Das Projekt "Entwicklung einer kombinierten Untersuchungsmethode(mit Einsatz von Gensonden) zur Abschaetzung der Freisetzung von Laststoffen aus Sedimenten in Talsperren und Seen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Mikrobiologie durchgeführt. Im Interstitialwasser der Sedimente von eutrophen Talsperren ist mit einem hoeheren Gehalt an geloesten P- und N-Verbindungen zu rechnen als in Klaeranlagenablaeufen. Daher koennen, wenn davon auch nur ein kleiner Anteil mobilisiert wird, bei Massenentwicklungen des Phytoplanktons die 'inneren' Belastungsquellen staerker sein als die durch die Zufluesse. Es soll geklaert werden, unter welchen Bedingungen geloeste Laststoffe sowie Krankheitserreger verstaerkt aus dem Sediment freigesetzt werden koennen. Fuer die P-Rueckloesung wie auch fuer die Freisetzung von Nitrit, Mangan, Eisen sind mikrobielle Prozesse massgebend. Als chemische Steuergroessen spielen dabei Geloestsauerstoff, Nitrat, Sulfat und Eisen eine ausschlaggebende Rolle. Da die fuer ein bestimmtes chemisches Reaktionsmuster kennzeichnende Artenzusammensetzung der Bakterien mit den bisher verfuegbaren Methoden nicht sicher genug bestimmt werden kann, soll dafuer eine neue molekularbiologische Methode erprobt werden (mit Isolation der DNA aus Sedimentproben). Diese soll der Beurteilung der Erfolgschancen von Restaurierungsmassnahmen dienen.
Das Projekt "Identifizierung molekularer Marker fuer die Rohdichte von Fichtenholz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft, Institut für Forstgenetik durchgeführt. Die Verwendung von Holz als Baustoff oder in der Papier- und Moebelindustrie wird entscheidend von dessen anatomischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften bestimmt. Waehrend bei vielen Baumarten Kenntnisse ueber den Zusammenhang dieser Eigenschaften bestehen, ist weitgehend unbekannt, welche genetischen Parameter diese Eigenschaften steuern. Wenn mit Hilfe von molekularbiologischen Methoden genetische Marker identifiziert werden koennten, zu denen Korrelationen mit bestimmten Holzeigenschaften bestehen, waeren bereits zu einem fruehen Zeitpunkt Baeume zu selektieren, die im Nutzungsalter die gewuenschten Holzeigenschaften haben. Entsprechende Moeglichkeiten sollen in dem von der Europaeischen Union gefoerderten Projekt 'Genetische Verbesserung der Holzqualitaet durch gesteigerte Selektionseffizienz fuer verschiedene Endnutzungen' mit den Partnerlaendern England, Frankreich, Oesterreich, Portugal und Schweden untersucht werden. Die Untersuchungen erfolgen an den Baumarten Fichte (Picea abies), Seestrandkiefer (Pinus pinaster) und Eukalyptus (Eucalyptus globulus). Ausgewaehltes Material dieser Baumarten wird von den einzelnen Partnern mittels verschiedener Methoden auf chemische, mechanische und Verarbeitungseigenschaften sowie auf genetische Merkmale hin analysiert. Auf der Grundlage der gewonnenen Ergebnisse sollen mit Hilfe molekularbiologischer Methoden fuer verschiedene Holzeigenschaften DNA-Marker identifiziert werden. Diese koennen gezielt fuer eine markergestuetzte Selektion eingesetzt werden. Gewuenschte Genotypen koennten sodann bei den genannten Baumarten mit Hilfe der entsprechenden molekularen Marker mit geringem Kostenaufwand selektiert und im Rahmen von Zuechtungsprogrammen frueher genutzt werden.
