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Regulation der hydraulischen Leitfähigkeit von Wurzeln durch Abscisinsäure

Publizierte Daten über die Wirkung des Stresshormons Abscisinsäure (ABA) auf die hydraulische Leitfähigkeit von Wurzelsystemen (Lp,) sind widersprüchlich. Abhängig von den angewandten Methoden wurden an Wurzelsystemen Stimulationen und Hemmungen beobachtet, die möglicherweise auf den Einfluss der ABA auf die Aktivität von Aquaporin zurückgehen. In diesem interdisziplinären Projekt soll die hormonelle Steuerung der hydraulischen Leitfähigkeit von Wurzeln Lp, durch das Pflanzenhormon Abscisinsäure untersucht werden. Erstmals werden ABA-Gehalte und -Wirkungen sowohl auf der Ebene der ganzen Wurzel (Einzelwurzel, Wurzelsysteme) und von Einzelzellen unter verschiedenen Bedingungen (Kontrolle, Salzstress, Anaerobiose) erfasst. Es wird untersucht, wie ABA in die hydraulische Leitfähigkeit auf der Zell- und Wurzelebenebeeinflusst und wie diese Änderungen mit endogenen Schwankungen des ABA-Gehaltes und der Expression von Aquaporinen in Wurzelgeweben und einzelnen Zellen korrelieren. In die Untersuchungen zur hormonellen Regulation der Wasseraufnahme wird auch bereits verfügbarer genetisch veränderter Mais einbezogen, bei dem ein heterologes Aquaporin aus A. Thaliana in der Plasmamembran konstitutiv experimentiert ist. Da diese Expression ABA-unabhängig erfolgt, sollen diese Experimente einen zusätzlichen Nachweis auf eine Steuerung der Aktivität von Wasserkanälen durch ABA liefern.

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.

Biology and Control of Stereum sanguinolentum

We investigate the biology of the economically important and wood colonizing fungus Stereum sanguinolentum. The basidiomycete Stereum sanguinolentum is a primary coloniser of fresh wounds of conifers where it causes white rot. Population structure, genetics and ecology of S. sanguinolentumare studied the ultimate goal beeing biological control of this pathogen. So far, the spatial population structure has been recorded in a windthrow and amphitallsim has been detected this reproductively very versatile species. For the future we envisage to characterize metabolites which are involved in wood discolouration and to compare strains from heartrot with wound colonizeres. Moreover, interactions with the mycoparasite Tremella encephala will be studied. The study is performed as a series of diploma/master and term papers.

Analyse der Verbreitung von Farn- und Blütenpflanzen in Naturräumen der Südpfalz unter Einbezug standörtlicher und landschaftsgenetischer Fragestellungen

Ziel des Projektes ist die Dokumentation des aktuellen Vorkommens indigener und synanthroper Pflanzensippen im Gebiet Verbreitungskarten in 1/64 Messtischblattraster). Durch Vergleich der aktuellen Verbreitung der Pflanzensippen mit historischen Quellen (Lit., Herb., hist. Karten, Luftbild) soll der Florenwandel dargestellt werden.

Thermolumineszenz, eine neue Methode zur Erfassung und Charakterisierung von Umweltstress bei Pflanzen

In der Pflanzenanzucht oder in der Erfassung von umweltbedingten Pflanzenschäden sind neue Diagnoseinstrumente erforderlich, die möglichst selektiv die Wirkung wichtiger Streßfaktoren anzeigen, bevor es zu Wachstumseinbußen kommt. So besteht z.B. Interesse darin, ein Screening- Instrumentarium bereit zu haben, das genetische Varietäten erkennen kann, die gegenüber Ozon, UV-B oder Herbiziden besondere Empfindlichkeit bzw. Resistenz aufweisen. In dem Vorhaben wird untersucht, ob die Thermolumineszenz dafür einen geeigneten Ansatzpunkt liefern kann.

Evaluierung und Erhaltung genetischer Ressourcen bei Rohstoffpflanzen und Futterpflanzen

Wildformen und alte Sorten werden auf Ertrags- und Qualitaetsmerkmale untersucht und anschliessend vermehrt. Durch Langzeitlagerung bei der Genbank wird das Saatgut als Ausgangsmaterial fuer die Pflanzenzuechtung langfristig zur Verfuegung gestellt.

