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Emmy Noether-Nachwuchsgruppen, Mechanisms regulating the boron nutritional status in rapeseed and Arabidopsis and their implications for the development of boron-efficient genotypes

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.

Langjährige Entwicklung der Luftqualität - Berliner Luftgütemessnetz - Standorte und Messdaten (Umweltatlas)

Darstellung aller Stationen und Messwerte der BLUME-, RUBIS- und Passivsammler-Messnetze seit 1975 sowie ausgewählter langjährig betriebener Berliner Klimastationen

Flowering time, development and yield in oilseed rape (Brassica napus): Sequence diversity in regulatory genes

Flowering time (FTi) genes play a key role as regulators of complex gene expression networks, and the influence of these networks on other complex systems means that FTi gene expression triggers a cascade of regulatory effects with a broad global effect on plant development. Hence, allelic and expression differences in FTi genes can play a central role in phenotypic variation throughput the plant lifecycle. A prime example for this is found in Brassica napus, a phenotypically and genetically diverse species with enormous variation in vernalisation requirement and flowering traits. The species includes oilseed rape (canola), one of the most important oilseed crops worldwide. Previously we have identified QTL clusters related to plant development, seed yield and heterosis in winter oilseed rape that seem to be conserved in diverse genetic backgrounds. We suspect that these QTL are controlled by global regulatory genes that influence numerous traits at different developmental stages. Interestingly, many of the QTL clusters for yield and biomass heterosis appear to correspond to the positions of meta-QTL for FTi in spring-type and/or winter-type B. napus. Based on the hypothesis that diversity in FTi genes has a key influence on plant development and yield, the aim of this study is a detailed analysis of DNA sequence variation in regulatory FTi genes in B. napus, combined with an investigation of associations between FTi gene haplotypes, developmental traits, yield components and seed yield.

The parent material as major factor for the properties of the biogeochemical interface: Integrative analysis

The formation of biogeochemical interfaces in soils is controlled, among other factors, by the type of particle surfaces present and the assemblage of organic matter and mineral particles. Therefore, the formation and maturation of interfaces is studied with artificial soils which are produced in long-term biogeochemical laboratory incubation experiments (3, 6, 12, 18 months. Clay minerals, iron oxides and charcoal are used as major model components controlling the formation of interfaces because they exhibit high surface area and microporosity. Soil interface characteristics have been analyzed by several groups involved in the priority program for formation of organo-mineral interfaces, sorptive and thermal interface properties, microbial community structure and function. Already after 6 months of incubation, the artificial soils exhibited different properties in relation to their composition. A unique dataset evolves on the development and the dynamics of interfaces in soil in the different projects contributing to this experiment. An integrated analysis based on a conceptual model and multivariate statistics will help to understand overall processes leading to the biogeochemical properties of interfaces in soil, that are the basis for their functions in ecosystems. Therefore, we propose to establish an integrative project for the evaluation of data obtained and for publication of synergistic work, which will bring the results to a higher level of understanding.

Impact of Intrafollicular Sulfated Steroids on Follicular Cells and the Oocyte's Developmental Capacity in Cattle

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.

Entwicklung von Rebklonen mit besserer Klimaanpassung

Leistungsfähiges Pflanzgut mit guter Boden- und Klimaanpassung bildet die Grundlage der einer umweltgerechten Pflanzenproduktion. Dies trifft in gleicher Weise auf den Weinbau zu. Neben der Globalisierung der Märkte gehört sicherlich die Klimaveränderung zu den größten Herausforderungen der Gegenwart. Das größte Problem sind in zunehmendem Maß eine wärmere Witterung kombiniert mit Starkregenereignisse während der Traubenreifung und die dadurch ausgelöste Traubenfäule. Wegen der besonderen Bedeutung von Weinlandschaften für Tourismus und Wirtschaft kommt dem Weinanbau hierbei eine besondere gesellschaftliche Bedeutung zu. Die Sicherung der Produktion von gesunden Trauben steht daher an erster Stelle. Ein lockerer Traubenaufbau durch längere Beerenstielchen und/oder kleinere Beeren sowie festere Beerenschale können den Fäulnisbefall stark reduzieren. Sie sind damit ein hervorragendes Resistenzmerkmal und können den Einsatz von Spezial-Botrytiziden erheblich vermindern. Solche Formen der apparenten Resistenz sind sehr stabil, da der Pathogen sie nur schwer überwinden kann und daher hervorragend für langlebige Kulturpflanzen, wie die Weinrebe geeignet. Das Fachgebiet entwickelt von den traditionell in Deutschland angebauten Rebsorten Klone mit lockerem Traubenaufbau und damit einhergehender hoher Resistenz gegen Traubenfäulen. Hierzu wird Zuchtmaterial, das im Rahmen dieses oder weiterer Projekte gesammelt wurde, auf seine Widerstandsfähigkeit gegen Traubenfäulen und weitere weinbaulich relevante Eigenschaften getestet. Ziel ist die Entwicklung von Klonen traditioneller Rebsorten mit hoher Traubenfäuleresistenz kombiniert mit einem stabilen Ertrag und hoher Trauben und Weinqualität, um deutschen Winzern entsprechendes Pflanzgut zur Verfügung zu stellen und damit einerseits die Applikation von Fungiziden zu reduzieren und gleichzeitig die Konkurrenzfähigkeit der heimischen Produktion an ihren traditionellen Standorten sichern zu helfen.

