Hypothesen: Eine Vielelternpopulationen bietet eine hervorragende Ausgangspopulation für die genetische Analyse von epistatischen Interaktionen und die Identifikation derer Richtung; positive Interaktion, durch Komplementierung oder Unterstützung der Geninteraktion oder negativer Interaktion, durch Unterdrückung des genetischen Potentials durch die Interaktion; Gene, die epistatischen Effekten unterliegen, werden Organ- und Zeitspezifisch reguliert; Die erhobenen Ergebnisse können auf komplexere Genome überführt werden. Das Hauptziel dieses Projektes ist die funktionelle Charakterisierung von epistatischen Effekten für das Merkmal Blühzeitpunkt auf der genetischen und molekularen Ebene. Eine Vielelternpopulation bietet eine neue und innovative Mappingpopulation, um neue Geninteraktionen, die an dem Wechsel von der vegetativen in die generative Phase beteiligt sind zu identifizieren. Die Validierung der gewonnenen Ergebnisse in Weizen ermöglicht es, Aussagen über das Merkmal Blühzeitpunkt in komplexen Genomen und über die Übertragbarkeit gewonnener Daten innerhalb der Poaceae-Familie zu machen. Die gewonnenen Ergebnisse eröffnen ein detailliertes Verständnis über einen der wichtigsten Signalwege innerhalb der Pflanze, der zum Übergang von der vegetativen zur generativen Phase führt. Dieses ermöglicht wiederum dem Züchter die Anwendung von forschungsangewandtes Werkzeugen in Züchtungsprogrammen. Weitere Ziele: Präzisere Identifikation von Genregionen mit epistatischen Effekten für den Blühzeitpunkt in einer Vielelternpopulation mit einer mixed model Analyse durch eine verbesserte Haplotypenbildung aufgrund von höherer Markerdichte (50k SNP chip) Berechnung und Validierung der selektierten Genregionen in einem Winter- und einem Sommergerstenassoziationspanel Identifizierung von Kandidatengenen und allelischer Diversität in Genregionen mit epistatischen Effekten Expressionsanalyse von Genregionen mit signifikanten Interaktionen zur Analyse der Blühinduktion auf molekularem Level Validierung der Genregionen sowie Kandidatengene für epistatische Interaktionen in einer Vielelternpopulation in Weizen
During evolution plants have coordinated the seasonal timing of flowering and reproduction with the prevailing environmental conditions. With the onset of flowering plants undergo the transition from vegetative growth to reproductive development. In agriculture, flowering is a prerequisite for crop production whenever seeds or fruits are harvested. In contrast, avoidance of flowering is necessary for harvesting vegetative parts of a plant. Late flowering also severely hampers breeding success due to long generation times. Thus, FTi (flowering time) regulation is of utmost importance for genetic improvement of crops. There are many new challenges for plant geneticists and breeders in the future (e.g. changing climate, need for higher yields, demand for vegetative biomass for bioenergy production), requiring novel approaches for altering the phenological development of a plant species beyond the currently available genetic variation. Changes in the expression of a single FTi regulator can suffice to drastically alter FTi. Exploiting the molecular fundament of FTi control offers new perspectives for knowledge-based breeding. Pleiotropic effects of FTi gene regulation beyond flowering time, such as yield parameters/hybrid yield were most recently demonstrated. This emerging field of research offers new possibilities for gaining insight into the very foundations of yield potential in crop plants. The Priority Programme aims to develop a functional cross-species network of FTi regulators for modelling developmental and associated (e.g. yield) characters in relation to environmental cues. Plant species with different phenological development will be investigated. Phylogenetic similarities can be used to infer similar functional interactions between FTi regulators in related crop species. Comparative analysis of FTi regulation among and between closely and remotely related species will identify distinct evolutionary paths towards optimisation of FTi in a diverse set of species and the branching points of divergence. Projects in this Priority Programme focus on genomic approaches to gain a comprehensive understanding of FTi regulation also in crops, which thus far have not been a major target of research. Another focus is on non-genetic cues regulating FTi and hormonal constitution and nutrient supply.
