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Wie die EU ihre Klimaschutzarchitektur stärken kann

<p> <p>Das Umweltbundesamt (UBA) hat seine wissenschaftliche Stellungnahme zur künftigen Klimaschutzarchitektur der EU veröffentlicht – darin wird dargelegt, was erforderlich ist, um die EU-Klimaziele zu erreichen und Europas Weg zur Klimaneutralität glaubwürdig, kohärent und sozial gerecht zu gestalten.</p> </p><p>Das Umweltbundesamt (UBA) hat seine wissenschaftliche Stellungnahme zur künftigen Klimaschutzarchitektur der EU veröffentlicht – darin wird dargelegt, was erforderlich ist, um die EU-Klimaziele zu erreichen und Europas Weg zur Klimaneutralität glaubwürdig, kohärent und sozial gerecht zu gestalten.</p><p> <p>Die EU hat sich im März 2026 verpflichtet, ihre Netto-Treibhausgasemissionen bis 2040 um 90 % gegenüber dem Stand von 1990 zu senken und bis 2050 vollständige Klimaneutralität zu erreichen. Die Maßnahmen, mit denen die EU die Ziele erreichen will, sind ebenso wichtig wie die Ziele selbst. Das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a> empfiehlt, das 2040-Klimaziel noch ambitionierter zu gestalten und die aktuellen klimapolitischen Maßnahmen sorgfältig anzupassen.</p> <p>Die wichtigsten Empfehlungen in Kürze:</p> <p><strong>Anhebung des Ziels der Treibhausgasreduktion für 2040 in künftigen Überprüfungsprozessen auf 95 %</strong>. Das Klimaziel der EU für 2040, die Treibhausgasemissionen um 90 % zu senken, lässt zu, dass bis zu 5 % durch internationale Emissionsgutschriften (nach Artikel 6 des Übereinkommens von Paris) gedeckt werden, wodurch die tatsächliche Reduzierung innerhalb der EU unter voller Ausschöpfung dieses maximalen Rahmens bei nur 85 % liegt. Dies würde eine enorme Lücke bedeuten, da die Nettoemissionen der EU im Jahr 2040 somit bis zu 50 % höher ausfallen könnten, als sie es ohne solche Gutschriften wären – Restemissionen in der EU liegen 2040 bei 15 %, statt bei 10 % der Basisemissionen von 1990. Ein zu schwaches Ziel würde dazu führen, dass in den 2030er-Jahren weniger in grüne Technologien in der EU investiert wird und entsprechende Investitionen im fossilen Energiesektor entstehen (Lock-in-Effekte). Gleichzeitig würde dies die EU zwingen, in den verbleibenden Jahren bis zur Klimaneutralität (zwischen 2040 und 2050) unrealistisch steile Emissionsreduktionen zu erbringen. Darüber hinaus würde ein ehrgeizigeres Ziel für das Jahr 2040 der historischen klimapolitischen Verantwortung Europas besser gerecht werden und seine Rolle als Vorreiter im weltweiten Kampf gegen den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimawandel">Klimawandel</a> stärken. Daher empfiehlt das UBA weiterhin ein echtes Netto-Reduktionsziel von 95 % bis 2040.</p> <p><strong>Die EU sollte sich zur Erreichung ihrer Klimaziele nicht auf internationale CO</strong><strong>₂</strong><strong>-Gutschriften verlassen</strong>. Internationale Zertifikate können dazu beitragen, Klimaschutzmaßnahmen im Ausland zu unterstützen, sind jedoch kein verlässlicher Ersatz für heimische Anstrengungen. Das UBA warnt vor den Risiken dieser Entscheidung: Hochwertige Gutschriften werden wahrscheinlich knapp und teuer sein; frühere Erfahrungen mit ähnlichen Systemen – wie dem Clean Development Mechanism des Kyoto-Protokolls – haben gravierende Probleme mit einem Überangebot und schlechter Qualität aufgezeigt. Zudem würde die Akzeptanz von Zertifikaten geringerer Qualität sowohl die Glaubwürdigkeit der EU als auch die Klimaziele der Länder, die diese verkaufen, untergraben.