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.
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.
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.
Wie die Erfahrungen mit GVO-Papaya, Bt10-Mais und LL601-Reis zeigen, lässt sich die Möglichkeit nicht ausschließen, dass nicht zugelassene GVO-Erzeugnisse in die EU gelangen. Um gentechnisch veränderte Bestandteile in Lebens- und Futtermitteln erkennen zu können, werden detaillierte Kenntnisse über das Erbgut der gentechnisch veränderten Organismen benötigt. Die Entwickler von gentechnischen Organismen müssen daher im Rahmen des Zulassungsprozesses sowohl Daten über die molekulare Charakterisierung der Organismen als auch entsprechende Methoden für ihre eindeutige Identifizierung bereitstellen. Für nicht in Europa zugelassene gentechnisch veränderte Organismen liegen keine entsprechenden Daten vor. Das Fehlen von Informationen über die eingefügten genetischen Elemente in diesen Organismen macht ihren Nachweis außerordentlich schwierig. Im Rahmen des vorbeugenden Verbraucherschutzes sollen umfangreiche Literaturrecherchen über alle weltweit verfügbaren gentechnisch veränderten Organismen durchgeführt werden und im Rahmen einer Risikobewertung potentiell in die EU eingeführte gentechnisch veränderte Organismen ermittelt werden. In einem zweiten Schritt sollen geeignete Analyseverfahren entwickelt werden um diese nicht zugelassenen gentechnisch veränderten Organismen zu detektieren.
1. Motivation: Polyhydroxyalkansäuren (PHA) sind seit langem bekannt, sie haben kommerziell attraktive Eigenschaften. Sie können von vielen Prokaryoten synthetisiert werden. Die Eigenschaften lassen sich maßschneidern, und für die Synthese können unterschiedlichste Kohlenstoffverbindungen genutzt werden. Diese Polyester versprechen vielfältige Anwendungen und es besteht Bedarf. Sie haben trotzdem noch keinen wirklichen Markt gefunden; sie sind zu teuer und bestehen deshalb nicht in der Konkurrenz mit den eingeführten sog. Kunststoffen. Die Ökonomie zu verbessern, ist eine große Herausforderung an Wissenschaft und Technik. Versucht wird, entwickelte Technologien zu verbessern; gesucht wird nach preisgünstigen und effektiver wandelbaren Rohstoffen, ebenso nach anderen Produzenten. Vor ca. 10 Jahren wurde begonnen, Organismen genotypisch zu optimieren und PHA-Bildner zu 'erzeugen'. Zuerst wurden Pflanzen 'bearbeitet' (darunter Arabidopsis thaliana), kurz danach auch die Backhefe Saccharomyces cerevisiae. Die Erfolge sind bis heute nicht so beeindruckend, so dass es sinnvoll erscheint, nach weiteren Organismen als 'Zellfabriken' zu suchen. Wie Ölpflanzen eine Prädisposition haben könnten, so sollte dieses auch für Hefen gelten, die als Fettproduzenten bekannt sind. Gewählt wurden deshalb für dieses Projekt Spezies der Gattung Debaryomyces. Vergleichend untersucht werden sollten Saccharomyces cerevisiae und Arxula adeninivorans. 2. Ergebnisse: Es ist gelungen, in den o.g. Hefen die genetische Information zur Synthese von Polyhydroxyalkansäuren zu etablieren und aktiv zu exprimieren. Die in vitro Aktivitäten der drei für die Synthese erforderlichen Enzyme sind hoch, höher als theoretisch für bestimmte Synthesegeschwindigkeiten erforderlich. Die Transformanten vermögen auch tatsächlich PHB/HV zu synthetisieren. Obwohl sie noch in keinem Parameter (der Aussagen über die Ökonomie macht) mit den für bakterielle Wildtypen bekannten Werten konkurrieren können, so sind doch die erreichten Konzentrationen ca. 12mal höher als die für Saccharomyces cerevisiae publizierten Spitzenwerte (Leaf et al. 1996, Poirier et al. 2001). Unsere Versuche, durch phänotypische Maßnahmen (siehe Projektantrag) die Leistungen der Transformanten zu steigern, brachten nicht den gewünschten Erfolg. Die Hintergründe konnten nicht aufgeklärt werden. Die Tatsache, dass die genannten Organismen PHA-Bildung als Stressantwort nicht im Programm haben, lässt vermuten, dass sie Imbalancen auf andere Weise meistern, indem sie zum Beispiel Überschuss in anderen als den gewünschten Verbindungen 'ablagern'. Wenn diese Überlebensstrategien 'greifen' und nicht abgeschaltet werden (können), geht Kohlenstoffskelett für das gewünschte Zielprodukt verloren. Für Gärhefen trifft dies zu. Für oleogene Hefen kann nicht endgültig ausgeschlossen werden, dass sie weiterhin Lipide bilden. Der Flaschenhals konnte nicht lokalisiert werden. usw.
