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Barley dwarfs acting big in agronomy. Identification of genes and characterization of proteins involved in dwarfism, lodging resistance and crop yield

Barley (Hordeum vulgare) is an important cereal grain which serves as major animal fodder crop as well as basis for malt beverages or staple food. Currently barley is ranked fourth in terms of quantity of cereal crops produced worldwide. In times of a constantly growing world population in conjunction with an unforeseeable climate change and groundwater depletion, the accumulation of knowledge concerning cereal growth and rate of yield gain is important. The Nordic Genetic Resource Center holds a major collection of barley mutants produced by irradiation or chemical treatment. One phenotypic group of barley varieties are dwarf mutants (erectoides, brachytic, semidwarf, uzu). They are characterized by a compact spike and high rate of yield while the straw is short and stiff, enhancing the lodging resistance of the plant. Obviously they are of applied interest, but they are also of scientific interest as virtually nothing is known about the genes behind the development of plant dwarfism. The aim of this project is to identify and isolate the genes carrying the mutations by using state of the art techniques for gene cloning at the Carlsberg Laboratory. The identified genes will be connected with the mutant phenotype to reveal the gene function in general. One or two genes will be overexpressed and the resulting recombinant proteins will be biochemically and structurally characterized. The insights how the mutation effects the protein will display the protein function in particular. Identified genes and their mutant alleles will be tested in the barley breeding program of the Carlsberg brewery.

Carcinogenese

Erfassung der Krankheitsverlaeufe, der Vorgeschichte und der Behandlungsformen eines grossen Krankengutes mit Leukaemien, malignen Lymphomen und Carcinomen. Erfassung von Zweitneoplasien nach Chemotherapie und Strahlenbehandlung. Chromosomenanalysen zur Erfassung erworbener genetischer Schaeden.

Längerfristige trockene Zwischenlagerung von abgebrannten Brennelementen und verglasten hochradioaktiven Abfällen

Untersuchung der Wirkungen einmaliger, mehrfacher und chronischer Teil- und Ganzkoerperbestrahlung durch ext. Und int. Strahlenquellen auf die Blutzellbildung unter bes. Beruecksicht. Des Stammzellsystems

Es ist die Aufgabe des Forschungsvorhabens, einen Beitrag zu leisten zur Pathophysiologie der Einwirkung ionisierender Strahlen auf den menschlichen Organismus. Dabei werden tierexperimentelle Untersuchungen durchgefuehrt, die das Ziel haben, das Stammzellsystem im Knochenmark und Blut als Indikator fuer Strahlenbelastungen zu verwenden, um insbesondere die Regenerationsfaehigkeit des Organismus nach Strahlenbelastung abzuschaetzen. Darueber hinaus ist es die Aufgabe, des Vorhabens, die Wechselbeziehungen zwischen dem Organismus und dem Strahlenfeld zu untersuchen und Frueh- und Spaetschaeden zu erforschen. Weiterhin ist es die Aufgabe des Vorhabens, therapeutische Massnahmen bei akuter Strahlenbelastung zu entwickeln, die das Ziel haben, die Knochenmarkregeneration durch die Transfusion von Stammzellen zu restaurieren. Die Grundlagenforschungserkenntnisse werden auf die Verhaeltnisse beim Menschen angewandt. Dort ist es die Aufgabe, durch Chromosomenuntersuchungen Strahlenbelastungen festzustellen und zu pruefen, inwieweit Blutstammzelluntersuchungen als Indikator fuer Strahlenbelastungen herangezogen werden koennen. Weiterhin wird die Therapie von Knochenmarkversagenszustaenden durch ionisierende Strahleneinwendung unter Verwendung von Stammzelltransplantationen untersucht.