&nbsp;</p> <p><strong>Zuerst Emissionen senken – nicht auf Kohlenstoffentnahmen setzen</strong>. Kohlenstoffentnahmetechnologien, wie Bioenergie mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (BECCS) sowie direkte Luftabscheidung und -speicherung (DACCS), spielen in den Plänen der EU zur Erreichung der EU-Klimaziele eine zentrale Rolle, sind aktuell jedoch kaum verfügbar: BECCS beispielsweise soll bis 2030 voraussichtlich nur 4 Millionen Tonnen CO₂ entfernen – ein Bruchteil dessen, was die EU-Pläne erfordern. Zudem sind sie mit erheblichen Risiken verbunden, wie beispielsweise einem hohen Energie- und Biomasseverbrauch. Daher warnt das UBA davor, auf eine vielfache Skalierung dieser Technologien bis 2040 zu setzen, und unterstreicht die Bedeutung einer Priorisierung der Emissionsminderung mit getrennten Zielen für Bruttoemissionsminderungen und -entnahmen, wobei hier natürliche CDR (Carbon Dioxide Removals – idealerweise als naturbasierte Lösungen) Vorrang haben sollten. Ohne diese Priorisierung könnten Industriezweige ihre Dekarbonisierung hinauszögern, wenn sie davon ausgehen, dass zukünftige CO₂-Entfernungstechnologien ihre mangelnde CO2-Reduktion ausgleichen werden.</p> <p><strong>Stärkung des Europäischen Emissionshandels (EU-ETS) – und keine weitere Verzögerung des EU-ETS 2</strong>. Ein glaubwürdiger und robuster CO₂-Preis ist das Rückgrat der europäischen Dekarbonisierungsstrategie. Um dies abzusichern, ist es wichtig, bis 2040:&nbsp;</p> <ul> <li>eine ehrgeizige und stabile Obergrenze (Cap) festzulegen, die das übergeordnete Klimaziel widerspiegelt, </li> <li>Verzögerungen beim Ausstieg aus der kostenlosen Zuteilung zu vermeiden und </li> <li>jede weitere Verzögerung bei der Einführung des Europäischen Emissionshandels für Brennstoffe (EU-ETS 2) zu verhindern.&nbsp;</li> </ul> <p>Dies gewährleistet eine robuste und kosteneffiziente Zielerreichung und schafft ein starkes CO2-Preissignal, das erforderlich ist, um die notwendigen Emissionsminderungen in den erfassten Sektoren wirksam zu erreichen. Darüber hinaus ist es unerlässlich sicherzustellen, dass der EU-Kohlenstoffgrenzausgleichsmechanismus (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/cbam">CBAM</a>) die Industrie vor Carbon Leakage schützt und die am Emissionshandel teilnehmenden Sektoren mit den Aktionserlösen bei ihrer Transformation wirksam unterstützt werden. Gleichzeitig sollte eine umfassende, gesamtwirtschaftliche Dekarbonisierung gefördert und ein sozial gerechter Übergang gewährleistet werden.</p> <p><strong>Die Verordnung über die Lastenteilung zwischen den Mitgliedstaaten muss überarbeitet werden – sie greift bereits jetzt zu kurz</strong>. Die Verordnung über die Lastenteilung (Effort Sharing Regulation – ESR) legt gegenwärtig verbindliche nationale Emissionsminderungsziele für Gebäude, Verkehr, Landwirtschaft und Abfall fest – Sektoren, die aktuell 60 % der EU-Emissionen ausmachen. Aktuelle Prognosen zeigen jedoch, dass die EU bis 2030 nur eine Reduzierung um 31 % erreichen wird, statt der erforderlichen 40 %. Allein für Deutschland wird für den Zeitraum 2021–2030 ein Defizit von rund 200 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalent erwartet. Das UBA fordert automatische Mechanismen zur Schließung dieser Lücke sowie ein harmonisiertes EU-weites Überwachungssystem. Nach den derzeitigen Regeln erfolgen die Überprüfungen erst in den Jahren 2028 und 2033 – viel zu spät, um Korrekturmaßnahmen umzusetzen.