Steigerung der Prozessstabilität und Kinetik bei der anaeroben Vergärung von Bioabfall durch gezielte Stimulation des direkten Interspezies-Elektronentransfers zwischen syntrophen Mikroorgansimen

Die mikrobielle Umsetzung von organischem Material zu dem erneuerbaren Energieträger Methan ist eine bewährte und verbreitete Strategie der effektiven Abfallwirtschaft. In einem solchen methanproduzierenden Milieu nutzen elektrisch verbundene Bakterien und Archaeen direkten Interspezies-Elektronentransfer (DIET), als Alternative zum Interspezies-Formiat- und Wasserstofftransfer (IHT). Grundlegende Aspekte der mikrobiellen Ökologie in Bezug auf DIET sind dabei jedoch noch unerforscht, insbesondere der Stellenwert für die Biogasproduktion. Bis jetzt haben sich Studien zum Großteil auf DIET in Ko-Kulturen von wenigen Modellorganismen beschränkt, die für die Abwasserbehandlung in UASB-Reaktoren (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) eine Rolle spielen. Wir beabsichtigen weithin anwendbare Erkenntnisse über die Zusammenhänge der syntrophen mikrobiellen Gemeinschaft und dessen Funktion in mesophilen und thermophilen Biogasreaktoren mit Hilfe moderner molekularbiologischer und mikrobiologischer Methoden zu generieren, um letztendlich eine höhere Prozessstabilität und Effizienz zu ermöglichen. Zentrale Ziele sind die Identifizierung neuer Organismen die an DIET beteiligt sind und das Verständnis der zugrundeliegenden genetischen Mechanismen. Der Schwerpunkt wird auf Bioabfall vergärende Anlagen liegen, die sich wesentlich von mesophilen UASB Reaktoren durch Konstruktion, Betriebsweise, Temperatur und Substratzusammensetzung unterscheiden. Wir vermuten, dass DIET ein weit verbreiteter Alternativprozess zum IHT bei der anaeroben Vergärung von Biomasse ist, wobei beide Prozesse wahrscheinlich parallel ablaufen. In dem vorgeschlagenen Projekt wird DIET erstmals in thermophilen aber auch in mesophilen Systemen Gegenstand der Forschung sein. Ein weiteres Ziel ist die Identifizierung neuer Substrate, die von den syntrophen Konsortien während DIET umgesetzt werden können. Hier wird der Fokus auf syntrophe Propionat- und Butyratoxidierer liegen, die für den anaeroben Abbau von organischem Material eine Schlüsselrolle spielen. Mittels Metagenomik wird das Stoffwechselpotential rekonstruiert und Genexpressionsmuster im Zusammenhang mit IHT und DIET werden mittels Transkriptomik untersucht. DIET ist möglicherweise vorteilhaft für die Stabilität des Vergärungsprozesses, da die Produktion von Wasserstoff umgangen wird, welcher schon in geringer Konzentration die Oxidation von kurzkettigen Fettsäuren inhibieren kann. Deshalb planen wir physiologische Vorteile von DIET gegenüber IHT in Anreicherungskulturen zu untersuchen. Die zu erwartenden Ergebnisse sind essentiell um das Potential der Biogasproduktion im vollen Umfang auszuschöpfen. Darüber hinaus werden die Ergebnisse auch für andere Forschungsgebiete relevant sein, wo elektrisch verbundene Mikroorganismen eine Rolle spielen, beispielsweise bei der Minimierung von Treibhausgasemission in methanogenen Habitaten oder bei der Nutzung in mikrobiellen Brennstoffzellen.

Digitalisierungsgetriebene Entwicklung Sachsen-Anhalts zu einem Innovationszentrum für Erbsenzucht, -anbau und -verwertung, Teilprojekt J

Die Quappe im Rheingebiet - ein verborgener Fisch kehrt in Fluss und Stillwasser zurück

Wettlauf mit der Waldzerstörung - taxonomische Beschreibung zweier Riesenkuglerarten (Gattung Zoosphaerium) aus Madagaskar

Auf Madagaskar ist der Lebensraumverlust eine der Hauptgefährdungsursachen für die oft nur dort vorkommenden Tier- und Pflanzenarten. Im Rahmen dieses in Kooperation mit der Rheinischen Friedrich-Wilhelm Universität Bonn stattfindenen Projektes soll ein Student in einem 6 wöchigem Laborblock zwei noch unbekannte Tausendfüßerarten integrativ-taxonomisch beschreiben. Bei den Tausendfüßerarten handelt es sich um zwei nur kleinräumig verbreitete Arten der nur auf Madagaskar vorkommenden Riesenkuglergattung (Ordnung Sphaerotheriida) Zoosphaerium (Latein für 'Kugeltier'). Die Beschreibung erfolgt mit Hilfe klassischer und moderner Methoden und beinhaltet Zeichnungen mit Zeichenspiegel, Eletronenmikroskopie, Arbeiten im Molekularlabor, die Analyse von Sequenzdaten, genetische Distanzanalysen, sowie am Ende dem Verfassen einer wissenschaftlichen Publikation.

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