Das vorgeschlagene Projekt hat die Aufgabe, das Schwerpunktprogramm (SPP) 1530 'Flowering time control: from natural variation to crop improvement' zwischen 2014 und 2017 zu koordinieren. Dabei wird der Koordinator in enger Abstimmung mit dem Programmkomitee arbeiten. Darüber hinaus organisiert der Koordinator Themen/Technik-bezogene Treffen sowie Treffen junger Wissenschaftler. Dafür soll die Stelle der Projektmanagerin (PM) verlängert werden, um das vorhandene Portal zur Darstellung von Ergebnissen und Informationen des SPP aufrecht zu erhalten und zu pflegen sowie den Wissensaustauch zwischen den Gruppen zu unterstützen und das SPP in der Öffentlichkeit zu präsentieren. Dazu werden die in der ersten Phase eingerichteten web-basierten Inter- und Intranetforen weiter gepflegt. Der PM unterstützt den Koordinator bei der Organisation der Tagungen und speziellen Arbeitstreffen sowie bei der Organisation des internationalen Kongresses zum Ende der Laufzeit. Er hält Kontakt zu dem Wissenschaftlichen Beirat, dem Programmkomitee und den ausländischen (assoziierten) Partnern des SPP und ist für den Internetauftritt des SPP verantwortlich. Der PM unterstützt und koordiniert weiterhin die Aktivitäten der einzelnen Arbeitsgruppen und der integrativen Projekte. Dafür wird ein Budget für die Durchführung der Treffen, Reisemittel für SPP Mitglieder und assoziierte Partner zur Teilnahme an den jährlichen Treffen beantragt. Weiterhin werden SPP-Gruppen bei der Teilnahme an speziellen Arbeitstreffen unterstützt. Schließlich umfasst das Budget Mittel für die Unterstützung von jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, damit sie ihre Projektarbeit und die Kinderbetreuung in Einklang bringen können.
Ziel dieses Projekts ist es, die Forschung im Bereich der wechselseitigen Beziehung zwischen biologischer Evolution und Landschaftsevolution maßgeblich voranzutreiben. Arbeitsgebiete sind aride bis hyperaride Systeme, in denen sowohl biologische Aktivität als auch Erdoberflächenprozesse vorwiegend und sehr stark durch die Verfügbarkeit von Wasser limitiert sind. In diesem Projekt sollen die Schlüsselmerkmale biologischer Aktivität in extrem wasserlimitierten Habitaten der Erde identifiziert und Erdoberflächenprozesse, die unter nahezu wasserfreien Bedingungen ablaufen, charakterisiert werden. Die Bestimmung kritischer Schwellenwerte der Umweltbedingungen, die eine biologische Kolonisation und/oder Landschaftstransformationen erlauben, stellt ein wesentliches Ziel dar. Das zeitliche und räumliche Muster biologischer Kolonisation und Isolation wird zusammen mit der Chronologie der Landschaftsentwicklung in Bezug zur auschlaggebenden gemeinsamen Triebkraft, dem (Paleo-) Klima, untersucht. Diese Ziele sollen durch: (i) paleoklimatische Rekonstruktion und Observation des gegenwärtigen Klimas, zur Entwicklung geeigneter Klimamodelle, (ii) Erfassung der biogeographischen Migrationsgeschichte, Phylogenie (Pflanzen, Insekten, Protisten und Bakterien) und deren molekularer Datierung und (iii) räumliche Erfassung, Prozesscharakterisierung und Datierung von (fossilen) Landschaftselementen (Entwässerungssysteme, Hänge, fluviale und aeolische Sedimente, Böden), angegangen werden. Die Datierung geologischer Archive (i & iii) erfordert eine innovative (Weiter-) Entwicklung isotopengeologischer Methoden, welche entsprechend durchgeführt werden sollen.Es werden u.a. wesentliche Beiträge zu den sich entwickelnden Konzepten des evolutionären Timelags (Guerreo et al. 2013, PNAS 110, 11469-11474), des Einflusses geographischer Barrieren auf klimabedingte Speziesmigration (Burrows et al. 2014, Nature 507, 492-495), der Biogeomorphologie (Corenbilt et al. 2011, Earth Sci. Rev. 106, 307-331), sowie der Entwicklung neuer Methoden zur Datierung und Prozesscharakterisierung von Erdoberflächenprozessen und biologischer Evolution erwartet.