</p> <p><strong>Erneuerbare Energien, grünen Wasserstoff und Energieeffizienz schnell ausbauen</strong>. Vor dem russischen Einmarsch in die Ukraine importierte die EU 56–60 % ihrer Energie, wobei etwa 45 % der Erdgasimporte allein aus Russland stammten. Letzterer Anteil wurde durch REPowerEU auf rund 15 % gesenkt – doch die strukturelle Anfälligkeit von fossilen Energieimporten bleibt zunächst weiter bestehen. Das UBA fordert verbindliche Energieeffizienzziele für 2040 (die Ziele für 2030 laufen aus und es wurden keine neuen Ziele vorgeschlagen), einen massiven Ausbau erneuerbarer Energien und eine schnellere Elektrifizierung in allen Sektoren.</p> <p><strong>Der Übergang muss sozial gerecht gestaltet werden – ansonsten droht der Verlust der öffentlichen Unterstützung</strong>. Höhere CO2-Preise treffen Haushalte mit niedrigem und mittlerem Einkommen am härtesten, sofern sie nicht entsprechend kompensiert werden. Insbesondere in Ost- und Südosteuropa sind diese Haushalte beim Heizen und in der Mobilität stärker auf fossile Brennstoffe angewiesen. Das UBA fordert gezielte Förderprogramme, einen stärkeren und erweiterten Klimasozialfonds sowie die Rückverteilung der Einnahmen aus dem Emissionshandel an die Bürger, beispielsweise durch Einkommensunterstützung und subventionierten Zugang zu Wärmepumpen, energetischen Gebäudesanierungen und E-Mobilität, ähnlich dem französischen „Social Leasing“-Programm für Elektrofahrzeuge.</p> <p><strong>Über die Grenzen Europas hinausdenken</strong>. Selbst in den ehrgeizigsten Szenarien wird der Emissionspfad der EU den fairen europäischen Anteil am globalen Kohlenstoffbudget überschreiten. Daher ist die Ausweitung der EU-Unterstützung für internationale Klimaschutzmaßnahmen von entscheidender Bedeutung und muss in Zukunft verstärkt werden. Die EU sollte Handels-, Finanz- und Entwicklungspolitik konsequent nutzen, um Emissionsminderungen weltweit zu unterstützen. Gleichzeitig sollte die EU eine führende Rolle übernehmen, insbesondere nachdem sich die USA aus dem Pariser Abkommen zurückgezogen haben, ein Moment, den die UBA-Stellungnahme sowohl als Herausforderung als auch als Chance beschreibt. Darüber hinaus muss die EU sicherstellen, dass Emissionsminderungen im Inland nicht durch höhere Emissionen im Ausland (Carbon Leakage) ausgeglichen werden. Zu diesem Zweck sollte die Kommission diese Risiken identifizieren und wirksame Maßnahmen zu ihrer Verhinderung umsetzen. Die Mechanismen nach Artikel 6 des Übereinkommens von Paris bieten ein zusätzliches Instrument zur Unterstützung globaler Klimaschutzbemühungen.</p> <p>Die Botschaft des UBA ist klar: Der rechtliche Rahmen für das Gesamtziel für 2040 ist gesetzt, aber die Maßnahmen, die die EU zur Erreichung dieser Ziele umsetzen muss, sind genauso wichtig wie die Ziele selbst. Alle relevanten Umsetzungsregeln werden in den kommenden Monaten ausgehandelt – die EU braucht klarere und ambitioniertere Ziele, eine strengere Durchsetzung und verstärkte Klimapolitiken, die kohärent, koordiniert und sozial gerecht sind. Die Ziele für 2030 bilden die Brücke zu den Jahren 2040 und 2050 – doch diese Brücke weist bereits Risse auf. Es ist höchste Zeit, diese zu beheben.</p> </p><p>Informationen für...</p>