Fachliche Beratung der Gemeinde Neckarwestheim in Zusammenhang mit der Einlagerung von bestrahlten Brennelementen des KWO im Standort-Zwischenlager GKN

Am stillgelegten Kernkraftwerk Obrigheim (KWO) werden noch Brennelemente gelagert, die für die weitere Zwischenlagerung in Castor-Behälter geladen werden sollen. Am Standort des KWO gibt es kein Zwischenlager für Castor-Behälter. Im Zwischenlager am nahegelegenen Standort des Kernkraftwerks Neckarwestheim (GKN) ist dagegen noch Lagerplatz vorhanden, der für die dortigen Brennelemente nicht benötigt wird. Die Einlagerung der Castor-Behälter mit Brennelementen des KWO im Standortzwischenlager GKN wurde genehmigt. Die Gemeinde Neckarwestheim hat in diesem Zusammenhang das Öko-Institut mit verschiedenen Untersuchungen beauftragt. Es soll geprüft werden, ob für diese Genehmigung eine Umweltverträglichkeitsprüfung hätte durchgeführt werden müssen. Weiterhin soll geprüft werden, ob alle sicherheitsrelevanten Untersuchungen im Genehmigungsverfahren durchgeführt worden sind. Außerdem soll die Vollständigkeit der Auflagen des Genehmigungsbescheids geprüft werden.

Verhalten von Einzelzellen nach Bestrahlung

Reparaturprozesse; Strahlenwirkung/Hefe; Zellstoffwechsel.

Neuberechnung der Anlage IV der Strahlenschutzverordnung

Berechnung der 50-Jahre-Folgeaequivalentdosis fuer Organe und Gewebe, der effektiven Aequivalentdosis und der daraus resultierenden Grenzwerte der Jahresaktivitaetszufuhr fuer beruflich strahlenexponierte Personen. Ueberpruefung der metabolischen Daten, die in der Publikation ICRP 30 vorgeschlagen werden und eventuelle Unterbreitung eines Vorschlages. Vergleichsrechnungen mit alternativen metabolischen Daten. Sensitivitaetsanalyse fuer ausgewaehlte Verbindungen. Untersuchung der Relevanz kritischer Einwaende gegen die Anwendung des ICRP 30 Konzepts. Modellberechnungen der normierten Dosisleistung bei externer Bestrahlung.

Mikrobiologische Aspekte des Einsatzes der Bestrahlung anstelle der Verwendung chemischer Mittel

a) Untersuchung der optimalen Bestrahlungsbedingungen zur Verhinderung der Keimung bzw. zur Reduzierung der Keimzahl in verderblichen Lebensmitteln. b) Mikrobiologische und biochemische Untersuchungsmethoden. c) Die Untersuchungen werden im Rahmen einer gelegentlichen Zusammenarbeit mit dem Institut fuer Verfahrenstechnik durchgefuehrt.

Strahlenschaeden in Reaktorstrukturmaterialien

Hohe Neutronenfluesse, die im Inneren von Schnellen Bruetern oder an der ersten Wand der projektierten Fusionsreaktoren auftreten, fuehren zu Strahlenschaeden, von denen das Volumenschwellen, bedingt durch Porenbildung im Material, von hoher Bedeutung fuer die Sicherheit und Rentabilitaet bestimmter Reaktorkonzeptionen ist. In nahezu allen Staaten, die sich mit Kernenergie beschaeftigen, versucht man deshalb, die zur Porenbildung fuehrenden Prozesse besser zu verstehen und schwellresistente Materialien zu entwickeln. Als eine geeignete Untersuchungsmethode hierfuer erwies sich die Simulation von Neutronenschaeden mit hochenergetischen schweren Ionen. Damit ist es moeglich, innerhalb einiger Minuten bis Stunden Strahlenschaeden zu erzeugen, wie sie im Reaktor erst nach Jahren auftreten. Neue Experimente ueber Diffusionsvorgaenge und das Verhalten von Ausscheidungen in NiCrAl-Legierungen bei Schwerionenbestrahlung sind in Vorbereitung. Dazu wurde ein neuer Targethalter konzipiert und gebaut, der schnelle Aufheiz- und Abkuehlvorgaenge erlaubt. Hierdurch werden unerwuenschte Ausheileffekte vermieden. Zur Untersuchung der Materialien wurde ein 100kV-Elektronenmikroskop installiert.

Nachweisbare Umweltschaeden im Sektionsgut

Strontium 90 entsteht als Spaltprodukt bei Kernwaffenversuchen und wird im Knochen eingelagert. Nur durch Messung von Strontium 90 am menschlichen Knochen ist die tatsaechliche Belastung durch den Beta-Strahler bestimmbar. Hierzu werden Oberschenkelknochen von Leichen aus dem Sektionsgut asserviert, auf eine gleichmaessige Repraesentierung der Lebensalter wird geachtet.

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