Ausgangspunkt fuer das Vorhaben war eine Fallstudie fuer eine industrielle Produktion mit einem gentechnisch veraenderten Bacillus subtilis. Ziel der Arbeiten war die Entwicklung spezifischer und empfindlicher molekularbiologischer Methoden zum Nachweis des Produktionsstammes bzw seiner rekombinanten DNA in Umweltmedien. Neben selektiven Kultivierungstechniken (Plattierung auf Selektivnaehrmedien, most probable numbertechnic) wurden eine DNA- und eine immunologische Sonde zum Nachweis des Produktionsstammes bzw seiner DNA genutzt. Es wurden Proben aus Ueberlebensversuchen im Modelloekosystem und aus dem Boden aus der Umgebung einer Fermentationsanlage, in der dieser Stamm von 1986-90 genutzt wurde, untersucht. Etwa 100 auf Selektivnaehrmedium isolierte Umweltbakterien wurden mit Hilfe einer nichtradioaktiv markierten Gensonde auf das Vorhandensein rekombinanter Plasmid-DNA getestet. Ein in situ Transfer des rekombinanten Plasmides konnte nicht nachgewiesen werden. Um Informationen ueber rekombinante DNA zu erhalten, die im Boden in freier Form oder nach Transfer in nichtkultivierbaren Mikroorganismen vorliegt, wurde ein Protokoll zur Gewinnung von Gesamt-DNA und deren Reinigung entwickelt.
Der weltweite Anbau von gentechnisch veränderten Nutzpflanzen - insbesondere von Mais-, Soja-, Raps- und Baumwolllinien - nimmt kontinuierlich zu. Importe von Lebens- und Futtermitteln sowie Rohstoffen - vor allem aus Nicht-EU-Ländern - stellen in diesem Zusammenhang eine wesentliche Quelle von gentechnisch verändertem Material dar. Dies hat in der amtlichen Überwachung zu einer stark wachsenden Zahl an Analysen geführt, bei denen viele verschiedenen GVO gleichzeitig in einer Probe vorliegen. Vor diesem Hintergrund soll ein zeit- und kostensparendes miniaturisiertes Analysesystem entwickelt und etabliert werden, mit dem parallele Quantifizierungen von mehreren GVO in einem Untersuchungsgang möglich sind. Zudem soll die Quantifizierung im Bereich des von der EU geplanten Schwellenwerts von 0,1Prozent für in der EU nicht zugelassenen, aber sicherheitsbewertete GVO genau untersucht, optimiert und in das Analysesystem integriert werden.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 46 |
| Land | 7 |
| Wissenschaft | 8 |
| Zivilgesellschaft | 6 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 45 |
| Text | 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 | 46 |
| Luft | 19 |
| Mensch und Umwelt | 46 |
| Wasser | 19 |
| Weitere | 46 |