucht. Pflanzen-Bestäuber-Interaktionen werden untersucht um den Effekt von Landnutzungsänderungen auf Bestäuberfunktionen und Netzwerke auszuwerten.
Ungefähr 90% der landwirtschaftlichen Flächen Deutschlands werden intensiv bewirtschaftet mit dem Ziel den Ertrag pro Fläche zu steigern. Diese Intensivierung der Agrarflächen führt zu einer überwiegend monotonen und verarmten Landschaft in der Bestäuber durch ein geringes Angebot an Nahrung und Nistmöglichkeiten, Habitatfragmentierung und Pestizide negativ beeinflusst werden können. Diese Faktoren, alleine oder in Kombination, können bei Bestäubern Stress auslösen, was zu morphologischen Fehlentwicklungen (z.B. asymmetrische Flügel), physiologischen Veränderungen (z.B. veränderter Pheromonproduktion), oder erhöhter Krankheitsanfälligkeit führen kann. Diese Verschlechterung der Bestäubergesundheit kann die Lebensdauer von Individuen verkürzen, aber beeinflusst auch Bestäuberverhalten und -aktivität und somit letztendlich die erbrachte Bestäubungsleistung. Um den Erhalt von Bestäubung in Agrarlandschaften zu gewährleisten, ist es daher unumgänglich den Zusammenhang zwischen intensiver Landnutzung, Bestäubergesundheit und Bestäubungsleistung zu verstehen. In unserem Projekt kombinieren wir Freilandmessungen in Agrarlandschaften mit Labor- und Freilandexperimenten, um zu verstehen, wie Änderungen im Landmanagement Bestäubergesundheit und Bestäubungsleistung beeinflussen. Wir werden Asymmetrie in der Flügelentwicklung, Pheromonproduktion, Fettkörpergröße und Virenbefall als Indikatoren für Bestäubergesundheit und Bestäuberverhalten und -aktivität, wie z.B. Flugdistanzen und -verhalten oder gesammelter Pollen, als Indikator für Bestäubungsleistung messen und mit Daten über Landnutzungintensität auf den 150 Graslandfläche der Biodiversitätexploratorien kombinieren. Die Landnutzungsintensität der einzelnen Flächen setzt sich aus dem Landnutzungsindex (LUI), Pflanzendiversität, Pestizideinsatz und Umgebungsparametern zusammen. Mit Bombus lapidarius und Episyrphus balteatus - Vertreter zwei wichtiger Bestäubergruppen: Bienen und Schwebfliegen - als Fokusarten, werden wir testen, ob Änderungen in der Bestäubergesundheit durch unterschiedliches Landmanagement zu Änderungen in der Bestäubungsleistung führen. Zudem werden wir experimentell verschiedene Landnutzungszenarien (Nahrungsverfügbarkeit und Insektizideinsatz) simulieren, um zu untersuchen, wie Einzelfaktoren und deren Kombination zu Änderungen in der Bestäubergesundheit beitragen. Zusammenfassend wird unsere Studie aufzeigen, ob sich Änderungen in der Bestäubergesundheit durch Intensivierung der Landnutzung negativ auf die Bestäubungsleistung auswirken und welche Änderungen die treibenden Faktoren dahinter sind. Somit wird diese Studie wichtige Informationen für Managementmaßnahmen zur Verbesserung der Bestäubergesundheit und dem Erhalt von Bestäubungsleistung in Agrarlandschaften liefern.
Pollination is crucial for maintaining angiosperm biodiversity and represents one of the most important ecosystem services. With the increasing threats of massive insect decline, studying pollination and associated networks has become more important than ever. However, studying plant-pollinator interactions at a species level with morphological methodologies is time-consuming, expensive, and depends on exceptional taxonomic expertise. In this study, we target the plant-pollinator networks of two important crops (caraway and apple) using a combination of traditional methods with DNA barcoding and metabarcoding. With this approach, we can identify potential dipteran and hymenopteran pollinators and - from their pollen load's their associated plant species. This project is a collaboration between the ZFMK and the Agroecology and Organic Farming Group (INRES) at the University of Bonn and part of GBOL II.