High altitude ecosystems are still widely perceived as natural and anthropogenic transformation is generally considered to be concentrated on lower elevations and late. However, recent studies challenge this view and for quaternary environmental science and prehistory, the question where humans retreated to during the driest intervals of the last 20 ka when lowlands may have become uninhabitable is still demanding. Based on previous own and third-party research and a total of four reconnaissances to the study area as part of the preparation of this research unit, we challenge the initially stated long-held belief. Given the higher humidity of the African mountains archipelago, the afro-alpine environments are a potential glacial refuge not only for plants and animals, but also for humans. Among others, this idea is backed up by the facts that - highland people of Ethiopia are genetically adapted to high altitude hypoxia which indicates their presence at least in parts of the higher areas over evolutionary time scales. - surface scatters of stone artefacts showing heavy abrasion have been found during the most recent reconnaissance trip between 3,700 and 4,100 m which for the first time likely indicates the presence of stone working people on the Sanetti Plateau. - the mosaic of isolated groves of Erica trimera across the plateau cannot be explained by climatic gradients but indicates a human induced and fire-based shaping of the afro-alpine heathlands. As a consequence, we postulate not a late but early afro-alpine occupation expressed as the 'Mountain Exile Hypothesis'. Hence, the research unit will focus on reconstructing the natural and the anthropogenic history of this afro-alpine environment in space and time and the identification and quantification of the natural and anthropogenic drivers and processes that shaped the ecology evolution of the research area. To tackle the research questions arising from the Mountain Exile Hypothesis and to test the hypothesis itself, a multi-disciplinary and multi-proxy approach which combines established as well as newly developed and complementing methods has been designed which focuses on both the - human side of environmental change (P1 - Archeology and Archeozoology, P2 - Anthrosols and Intensity of Human Occupation) and the - natural side of environmental change (P5 - Paleoclimatology, P6 - Glacial Chronology and P7 - Ground Beetles as a Human-Independent Paleoproxy). The respective investigations are bridged by paleoecological investigations (P4 - Paleoecology) which focus on pollen, spores and macrofossil analyses and discriminate the human and natural signals. To complete the scientific inventory required to address the overall objectives, relevant baseline environmental and ecological information is provided (P3 - Environmental Baseline Assessment) and all datasets are combined as part of a central scientific analysis and synthesis platform, the BalePaleoGIS (C2 - Central Scientific Services).
Die Critical Zone (CZ) der Erde ist die dünne Zone, welche Atmosphäre und Geosphäre verbindet. Sie stellt nicht nur einen wichtigen Lebensraum dar, sondern ist auch verantwortlich für Ökosystemleistungen, wie die Bereitstellung von Trinkwasser. Umweltverschmutzung, Landnutzung und Klimawandel verändern zunehmend die Erdoberfläche, aber ihre Auswirkungen auf unterirdische Lebensräume, also den Teil der CZ, welcher unterhalb der Pflanzenwurzeln beginnt und sich bis in die Aquifere fortsetzt, sind noch nicht ausreichend erforscht. Das Ziel des SFB AquaDiva ist es, ein besseres Verständnis der Verbindungen zwischen oberirdischen und unterirdischen Lebensräumen zu gewinnen. Dazu haben wir eine Infrastrukturplattform etabliert, das Hainich Critical Zone Exploratory (CZE), um die Verbindung von Vegetation und Böden mit Aquiferkomplexen über Wasser- und Gasvermittelte Stoffflüsse unter verschiedenen Landnutzungsformen zu erforschen. Das Hainich CZE umfasst zwei Aquiferkomplexe in Kalk- und Mergelsteinen entlang eines 6 km langen Transektes im Einflussbereich von Wald, Weide- und ackerbaulicher Landnutzung. Unser Team kombiniert Techniken aus den Bereichen der Biologie, Chemie, Geowissenschaften und Informatik, um folgende Fragen zu beantworten: Welche Organismen leben dort, welche Funktionen üben sie aus, und worin