Das Projekt "Physikalische Feinkartierung von Resistenzmarkern fuer Zuenslerresistenz bei tropischem Mais (Zea mays L.)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät III Agrarwissenschaften I, Institut für Pflanzenzüchtung, Saatgutforschung und Populationsgenetik, Fachgebiet Pflanzenzüchtung und Biotechnologie durchgeführt. Beim Maisanbau in tropischen und subtropischen Gebieten verursachen die Larven verschiedener Insekten durch Frassschaeden z.T. grosse Ernteausfaelle. Durch zahlreiche Zuchtprogramme konnten bisher Populationen mit einer verbesserten Resistenz gegen diesen Schaderregerbefall entwickelt werden. Es ist nun erforderlich, das Merkmal Resistenz in standortadaptierte Sorten einzukreuzen. Im Gegensatz zu konventionellen Zuchtprogrammen bietet hier die markergestuetzte Selektion eine weniger kosten- und zeitintensivere Moeglichkeit der Einkreuzung dieser Eigenschaft. Fuer deren effektiven Einsatz ist jedoch eine genauere Kartierung der bisher grob kartierten Resistenzgene erforderlich. Im Rahmen dieses Projektes soll deshalb die Markerdichte in den entsprechenden Chromosomenabschnitten erhoeht werden. Mit Hilfe eines Lasermikrostrahls werden Chromosomenarme in mehrere Segmente geschnitten, und isoliert. Die DNA der Segmente wird zu segmentspezifischen DNA-Bibliotheken kloniert. Diese Sonden stehen dann zur Untersuchung ihrer Markereignung in Zuchtprogrammen zur Verfuegung. Zur vereinfachten Analyse der Kreuzungsnachkommen soll geprueft werden, ob sich DNA-Sequenzen aus chromosomensegmentspezifischen Sonden als Primer fuer den Einsatz bei der Polymerase Kettenreaktion (PCR) eignen.
Das Projekt "Kartierung eines Resistenzgens der Sonnenblume (Helianthus annuus L.) und Isolierung des Restorergens Rfl" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung I durchgeführt. Es handelt sich um ein Teilprojekt des Forschungsschwerpunktprogramms 'Genetische und molekulare Aufklaerung von Prozessen der Merkmalsauspraegung bei Nutzpflanzen'. Mit Hilfe der AFLP-Technik wurde fuer die Sonnenblume eine Genomkarte mit 166 Markern erstellt. Diese Marker ordnen sich in 18 Kopplungsgruppen an und umfassen 927.6 cM. RFLP-Sonden (genomische Klone aus der Sonnenblumen, cDNA-Klone aus Arabidopsis und Lactuca sativa) sollen im weiteren in diese Karte integriert werden, die dann als Grundlage fuer die Kartierung und Isolierung von agronomisch interessanten Genen dienen kann. Mit Hilfe von 'Bulked-Segregant-Analysen' wurden bereits ueber die RAPD- und die AFLP-Technik molekulare Marker identifiziert, die mit dem Restorergen Rf1, das fuer die Wiederherstellung der Pollenfertilitaet in Gegenwart des CMS-induzierenden Plasmas PET1 verantwortlich ist, cosegregieren. Hiermit stehen jetzt molekulare Marker zur Verfuegung, die markergestuetzte Rueckkreuzungen erlauben. Die Isolierung des Restoregens ueber eine Positionsklonierung erfordert zunaechst eine Erweiterung der F2-Population auf mehr als 1000 Individuen, um Marker identifizieren zu koennen, die unter 0,05 cM mit dem Gen gekoppelt sind und damit das Gen auf einem BAC-Klon von durchschnittlich 150 kb beidseitig flankieren koennen.
Das Projekt "Bio-LAPS - Optimierung des Betriebs eines Biogasfermenters mit Hilfe eines Feldeffekt-Biosensors auf Basis eines lichtadressierbaren potentiometrischen Sensors (LAPS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Aachen, Institut für Nano- und Biotechnologien durchgeführt. Das Institut für Nano- und Biotechnologien der Fachhochschule Aachen (Labor für Chemo- und Biosensorik; Labor für Pflanzenbiotechnologie) will im Rahmen des geplanten interdisziplinären Vorhabens einen optimierten Betrieb von Biogasfermentern mit Hilfe eines neuartigen Feldeffekt-Biosensors auf Basis eines lichtadressierbaren potentiometrischen Sensors ('Bio-LAPS') entwickeln. Dies beinhaltet die Entwicklung eines Feldeffekt-Biosensors zur Überwachung der Vitalität von Bakterien anhand derer metabolischen Aktivität, die Entwicklung eines Anaerob-Parallelfermentersystems sowie die Herstellung artenspezifischer DNA-Sonden zur Bakterienidentifikation auf Basis der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung. Das vorgeschlagene Forschungsvorhaben ist grundlagenorientiert. Der Arbeitsplan unterteilt sich in 3 Arbeitspakte. Diese werden im Antrag detailliert beschrieben. Während des Projektzeitraums und darüber hinaus sollen die erzielten Ergebnisse durch entsprechende Veröffentlichungen publiziert werden. Bei einer erfolgreichen Entwicklung der im Vorhaben vorgeschlagenen bioanalytischen Kontrollmethoden soll im nächsten Schritt ein up-scaling durchgeführt werden.