WMS - IS SaND Maßnahmen

WMS-Dienst von Maßnahmen für guten Erhaltungszustand der Lebensräume und Arten nach FFH-Richtlinie. Entspricht dem aktuellen Stand der behördenverbindlichen Managementplanung. Die Sach- und Geometriedaten werden im Informationssystem Sächsische NATURA 2000-Datenbank (IS SaND) gepflegt. Aufgrund des Erfassungsmaßstabs sind die Daten nicht für Analysen in Maßstäben größer 1:10.000 geeignet.

WFS - IS SaND Maßnahmen

WFS-Dienst von Maßnahmen für guten Erhaltungszustand der Lebensräume und Arten nach FFH-Richtlinie. Entspricht dem aktuellen Stand der behördenverbindlichen Managementplanung. Die Sach- und Geometriedaten werden im Informationssystem Sächsische NATURA 2000-Datenbank (IS SaND) gepflegt. Aufgrund des Erfassungsmaßstabs sind die Daten nicht für Analysen in Maßstäben größer 1:10.000 geeignet.

Entwicklung Luftqualität - Emissionswerte SO2 1989 bis 2005 (Umweltatlas)

Emissionswerte SO2

Entwicklung des zukünftigen Wasserbedarfs in verschiedenen Sektoren - Bestimmungsmethoden, Projektionen und Szenarien

Der Klimawandel wirkt sich in Deutschland auf die verfügbaren Wasserressourcen und ihre regionale und saisonale Verteilung aus. Zukünftig wird es nicht nur erforderlich sein, die Prognosefähigkeit des Wasserhaushaltes hinsichtlich der verfügbaren Wassermenge regional und saisonal differenziert zu verbessern, sondern auch verbesserte Einschätzungen zur Entwicklung der Wasserbedarfe verfügbar zu haben. Die Wasserbedarfe werden neben politischen Entscheidungen, von technologischen Neuerungen, dem demografischen Wandel und vom Klimawandel beeinflusst. Aufbauend auf den Arbeiten verschiedener Refo-Plan Vorhaben (z.B. WADKlim, EE & Wasser) sowie Arbeiten anderer Institutionen wird die zukünftige Entwicklung von Wasserbedarfen in den Sektoren Haushalte, Landwirtschaft, Energie, Industrie und ggf. weiterer (z.B. Tourismus) zusammengetragen und gemeinsam analysiert. Dabei soll nach Zeithorizont und Region sowie verwendeter Datengrundlage und Methodik kategorisiert werden. Auf der Grundlage dieser zusammenfassenden Darstellung wird zunächst ein strukturierter Überblick über die zur Verfügung stehenden Methoden zur Bestimmung der Wasserbedarfe erarbeitet. Dieser Überblick zeigt die Einsatzbereiche der jeweiligen Methode, verdeutlicht aber auch methodische Grenzen und den geeigneten Zeithorizont. Weiterhin werden auf der Basis der vorangegangenen Arbeitsschritte Szenarien für zukünftige Wasserbedarfe entwickelt. Der zukünftige Wasserbedarf soll abgeschätzt und eventuelle Lücken in der Darstellung der Wasserbedarfe mit Simulationsrechnungen geschlossen werden. Die 'Wasserbedarfs-Szenarien' sollen -vergleichbar zu den Klimaszenarien- mögliche Entwicklungskorridore aufzeigen, verstärkende Effekte des Klimawandels berücksichtigen, Aussagen auf unterschiedlichen Skalen (z.B. national, aber auch regional – evtl. Ebene der Wasserversorgungskonzepte) ermöglichen, die Wirkung von Steuerungsmaßnahmen abbilden sowie die erforderlichen Daten nennen.

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