Elbe Element Explorer 2018-2023: A time series of dissolved metals in the Elbe river

The river Elbe flows through Geesthacht right before the tidal part of the Elbe begins. In order to monitor and investigate the metal load and transport from the upstream river with a study focus on extreme events, water samples were taken weekly from the Geesthacht riverbank a couple of kilometers upstream of the weir starting in April 2018 and going until April 2023. During extreme events, i.e. floods or droughts, the sampling interval was increased to (bi-)daily sampling. The water samples were taken in pre-cleaned LDPE bottles, filtered over <0.45 µm polycarbonate filters into pre-cleaned LDPE bottles/tubes and acidified with nitric acid. The filtrates were then measured for their (trace) metal concentrations with ICP-MS/MS coupled online to a seaFAST preconcentration and matrix removal system. The physiochemical parameters pH value, dissolved oxygen, temperature and conductivity were measured for each sample using a corresponding multimeter probe.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Ausbreitung und genetischer Austausch zwischen Flechtenpopulationen in Patagonien und der Antarktischen Halbinsel (unter Berücksichtigung anthropogener Einflüsse)

(1) Terrestrische Biota der Antarktis sind durch geografische Isolation und inselhafte Verteilung geprägt. Die isolierte Lage der Antarktis und die Beschränkung auf weit voneinander entfernte kleine Habitatflecken haben zu einem hohen Endemiten-Anteil und einer starken Regionalisierung der Fauna und Flora geführt. Genetische Differenzierung, lokale Anpassung und die Evolution kryptischer Arten sind die Folge. Die Biodiversitäts-Konvention (CBD) betrachtet genetische Diversität als einen Eckpfeiler biologischer Vielfalt und stellt sie damit in eine Reihe mit der Diversität von Arten und Ökosystemen. Durch Einschleppung ortsfremder Arten und Homogenisierung bislang getrennter Genpools bedroht der Mensch jedoch zunehmend diese Isolation und genetische Differenzierung vieler antarktischer Biota. (2) Obwohl Flechten als wichtigste Primärproduzenten antarktische terrestrische Lebensräume dominieren, fehlen zurzeit Daten zu ihrer genetischen Struktur und Diversität. Der Umfang inter- und intrakontinentalen Genflusses ist bisher völlig unbekannt. Es ist deswegen derzeit unmöglich, den aktuellen und zukünftigen menschlichen Einfluss auf antarktische Flechtenpopulationen auch nur annähernd abzuschätzen.(3) Wir schlagen vor, mittels molekulargenetischer Daten die populationsgenetische Struktur von sechs weit verbreiteten Flechtenarten mit unterschiedlichen Ausbreitungsstrategien zu untersuchen. Dabei soll die Nullhypothese überprüft werden, dass Flechtenpopulationen genetisch nicht differenziert sind. Zusätzlich wollen wir abschätzen, ob menschliche Aktivitäten zur Einschleppung ortsfremder Arten oder Genotypen und zur Homogenisierung von Genpools beitragen. Hierfür sollen Lokalitäten mit hohem und niedrigem menschlichen Einfluss verglichen werden. Das Projekt schafft damit unverzichtbare Grunddaten für die Entwicklung von Schutzstrategien in der Antarktis.

Identifikation von Genen und Indikatoren für Trockentoleranz der Gerste (Hordeum vulgare)

