Das mikrobielle Leben in der marinen tiefen Biosphäre wird durch äußerst geringe Energieverfügbarkeit und sehr niedrige metabolische Raten bestimmt, welche zu einem Umsatz der Biomasse in Zeiträumen von Jahrzehnten bis Jahrtausenden führen. Gestorbene Zellen werden in das Reservoir der so genannten Necromasse (tote Biomasse) überführt und bei sehr geringen Umsatzraten abgebaut, womit die Aufrechterhaltung des mikrobiellen Lebens unterstützt wird. Faktoren, die zum Sterben der Zellen führen, sind daher wichtige Bestandteile für den Kreislauf des mikrobiellen Lebens und für den Umsatz von Biomasse in den tiefen Sedimenten. Die anoxischen und stark komprimierten Sedimente bedingen die Abwesenheit von Fressfeinden und legen die Vermutung nahe, dass Viren als Hauptgrund aktiv das Sterben von Zellen verursachen. Viren kommen in großer Anzahl in tiefen Sedimenten vor und überschreiten standortbedingt die Zellzahlen. Die virale Aktivität und folglich der zu erwartende virale Einfluss auf das mikrobielle Leben ist jedoch noch nicht quantitativ erfasst. Im hier vorgeschlagenen Projekt, wollen wir erstmalig die virale Aktivität und damit auch der von Viren verursachte Umsatz von Biomasse in tiefen Sedimenten quantifizieren. Die folgenden Fragen sollten am Ende der Projekts beantwortet sein: Welchen quantitativen Einfluss haben Viren auf die mikrobiellen Gemeinschaften in der Tiefen Biosphäre? Welche Bedeutung haben Viren im Kreislauf des mikrobiellen Lebens hinsichtlich der äußerst langsamen Generationszeiten? Welche Rolle könnte der durch Viren verursachte Umsatz von organischem Material und Nährstoffen haben? Wir werden die direkte bildabhängige Analyse von Zellen und Viren mit der Modellierung von Raten kombinieren, um die die virale Produktion zu bestimmen. Dieser Ansatz umgeht die für die Tiefe Biosphäre typische Einschränkung von Aktivitätsbestimmungen, bedingt durch die sehr geringe mikrobielle Aktivität. Experimente zur Kultivierung von in der Tiefen Biosphäre angesiedelter, autotropher und heterotropher Bakterien wird zur qualitativen Analyse von organischem Material führen, welches während der viralen Zellulose freigesetzt wird. Dies führt zur Beantwortung einer weiteren Frage, ob Viren durch die Freisetzung von autotroph fixierter Biomasse das Wachstum von heterotrophen Organismen fördern. Zu einer Abschätzung, in wie weit diese Kohlenstofffreisetzung die Geochemie und das mikrobielle Leben in den Sedimenten beeinflusst, wird mittels der direkten molekularbiologischen Quantifizierung spezifischer Viren und deren Wirtszellen führen. Die erwarteten Ergebnisse dieses Projekts werden die Integration von Viren in die quantitativen Berechnungen zum Umsatz der mikrobiellen Biomasse und der Nährstoff und Kohlenstoffkreisläufe ermöglichen.
Selbstverbreitende künstliche genetische Elemente (self-propagating artificial genetic elements, SPAGE), wie bspw. Gene Drives, besitzen im Vergleich zu bisherigen Freisetzungen gentechnisch veränderter Organismen potenziell eine weitaus größere Wirkmächtigkeit in Raum und Zeit, die auch die Veränderung ganzer Populationen bzw. ihre Eliminierung einschließt. Das Ziel der Pilotstudie besteht darin, auf der Basis einer vorläufigen Bestimmung des Expositions- und Gefährdungspotenzials von ausgewählten SPAGE Aussagen zu möglichen Kipppunkten in betroffenen Ökosystemen bzw. sozio-ökologischen Systemen zu generieren und darüber hinaus Hinweise für entsprechende Vorsorgemaßnahmen zu erarbeiten. Das Fachgebiet für Technikgestaltung und Technologieentwicklung der Universität Bremen (FGT) wird dafür eine Technikcharakterisierung der SPAGE-Technologien zur Bestimmung des Gefährdungs- und Expositionspotenzials sowie eine Vulnerabilitätsanalyse potenziell betroffener Ökosysteme bzw. sozio-ökologischer Systeme durchführen und in AP3 zur Entwicklung von Vorsorgemaßnahmen beitragen. Die Ergebnisse dienen als Grundlage für die Arbeiten der verantwortlichen Verbundpartner, der Universität Vechta (LÖK) und dem Testbiotech e.V. (TB). Die Projektkoordination liegt durchgängig beim FGT.