Boron (B) is an essential microelement for plants. Despite the use of modern fertilization methods, B deficiency still causes losses in agricultural plant production. Even though many positive effects of B on plant growth and physiology have been reported, a large majority of B functions and the regulatory mechanisms controlling the B nutritional status remain unknown. The main objective of this project is to elucidate how the greatly B deficiency-sensitive Brassica crop plants process and regulate their B status during vegetative and reproductive growth. In this context, the project aims at identifying the mode of action of B in mechanisms regulating the B status itself and uncovering those mechanisms contributing to B efficiency in different genotypes. Plant species subjected to investigation will be the agronomically important oilseed and vegetable plant Brassica napus (rapeseed) and its close relative the genetic and molecular model plant Arabidopsis thaliana. Questions addressed within the scope of this project should lead to a detailed understanding of mechanisms controlling B uptake and allocation from the level of the whole plant down to the cellular level. B transport routes and rates will be determined in sink- and source tissues and in developmental periods with a particularly high B demand. A special focus will be on the identification of B transport bottlenecks and the analysis of B deficiency-sensitive transport processes to and within the highly B-demanding reproductive organs. Recent studies in Arabidopsis suggest that Nodulin26-like Intrinsic Proteins (NIPs), which belong to the aquaporin channel protein family, are essential for plant B uptake and distribution. The systematic focus on the molecular and physiological characterization of B. napus NIPs will clarify their role in B transport and will identify novel NIP-associated mechanisms playing key roles in the B response network.To further resolve the mostly unknown impact of the B nutritional status on gene regulation and metabolism, a transcript and metabolite profile of B-sufficient and B-deficient rapeseed plants will be generated. Additionally, an Arabidopsis transcription factor knockout collection (greater 300 lines) will be screened for abnormalities in responses to the B nutritional status. This will identify yet unknown B-responsive genes (transcription factors and their targets) and gene products (enzymes or metabolite variations) playing key roles in signalling pathways and mechanisms regulating the B homeostasis. Boron (in form of boric acid) and arsenite (As) share in all likelihood the same NIP-mediated transport pathways. To assess the consequences of this dual transport pathway the so far unstudied impact of the plants B nutritional status on the accumulation and distribution of As will be investigated in B. napus. Moreover, the current dimension of the As contamination of Brassica-based food products, to which consumers are exposed to, will be analyzed. usw.
Almond in California represents an agroecosystem pollinated solely by a single species, the European honey bee, a species that is becoming increasingly difficult and expensive to manage due to substantial, unpredictable mortality. Therefore, sustainable and high output production require a more integrated approach that diversifies sources of pollination. For this purpose, detailed data of our understanding how diversity can stabilize pollination are required. The project will identify alternative wild pollinator species and collect high quality data contributing to our understanding of how diversity (pollen and insects) can bolster honey bee pollination during stable and unstable climatic conditions. The research will be carried out on almond orchards in Northern California known to be either pollinator species rich (up to 30 species) or depauperate (honey bees only). The replicated extremes in pollinator diversity represent a unique opportunity to study the effects of diversity on pollination in real agroecosystems combined with laboratory and glasshouse experiments. The overall goal is to provide basic research that is essential for our general understanding of how insect diversity can affect high-quality pollination under land use and climate change.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 230 |
| Europa | 2 |
| Land | 10 |
| Wissenschaft | 87 |
| Zivilgesellschaft | 6 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 229 |
| Text | 2 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 2 |
| Offen | 230 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 164 |
| Englisch | 96 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Datei | 1 |
| Dokument | 2 |
| Keine | 147 |
| Unbekannt | 1 |
| Webseite | 83 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 161 |
| Lebewesen und Lebensräume | 231 |
| Luft | 120 |
| Mensch und Umwelt | 232 |
| Wasser | 112 |
| Weitere | 229 |