Ziel des Projektes ist es, mittels assoziationsgenetischer Verfahren genomische Regionen bzw. Gene zu identifizieren, die an der Trockentoleranz der Gerste beteiligt sind. Für diesen Zweck gilt es in einem ersten Schritt aus einem Sortiment von 314 Sommergerstengenotypen bestehend aus 90 deutschen Sommergerstensorten und 224 genetisch und geographisch diversen Sommergerstengenotypen - basierend auf mittels des 9kiSelect Chips gewonnenen Daten zur genetischen Ähnlichkeit - 192 Genotypen auszuwählen, welche die in diesem Set vorhandene genetische Diversität repräsentieren. Mit insgesamt 9000 genbasierten SNP-Markern (9kiSelect Chip) wird die für eine genomweite Assoziationsstudie (GWA) nötige Markerabdeckung erzielt. Zusätzlich zu diesem genomweiten Ansatz werden aus der Literatur bekannte Kandidatengene für Trockentoleranz allelspezifisch sequenziert und in die Assoziationsstudien einbezogen. Um des weiteren genotypische Unterschiede in der Expression von trockentoleranzassoziierten Gene zu ermitteln, werden die extremen Genotypen der Population mittels Real-Time PCR analysiert. Die Phänotypisierungen dieser Genotypen erfolgt in Gefäßversuchen am Julius-Kühn-Institut in Groß- Lüsewitz. Trockenstress wird mit Beginn der Blüte appliziert. Erfasst werden neben der absoluten und relativen Ertragsleistung und Veränderungen der Ertragsstrukturparameter, der Chlorophyllgehalt, die Chlorophyllfluoreszenz, der relative Blattwassergehalt bzw. das relative Blattwasserdefizit sowie der Akkumulation von freiem Prolin, Glycinbetain und löslichen Zuckern. Parallel werden diese Genotypen an der Universität Hannover bzw. an der Universität Hohenheim im Hinblick auf die Reaktion auf das Auftreten von Trockenstress in der vegetativen und generativen Entwicklungsphase (SU) analysiert sowie an einem Trockenstandort in zweijährigen Feldversuchen (K), in welchen zusätzlich die Infrarotthermografie zur Charakterisierung der Trockentoleranz eingesetzt wird (K). Die auf diese Weise generierten phänotypischen und genotypischen Daten bilden die Grundlage für die assoziationsgenetische Identifikation von QTL für Trockentoleranz bei Gerste, welche gemeinsam mit den phänotypischen und genotypischen Daten Eingang in die Modellierungsarbeiten finden.

Ahr river overbank sediments: XRF elemental composition data set (Mayschoß-Transect, core Ahr2022-1_1, Ahr2022-1_2, Ahr2022-2_1, Ahr2022-2_2)

The elemental composition of samples from four sediment cores from the Mayschoß floodplain (Ahr river) was determined by X-ray fluorescence spectrometry (XRF). In the first step of preparation, large organic matter and pebbles were removed from freeze-dried samples (8 g) by sieving (2 mm). Subsequently, the samples were powdered and homogenised with vibratory Retsch mill MM 200. The uniform pills for the analysis were pressed with a carbon-based binding agent by Vaneox press at 20 t for 2 min. The elemental analysis of 50 elements was conducted in a He atmosphere using a Spectro Xepos energy dispersive XRF spectrometer. The surface elevation was extracted from Brell et al. (2023).

Moosmonitoring 1995/96, Untersuchungen der Schwermetallgehalte in Moosen, Cer in Moosen, Einzelelementkarten