liegt ihre Bedeutung für die CZ? In der ersten Phase wurden biotische und chemische 'Fingerabdrücke' detektiert, welche spezifisch für Eigenschaften oder Prozesse oberirdischer Lebensräume sind, um so Transport und Umwandlung solcher Marker bei der Passage hinunter zu den Aquiferen zu verfolgen. Extremereignissen zeigten dabei eine unerwartet starke räumliche Heterogenität hinsichtlich des Eintrags von Wasser und Stoffen in unterirdische Lebensräume. Hydrochemische Daten und Omics-basierte Untersuchungen ermöglichten die Identifikation distinkter biogeochemischer Zonen, welche Unterschiede in Geologie, Struktur, Stofftransport und Landnutzung der jeweiligen Infiltrationsbereiche widerspiegeln. In der zweiten Phase werden wir von der Charakterisierung von Unterschieden zur Erklärung ihrer Entstehung übergehen. Die Verbindung der Charakterisierung von Standortbedingungen mit biogeochemischen Flüssen wird uns ein vertieftes Verständnis der Ökologie unterirdischer Lebensräume und der Rolle der unterirdischen Biota für die Grundwasserqualität ermöglichen. Das Hainich CZE ist Teil eines internationalen Netzwerkes von Critical Zone Observatories und besitzt schon jetzt eine hohe Attraktivität für Kooperationspartner. Wir sind daher auf gutem Wege, uns zu einer international führenden Forschungsplattform auf dem Gebiet der Biodiversitätsforschung unterirdischer Lebensräume zu entwickeln.
Das Pflanzenhormon Gibberellin (GA) ist ein zentraler Regulator des pflanzlichen Wachstums und der pflanzlichen Entwicklung. Die Kontrolle der GA Biosynthese oder der GA Antwort wird in der Pflanzenzüchtung eingesetzt, vor allem zur Kontrolle der Pflanzenwuchshöhe. GA kontrolliert jedoch auch noch viele andere Aspekte des pflanzlichen Wachstums. Wie diese dem GA nachgeschaltet reguliert werden, ist noch unklar. Unser Projekt basiert auf den Ergebnissen einer vergleichenden Analyse des GA Transkriptoms. Wir möchten jetzt einen größeren Satz von GA Zielgenen untersuchen und charakterisieren, um ihre Rolle bei der Kontrolle individueller GA Antworten durch physiologische Experimente aufzudecken.
We are currently facing the urgent need to improve our understanding of carbon cycling in subsoils, because the organic carbon pool below 30 cm depth is considerably larger than that in the topsoil and a substantial part of the subsoil C pool appears to be much less recalcitrant than expected over the last decades. Therefore, small changes in environmental conditions could change not only carbon cycling in topsoils, but also in subsoils. While organic matter stabilization mechanisms and factors controlling its turnover are well understood in topsoils, the underlying mechanisms are not valid in subsoils due to depth dependent differences regarding (1) amounts and composition of C-pools and C-inputs, (2) aeration, moisture and temperature regimes, (3) relevance of specific soil organic carbon (SOC) stabilisation mechanisms and (4) spatial heterogeneity of physico-chemical and biological parameters. Due to very low C concentrations and high spatio-temporal variability of properties and processes, the investigation of subsoil phenomena and processes poses major methodological, instrumental and analytical challenges. This project will face these challenges with a transdisciplinary team of soil scientists applying innovative approaches and considering the magnitude, chemical and isotopic composition and 14C-content of all relevant C-flux components and C-fractions. Taking also the spatial and temporal variability into account, will allow us to understand the four-dimensional changes of C-cycling in this environment. The nine closely interlinked subprojects coordinated by the central project will combine field C-flux measurements with detailed analyses of subsoil properties and in-situ experiments at a central field site on a sandy soil near Hannover. The field measurements are supplemented by laboratory studies for the determination of factors controlling C stabilization and C turnover. Ultimately, the results generated by the subprojects and the data synthesized in the coordinating project will greatly enhance our knowledge and conceptual understanding of the processes and controlling factors of subsoil carbon turnover as a prerequisite for numerical modelling of C-dynamics in subsoils.