Das Projekt "Charakterisierung einer mykophagen Vampiramoebe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Phytopathologie und Angewandte Zoologie, Professur für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz durchgeführt. Aus dem Boden eines Weizendauerkulturfeldes in Nordhessen wurde eine mykophage Vampiramoebe (VA) isoliert. Nach Entwicklung einer zuverlaessigen Kulturmethode wurden die Auswirkungen verschiedener Pflanzenschutzmittel und die Nahrungsgrundlage der VA studiert. Mittels mikroskopischer Untersuchungen und Videozeitrafferaufnahmen wird versucht den kompletten Lebenszyklus der VA aufzuklaeren. Die taxonomische Einordnung erfolgt auf der Basis molekularbiologischer Verfahren. Mit einer spezifischen cDNA-Sonde soll die Verbreitung der VA in Ackerboeden ermittelt werden.
Das Projekt "Nachweis von chromosomalen Translokationen durch genomische PCR zur Identifizierung präleukämischer Zellen bei Kindern - Pilotstudie zur Entwicklung und Validierung geeigneter Sonden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Universitätsklinikum Düsseldorf, Nuklearmedizinische Klinik durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung einer neuen molekulargenetischen Methodik, die es erlaubt, prä-leukämische Zellen bei gesunden Kindern hochsensitiv zu detektieren.Es sollen genetisch veränderte, aber noch nicht vollständig maligne Zellen in einem Vor-Leukämie-Stadium erkannt werden. In den klinisch manifesten Leukämieerkrankungen bei Kindern sind insbesondere die Translokationen t(12;21), t(11;19), t(4;11), t(1;19) und t(9;11) von besonderem Interesse, so dass sich die zu entwickelnde Methodik auf diese häufigen Fälle konzentriert. Damit ergeben sich folgende Einzelziele:-Literaturübersicht über den Stand der Technik zum Nachweis von 'Prä-Leukämiezellen'-Entwicklung geeigneter Sonden zum Nachweis der Rearrangements ETV6/Runx1, MLL/ENL, MLL/AF9, MLL/AF4 und E2A/PbX1, die den oben genannten zytogenetischen Veränderungen entsprechen bzw. deren molekulargenetisches Äquivalent darstellen.
Das Projekt "Teilprojekt A 3: Protozoen in biologischen Kläranlagen - Neue Wege zur Identifizierung und zur Untersuchung der funktionellen Bedeutung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Botanik und Mikrobiologie, Lehrstuhl für Mikrobiologie durchgeführt. Protozoen sind als wesentliche Elemente von Biofilmen in der Lage, sehr rasch auf Änderungen im Betrieb von biologischen Abwasserreinigungsanlagen zu reagieren. Die ihr Wachstum beeinflussenden Faktoren sind weitgehend ungeklärt. Klassische Populationsanalysen in Kombination mit der Anwendung spezifischer rRNS-gerichteter Sonden und der entsprechenden Hybridisierungstechniken sollen ein möglichst vollständiges Bild der Diversität von Protozoen in den zu untersuchenden Anlagen geben. Die vielfach schwierigen und arbeitsintensiven klassischen Identifizierungsmethoden sollen vermehrt durch in-situ-Sondertechniken ergänzt werden. Sequenzanalysen von rDNS aus isolierten sowie kultivierten Organismen sollen zur Entwicklung weiterer rRNS-gerichteter Oligonukleotidsonden führen. Mit Projektende soll ein Sondensatz zur Verfügung stehen, mit dem schnell und effektiv umfassende Populationsanalysen durchgeführt und Lebenszyklen untersucht werden können. Parallel dazu sollen Labor- und Feldexperimente Aufschluss über die Nahrungsbeziehungen ausgewählter Organismen bzw. Organismengesellschaften geben, um so deren ökologische Bedeutung für Funktion und Betrieb der Kläranlagen bewerten zu können. Ein Hauptaugenmerk gilt dabei Untersuchungen zur Selektivität des Fraßverhaltens gegenüber Mikroorganismen.