In der Bundesrepublik Deutschland wurden von 1990 bis 2005 in fünfjährigem Abstand sowie in den Jahren 2015/16 und 2020/21 Untersuchungen zur Bestimmung der Inhaltsstoffe von Moosen durchgeführt. Schwerpunkt war die Analyse von Schwermetallen, ab 2005/06 auch von Sticksoff. Seit 2015/16 wurde das Stoffspektrum auf persistente organische Stoffe (POP) und Mikroplastik ausgeweitet. Dieses „Moosmonitoring“ ist der deutsche Beitrag zum europäischen Moosmonitoringprogramm, welches durch das „Internationale Kooperativprogramm zur Wirkung von Luftverunreinigungen auf die natürliche Vegetation und auf landwirtschaftliche Kulturpflanzen“ („International Cooperative Programme on Effects of Air Pollution on Natural Vegetation and Crops“, kurz: ICP Vegetation) der Genfer Luftreinhaltekonvention (Convention on Long-range Transboundary Air Pollution, CLRTAP) koordiniert wird. Mit der Durchführung der einzelnen Probenahmekampagnen sowie der Auswertung der Untersuchungsergebnisse wurden durch das Umweltbundesamt (UBA) wechselnde Institutionen beauftragt, so die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) mit dem Moosmonitoring 1995/96. Die Ergebnisse der nachfolgenden Monitoringjahre hat das Umweltbundesamt veröffentlicht. Sie sind abrufbar unter https://www.umweltbundesamt.de/daten/luft/bioindikation-von-luftverunreinigungen. Das Moos-Monitoring 1995/96 ist mit 1026 Standorten neben dem Moos-Monitoring 2000 das mit der größten Probenahmedichte und mit 40 analysierten Elementen das mit dem größten Untersuchungsspektrum. Obwohl die in den Jahren 1998 und 1999 fertiggestellten Forschungsberichte (Siewers & Herpin, 1998; Siewers, Herpin & Straßburg, 1999) eine Auswertung (Kurzbeschreibung, statistische Maßzahlen, Verteilungskarten) aller 40 analysierten Elemente enthalten, wurden bislang nur die Daten von 12 der analysierten Elemente veröffentlicht. Darüber hinaus wurden im Jahr 2007 die im Ergebnis der Analytik vorliegenden Rohdaten aus den Laboratorien einer Neubewertung unterzogen. Daraus resultiert eine Reihe von Fehlerkorrekturen, das auswertbare Elementspektrum konnte auf 42 Elemente erweitert werden. Auch die Ergebnisse dieser Neubewertung sind bislang unveröffentlicht. Die ergänzende Bearbeitung der Daten mit modernen Verfahren bringt eine zusätzliche Aufwertung dieser. Die Downloads zeigen die Verteilung der Cergehalte in Moosen in vier verschiedenen farbigen Punkt- und Isoflächenkarten. Die Legenden der Karten sind wahlweise in der Maßeinheit µg/g oder in einer an den Gehaltsbereich des dargestellten Elements angepassten Maßeinheit abrufbar.

Die Rolle von NO in der Signaltransduktion bei pflanzlichen Abwehrreaktionen

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.

Biotechnologische Produktion von biologisch abbaubaren Thermoplasten, Elastomeren und anderen technisch relevanten Polymeren

Biosynthetische Polymere werden in zunehmender Zahl und Menge eingesetzt und sind aus vielen Bereichen des Alltags nicht mehr wegzudenken. Waren es frueher vorwiegend von hoeheren Lebewesen synthetisierte Polymere, so gewinnen nun von Mikroorganismen synthetisierte Polymere als Werkstoffe sowie als Hilfs- und Nebenstoffe an Bedeutung. Mikroorganismen synthetisieren in vielfaeltiger Form Polymere fuer technische Anwendungen. Die meisten technisch genutzten mikrobiellen Polymere werden heute als Hilfs- und Nebenstoffe eingesetzt, einige auch direkt zu Werkstoffen verarbeitet. Mikrobielle Polymere werden als Rohstoffe zu anderen Werkstoffen oder Hilfs- und Nebenstoffen verarbeitet oder dienen als Ausgangsmittel fuer weitere chemische Synthesen. Der Einsatz von Mikroorganismen bei der biotechnologischen Produktion von Polymeren ermoeglicht haeufig die Nutzung nachwachsender Rohstoffe als Substrate und Kohlenstoffquelle fuer die Produktion wie zB die Nutzung pflanzlicher Photosynthetate, die von der Land- und Forstwirtschaft in grossen Mengen bereitgestellt werden koennen. Die Kenntnis der Biosynthesewege fuer Polymere in Bakterien in Verbund mit der Gentechnik ermoeglicht zudem die Erzeugung transgener Pflanzen, die zur Produktion neuer Polymere anstelle von Bakterien herangezogen werden koennen. 1) Biosynthese von Polyestern: Mikrobielle, aus Hydroxyfettsaeuren aufgebaute Polyester (PHF) machen seit einigen Jahren als neue biologische abbaubare Werkstoffe von sich reden. Neben 3-Hydroxybuttersaeure sind mittlerweile mehr als 100 verschiedene Hydroxyfettsaeuren als Bausteine von PHF bekannt. Seit ca 10 Jahren wird in der Arbeitsgruppe die Biosynthese dieser wasserunloeslichen Polyester untersucht. Als Modellorganismen dienten zunaechst Alcaligenes eutrophus und Pseudomonas aeruginosa; Rhodococcus ruber und zahlreiche anoxygene phototrophe Bakterien wie zB Chromatium vinosum wurden spaeter ebenfalls untersucht. Diese Untersuchungen haben zur Aufklaerung von Biosynthesewegen der PHF und zur Entdeckung neuer Bausteine von PHF sowie zur Klonierung und Ermittlung der Primaerstrukturen des Schluesselenzyms PHF-Synthase aus ca 20 Bakterien beigetragen. Durch Screening nach neuen Wildtypen, durch Verwendung von Mutanten und mit gentechnischen Methoden gelang es, Polyester mit ungewoehnlichen Hydroxyfettsaeuren aus einfachen Kohlenstoffquellen verfuegbar zu machen. In Zusammenarbeit mit Industriepartnern und gefoerdert durch das BMBF und das BML sollen Reststoffe, Kohlen und nachwachsende Rohstoffe fuer die Produktion dieser Polyester erschlossen werden. Ein Biotechnikum mit Bioreaktoren von 1 bis 20 l Nutzvolumen, welches demnaechst durch einen Anbau und einen Bioreaktor von 450 L Nutzvolumen erweitert wird, erlaubt die Herstellung von Polymermustern zur Ermittlung der Materialeigenschaften durch hieran interessierte Kooperationspartner. Ferner kommt der Zusammenarbeit mit Pflanzengenetikern, die Gene fuer PHF Biosynthese aus Bakterien in Pflanzen ...