Als Grundlage für hochaufgelöste Klimarekonstruktionen der letzten Jahrtausende dienen jahrgenau datierbare natürliche Klimaproxies wie Jahresringe von Bäumen. Bisher konzentrierten sich dendroklimatologische Untersuchungen in Europa auf Temperaturrekonstruktionen borealer und alpiner Waldgrenzstandorte. In weitaus geringerem Umfang liegen dagegen hydroklimatische Rekonstruktionen basierend auf niederschlagssensitiven Baumarten der Tieflagen (kleiner als 1000 m NN) vor, obgleich hydroklimatische Schwankungen in der Abschätzung zukünftiger und historischer Klimaveränderungen eine wichtige Rolle spielen. Die Steuerungsfaktoren, das Ausmaß und die zeitliche Abfolge dekadischer bis mehrhundertjähriger Schwankungen im Baumwachstum, welche für die Rekonstruktion des gesamten Spektrums hydroklimatischer Variabilität von entscheidender Bedeutung sind, wurden bisher kaum untersucht und verstanden. In dem geplanten Projekt sollen nun zum ersten Mal langfristige Wachstumstrends auf verschiedenen raum-zeitlichen Skalen von acht europäischen Baumarten über die letzten 1.000 Jahre gegenübergestellt werden. Die hauptsächlich aus archäologischen und historischen Holzfunden generierten Jahrringdaten von Eiche, Buche, Erle, Esche, Ulme, Tanne, Kiefer und Fichte, in Verbindung mit Daten lebender Bäume, decken die letzten 1.000 Jahre lückenlos mit hoher Belegung ab. Dieser einmalige Datenbestand mit rund 60.000 Jahrringserien ökologisch und ökonomisch wichtiger heimischer Baumarten wird von europäischen Jahrringforschern bereitgestellt. Das Ziel des geplanten Projektes ist ein besseres Verständnis der raum-zeitlichen Variabilität von niederfrequenten Wachstumstrends und die Identifizierung gemeinsamer Faktoren, die das längerfristige Baumwachstum in Europa maßgeblich steuern (z.B. Klima und/oder Vulkanemissionen, Kohlenstoffdioxidgehalt der Atmosphäre oder Veränderungen der Sonnenaktivität). Die angewandten Methoden umfassen neue Standardisierungsverfahren, Trend- und Spektralanalysen sowie Filterungsverfahren, um niederfrequente Schwankungen der Jahrringchronologien zu detektieren und extrahieren. Faktoren, die das langfristige Baumwachstum maßgeblich steuern, werden unter Einbeziehung verschiedener Klimaparameter (Temperatur, Niederschlag, Abflussmengen von Flüssen, Grundwasserstände) sowie Zeitreihen externer und interner Einflüsse auf das Klimasystem identifiziert. Darüber hinaus werden die langfristigen Wachstumstrends mit Zeitreihen anderer Paläoarchive verglichen. Die in dem geplanten Projekt gewonnenen neuen Erkenntnisse über klimabedingter, langfristiger Wachstumsschwankungen und deren Ursachen werden eine deutlich bessere Grundlage für zukünftige valide Klimarekonstruktionen, globale Klimamodelle und für die Quantifizierung von Langzeitveränderungen des globalen Kohlenstoffkreislaufs schaffen.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 78 |
| Land | 2 |
| Wissenschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 76 |
| unbekannt | 2 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 76 |
| unbekannt | 2 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 71 |
| Englisch | 40 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 36 |
| Webseite | 42 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 55 |
| Lebewesen und Lebensräume | 74 |
| Luft | 44 |
| Mensch und Umwelt | 76 |
| Wasser | 41 |
| Weitere | 78 |