Das Projekt "Ursprung, Erwerb und Evolution des ungewöhnlichen Mannitol-Stoffwechsels in der 'atmophytischen' Mangrovenrotalge Caloglossa leprieuri" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsch-Polnische Gesellschaft Hamburg e.V. Arbeitsgruppe Umwelt und Ökologie durchgeführt. Die im Gezeitenbereich als Epiphyt auf Mangrovenwurzeln wachsende 'terrestrische' Rotalge Caloglossa leprieuri weist einen für die osmotische Akklimation essentiellen Manntiol-Metabolismus, den sogenannten Mannitol-Zyklus auf, der für diese Algenklasse eine ganz ungewöhnliche Stoffwechselleistung darstellt. Im Zentrum der Untersuchungen steht deshalb eine biochemische und molekulargenetische Charakterisierung des anabolischen Schlüsselenzyms Mannitol-1-Phosphat Dehydrogenase. Dieses Protein soll aus der Rotalge gereinigt und biochemisch analysiert werden. Darauf aufbauend soll die entsprechende CDNA kloniert und sequenziert sowie eine spezifische DNA-Sonde zur Überprüfung des Vorkommens dieses Enzyms in anderen Organismen konstruiert werden. Für einen biochemischen und molekular biologischen Vergleich, sowie für die Untersuchung der Phylogenie dieses Stoffwechselweges werden weitere mannitolbildende En- und Prokaryonten untersucht. Als Hauptziel sollen die Eigenschaften, der Ursprung und der Erwerb des Manntiol-Zyklus in Caloglossa leprieuri beleuchtet werden. Die erhaltenen Daten sollen zum Verständnis der metabolischen Leistungsfähigkeit von Rotalge beitragen und darüber hinaus, Einblicke in die Evolution des Mannitol-Stoffwechsels einschließlich des Mechanismus eines vermuteten Gentransfers in Caloglossa liefern.
Das Projekt "DNA chips zur Analyse von Methan-oxidierenden Bakterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ARC Seibersdorf research GmbH durchgeführt. Methanotrophe Bakterien haben die Fähigkeit Methan als einzige Kohlenstoff- und Energiequelle zu verwerten. Die Oxidation von Methan erfolgt in vier Schritten über die Bildung von Methanol, Formaldehyd und Format, das dann zu C02 oxidiert wird. Die Inkorporation von Kohlenstoff in die Zellbiomasse erfolgt auf dem Oxidationsniveau von Formaldehyd. Nach C02 ist Methan das wichtigste Treibhausgas und methanotrophe Bakterien spielen eine wesentliche Rolle bei der Reduktion von Methanemissionen. Es wird angenommen, dass die Oxidation von Methan in anaeroben Habitaten durch ein Konsortium von Methanogenen und Sulfatreduzierern durchgeführt wird. Methan ist 26-30 Mal effektiver in der Absorption und Refektion von langwelliger Strahlung als C02, und daher verringert eine Oxidation von Methan den Treibhauseffekt beträchtlich. Mülldeponien produzieren ca. 10 Prozent des in die Atmosphäre gelangenden Methans und es wurde gezeigt, dass Abdeckschichten von Mülldeponien methanotrophe Populationen mit einem hohen Methanoxidationspotenzial enthalten. Um die Fähigkeit von methanotrophen Bakterien, Methan zu oxidieren, zur Verringerung des Treibhauseffektes voll zum Einsatz zu bringen, sind detaillierte Analysen bezüglich ihrer Diversität und Ökologie notwendig. Derartige Studien wurden vielfach durchgeführt, die aber durch das Fehlen von einfachen, standardisierbaren Methoden, die ebenso einen hohen Durchsatz ermöglichen, nicht in die Praxis umgesetzt werden konnten. Daher sind immer noch nur eingeschränkt Informationen über ökologische Nischen, die von verschiedenen bakteriellen Spezies und Genera besiedelt werden, verfügbar. Ein derartiges Wissen ist jedoch Voraussetzung zur Entwicklung von neuen Strategien zur Verringerung der Methanemission. Die Expertise unseres Forschungsteams soll in diesem Projekt dazu genutzt werden, einen DNA Chip zur raschen und detaillierten Analyse der Diversität und Funktion von methanotrophen Gemeinschaften zu entwickeln. Der entwickelte DNA Chip soll zuerst an Bodenproben aus Experimenten, die die Untersuchung von Mülldeponien zum Inhalt haben, getestet werden. Die erhaltenen Daten zur Diversität und Funktion der methanotrophen Gemeinschaft in ihrem natürlichen Habitat werden es erstmals ermöglichen, bestimmte Spezies zu ökologischen Nischen zuzuordnen. Weiters soll die gegenwärtige Theorie bezüglich der anaeroben Methanoxidation überprüft werden. Das erhaltene Wissen soll dazu eingesetzt werden, neue Praktiken zur Verringerung der Methanoxidation für Betreiber von Mülldeponien auszuarbeiten. Ebenso soll der entwickelte DNA Chip zur Untersuchung schon analysierter Proben verwendet werden, um erweiterte Kenntnisse über die Zugehörigkeit von bakteriellen Spezies zu ökologischen Nische zu erhalten.
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