Schwerpunktprogramm (SPP) 1530: Flowering time control: from natural variation to crop improvement, Genetic Dissection of Flowering Time in Wheat by High-density Genome-wide Association Mapping

Wheat (Triticum aestivum L.) is grown worldwide and is one of the most important crops for human nutrition. Einkorn wheat (Triticum monococcum) is a diploid relative of bread wheat and both have the A genome in common. The timing of flowering is of major importance for plants to optimally adjust their life cycle to diverse environments. QTL mapping studies indicated that flowering time in cereals is a complex trait, which is controlled by three different pathways: vernalization, photoperiod and earliness per se. In wheat, high-resolution genome-wide association mapping is now possible, because of the availability of a high density molecular marker chip. The main goal of the proposed project is to investigate the regulation of flowering time in wheat using a genome-wide association mapping approach based on a novel high-density SNP array. In particular, the project aims to (1) investigate the phenotypic variation of flowering time of bread wheat and Einkorn wheat in response to environmental cues in multilocation field trials, (2) study the effects of Ppd alleles on flowering time in a candidate 3 gene approach, (3) determine the genetic architecture of flowering time in a high-density genome-wide association mapping, and (4) investigate the plasticity of the genetic architecture of flowering time in wheat by a comparison between bread wheat and Einkorn wheat.

Carbon acquisition during pathogenic development of Ustilago maydis and Colletotrichum graminicola

The biotrophic fungus Ustilago maydis infects corn and induces the formation of tumors. In order for the fungus to proliferate in the infected tissue, U. maydis has to redirect the metabolism of the host to the site of infection. We wish to elucidate how this is accomplished. To this end we will perform transcript profiling during the time course of infection for both, the fungus and the maize plant. This will be complemented by metabolome analysis of different tissues during infection as well as by apoplastic fluid analysis. The goals will be to identify the carbon sources taken up by the fungus during biotrophic growth, to identify the transporters required for uptake, determine their specificity and elucidate how these carbon sources are provided by the plant. Fungal mutants affected in discrete stages of pathogenic development will be included in these studies. Likely candidate genes for carbon uptake/supply as well as for redirecting host metabolism will be functionally characterized by generating knockouts in the fungus and by isolating plants carrying mutations in respective genes or by generating transgenic plants expressing RNAi constructs.

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