Ziel des Projektes ist es, Bedingungen zu charakterisieren, unter denen sich rekombinante Bakterien in der Endophytenmikroflora etablieren und Transferereignisse stattfinden können. Darüber hinaus richtet sich ein zweiter Schwerpunkt auf die Untersuchung des Austrags replikationsfähiger DNA in die Umwelt. Im Ergebnis der Analysen sowie in Auswertung vorhandener Daten zur Endophytenbesiedlung von in vitro Kulturen sollen schlussfolgernd Empfehlungen zur Minimierung des Endophytenbesatzes und des Risikos eines unerwünschten Gentransfers abgeleitet werden.
Das Gesamtziel des Teilprojektes besteht für die Firma Muehlhan in der Entwicklung und Einführung von Beschichtungskonzepten und der Applikation der zu entwickelnden Lacksysteme für Schiffsoberflächen und unter Werftbedingungen. Es sollen die folgenden Teilziele erreicht werden: a.) Erstellung und Einführung einer Applikationsprozedur von Foulingschutzsystemen. Basierend auf den erstellten Konzepten sollen Prozesse, Verfahren und Geräte entwickelt werden, die eine Applikation unter Werftbedingungen ermöglichen. b.) Entwicklung von Beschichtungs- und Reinigungskonzepten für Offshore-Strukturen c.) Testen und Validieren von Beschichtungssystemen und Reinigungstechnik. Dieses Teilvorhaben der Firma Muehlhan folgt den Zielen des Verbundvorhabens Foulprotect. Folgende wissenschaftliche und technische Arbeitsziele werden mit der Bearbeitung dieses Teilvorhabens angestrebt: - Anwendung der Fouling-Release Schichten in Verbindung mit dem üblichen Lackuntergrund (ggf. Shop-Primer, Primer) auf die Fundamente von Offshore-Anlagen und Pipelines. - Anpassung der Applikationstechnik für neue Foulingschutzsysteme. - Optimierung der Beschichtungs- und Reinigungskonzepte - auf verfahren an Schiffskörpern und Offshore Strukturen. - Untersuchung der ausgelagerten Prüfkörper hinsichtlich Bewuchs und Degradation/Korrosionsphänomenen von Stahl und Beton. Die Muehlhan Deutschland GmbH ist an insgesamt drei Arbeitskomplexen aus den Bereichen Entwicklung von Beschichtungskonzepten, Adaption von Applikationsverfahren sowie Erprobung beteiligt.
Im Projekt soll die ökologische Relevanz eines horizontalen Gentransfers innerhalb der endophytischen Mikroflora von Forstgehölzen untersucht und bewertet werden. Hierzu wird in einem Modellsystem mit Pappel-Stecklingen/Jungpflanzen ein Gentransfer über die bakterielle Konjugation in die Endophytenmikroflora induziert. Der Gentransfer erfolgt durch ein rekombinantes Plasmid mit einem geeigneten Reportergen, das in vitro in einen Agrobakterien- und einen endophytischen Bakterienstamm eingebracht wurde. Es wird geprüft, inwieweit sich das rekombinante Plasmid in der Endophytenmikroflora etablieren kann. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Abschätzung des Entlassens des rekombinanten Plasmids aus der Endophytenmikroflora der Pappel in verschiedene Umweltmedien (Boden und zersetztes Pflanzenmaterial).
Zielsetzung: Analyse der räumlichen und flächenspezifischen Ausbreitungsmuster von tier- und phytopathogen relevanten Organismenpopulationen; Aufklärung von kausalen Wirkungsgefügen im System Umwelt-Pflanze - Schadorganismus (Wechselwirkungen mit endo- und exogenen Faktoren), NME 2020, TP III; Ableitung allgemeingültiger, standortspezifischer Regeln (Algorithmen) für Vorkommen, Ausbreitung und Aktivität dieser Organismen in verschiedenen Regionen und Landnutzungssystemen und die Abschätzung der Ertrags- und Qualitätsbeeinflussung durch diese Organismen bei Landschaftsnutzungsänderungen, NME 2020, TP II + V (Ertragsbilanzierung); Schaffung von wissenschaftlichen Voraussetzungen (epidemiologisch/phytopathologisch/hygienisch) für die Entwicklung von Anbausystemen sowie Landnutzungssystemen zur Minimierung der Schaderregerbelastungen.
A) Problemstellung: Die Bundesrepublik Deutschland ist durch die Ratifikation des Stockholmer Übereinkommens über persistente organische Schadstoffe Vertragspartei dieses völkerrechtlichen Vertrags. Hieraus erwachsen Verpflichtungen zur Umsetzung der im Vertragstext niedergelegten Verpflichtungen: Eine dieser Aufgaben ist die Verpflichtung (Artikel 5) zur Erstellung eines nationalen Durchführungsplans (National Implemantation Plan - NIP) bis zum Mai 2006. In einem solchen Plan sollen Strategien zur weiteren nationalen Ausgestaltung der Inhalte des Vertrags ausgearbeitet werden. Wichtige Verpflichtungen des Übereinkommens - wie das Verbot der Herstellung und Verwendung von bereits identifizierten POPs - sind in Deutschland/EU bereits erfüllt. Es bestehen aber eine Reihe weiterer, weniger konkret formulierter Verpflichtungen, unter anderem die Forderung nach weiterer kontinuierlicher Minimierung der Freisetzung unbeabsichtigt gebildeter POPs (z.B. Dioxine), umweltgerechte Entsorgung POP-haltiger Abfälle, Sanierung von POP-Altlasten und das Monitoring von POP-Substanzen. B) Ziel und Handlungsbedarf (BMU; ggf. auch BfS, BfN oder UBA): Ziel des Vorhabens ist die Überprüfung der rechtlichen und technischen Umsetzung der einzelnen Verpflichtungen des Übereinkommens unter den spezifischen nationalen Gegebenheiten Deutschlands. Basierend auf dieser Analyse sind Vorschlägen für Strategien zur weiteren Entwicklung abzuleiten, einschließlich kritischer Analyse der technischen, politischen und rechtlichen Realisierungsmöglichkeiten, sowie der jeweils erforderlichen Ressourcen.
Für Maßnahmen im Rahmen der Biologischen Sicherheit werden vielseitig einsetzbare Frühwarnsysteme zur Detektion von Mikroorganismen (GVOs und Infektionserreger) immer wichtiger. Die zur Verfügung stehende DNA-Array-Technologie ermöglicht es, beabsichtigte oder unbeabsichtigte Freisetzungen von Mikroorganismen zu detektieren und das Vorhandensein von Virulenzfaktoren und gentechnologischen Markern nachzuweisen. Für diese mikrobiologische Rasterfahndungen anhand von Indikatorgenen wird derzeit ein geeigneter Umwelt-Chip für pathogene und gentechnisch veränderte Mikroorganismen entwickelt. Hierfür müssen Sequenzdaten gesammelt und aufgearbeitet werden, so dass Aussagen über Spezies-Identität, Virulenzgene und erfolgte genetische Manipulationen möglich sind. Das Arbeitsprogramm des Projektes beinhaltet die Auswahl der spezifischen Sequenzdaten, die Chipherstellung und die Evaluierung anhand von Testbakterien und Umweltproben.
Die Abschaetzung des oekologischen Risikos von Freiwerdungen bzw. Freisetzungen von GVMO in die Umwelt stuetzen sich bislang stark auf theoretische Modelle, die jedoch mehr auf Plausibilitaet als auf experimentelle Nachweisen beruhen. Die Studie soll sich kritisch mit bestehenden Methoden zum Nachweis von GVMO in der Umwelt und mit Techniken, um Beeintraechtigungen der Umwelt nachzuweisen, auseinander setzen. Darueber hinaus soll die Studie der Vorbereitung eines Fachgespraechs zu diesem Thema dienen, bei der auch Erfahrungen aus erfolgten Freisetzungen einfliessen sollen.
Subprojects: - Identifying general relationships between semi-natural habitats, on-farm management and biodiversity (WP1) - Linking biodiversity to ecosystem services on farmland (WP2) - Mitigation of biodiversity loss and promotion of ecosystem services (WP3). The next few decades will witness a rapidly increasing demand for agricultural products. This growing demand needs to be met largely through intensification (produce more from the same land surface) because there is little scope for an increase in agricultural area. Ecological intensification has been proposed as a promising solution. Ecological intensification is the optimization of all provisioning, regulating and supporting ecosystem services in the agricultural production process. As such it advocates to maintain or enhance agricultural production through the promotion of biodiversity and associated ecosystem services. The LIBERATION project aims to provide the evidence-base for the potential of ecological intensification to sustainably enhance food security with minimal negative impacts on the environment. This requires a basic insight in how biodiversity contributes to various ecosystem services and subsequently how ecosystem services contribute to yield and farm income. Key questions that will be addressed are: - How landscape structure and land-use interact in the provisioning of ecosystem services; - How farmland biodiversity is related to multiple ecosystem services; - Whether there are trade-offs between different ecosystem services; - How ecosystem services are related to farm income; - How ecosystem services may be influenced by policy measures at the local, national or EU scale. LIBERATION will focus on the ecosystem services pollination, pest control, nutrient cycling and soil fertility, thus examining both above- and below-ground ecosystem services as well as possible trade-offs and synergies. Implications for greenhouse gas emissions will be explored throughout all activities in the project. Ecosystem service delivery will be expressed in terms of (their contribution to) agricultural yield and in terms of farm income.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 46 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 45 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 1 |
| offen | 45 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 40 |
| Englisch | 12 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 37 |
| Webseite | 9 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 23 |
| Lebewesen und Lebensräume | 34 |
| Luft | 20 |
| Mensch und Umwelt | 46 |
| Wasser | 20 |
| Weitere | 46 |