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Diversity and metabolism of the JTB255 clade in deep-sea sediments

The present study aimed at a first characterization of the enigmatic JTB255 marine benthic group in deep-sea sediments, by: i) confirming the abundance and ubiquitous distribution of JTB255 in deep-sea sediments globally, ii) refining the phylogenetic positioning of the JTB255 clade within the \u03b3-Proteobacteria, iii) distinguishing potential ecotypes within the JTB255 clade, iv) providing first insights into the metabolic potential of deep-sea representatives of this clade. Therefore, two single cell genomes from Arctic HAUSGARTEN deep-se surface sediments were obtained and CARD-FISH counts of total cells, y-Proteobacteria and the JTB255 marine benthic group performed.

Sensitivitaet von Wildbachsystemen

Das Forschungsprojekt ist Teil einer in groesserem Rahmen erfolgenden systemanalytischen Betrachtung von Wildbacheinzugsgebieten. In diesem Kontext lautet die uebergeordnete Fragestellung: Wie reagieren hydrologische und geomorphologische Prozesse in Wildbacheinzugsgebieten auf Umwelt- und Klimaveraenderungen? Innerhalb des NFP 31 ergibt sich folgendes Konzept: In den fuer langfristige Beobachtungen und Messungen ausgeruesteten Wildbacheinzugsgebieten Rotenbach/Schwarzsee und Erlenbach/Alptal (WSL) sowie im vergleichsweise wesentlich steileren Einzugsgebiet Spissibach/Leissigen (GIUB) werden einerseits wichtige hydrologische und geomorphologische Prozesse in repraesentativen, verschieden ausgestatteten Hang- und Gerinnesequenzen gezielt untersucht und andererseits anhand bestehender Datensaetze kleinere und groessere Hochwasserereignisse mit ihrer Vorgeschichte ausgewertet. Bestehende Modellansaetze werden zur Entwicklung von Teilmodellen zur 'Abflussbildung' und zur 'Feststofflieferung' weitgehend uebernommen und wo noetig angepasst. Diese beiden Teilaspekte werden in der praktischen Durchfuehrung weitgehend gemeinsam und synoptisch bearbeitet. In der Synthese soll ein vorlaeufiges 'Gesamtmodell Wildbach' formuliert werden, das relevante Vorgaenge im Wildbachgeschehen unter heutigen Bedingungen beschreibt. Mit Hilfe dieses Modells und der einzelnen Teilmodelle soll die Sensitivitaet von Teilsystemen und des Gesamtsystems auf Aenderungen des Witterungsablaufs und der Umwelt untersucht werden, wobei auf vorzugebenden Klima- und Umweltszenarien basiert wird.

DNA-Sequenzer

Viele biologisch, agronomisch oder biotechnologisch wichtige Organismen sind genetisch nur unzulänglich charakterisiert. Sequenzier-Technologie der zweiten Generation ermöglicht nun sowohl die effiziente de novo Analyse von Genomen und Transkriptomen als auch Re-Sequenzierung einer großen Anzahl von Individuen. Dadurch ergeben sich neue Ansätze für eine nachhaltige Nutzung von Organismen, eine Mission, welche für das Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt und besonders auch für die antragstellenden Arbeitsgruppen richtungsweisend ist. Durch die Beschaffung eines Sequenziergerätes der zweiten Generation werden diese Gruppen in die Lage versetzt, eine Vielzahl von Sequenzierprojekten mit höchster Effizienz durchzuführen und die Technologie in Kooperationen innerhalb und außerhalb der TU München einzubringen. Die Genomsequenzierung ist eine Schlüsseltechnologie im Hinblick auf die Nutzung global knapper werdender Ressourcen. Es ist deshalb von strategischer Bedeutung für deutsche Forschungsstandorte mit entsprechender Ausrichtung adäquat ausgerüstet zu sein.

MZF: VilHair - Vitis Leaf Hair - ein neues funktionelles Merkmal für einen nachhaltigen und klimaangepassten Weinbau, Teilvorhaben A

Wie wirkt UV -Strahlung?

Wie wirkt UV -Strahlung? UV - Strahlung wirkt auf Augen und Haut. Die Folgen von UV -Bestrahlung treten entweder sofort ( z.B. Augenentzündungen, Sonnenbrand, Sonnenallergie) oder erst Jahre später auf (Linsentrübung, Krebserkrankungen). Die wichtigste Veränderung ist die Schädigung des Erbguts ( DNA ) in Zellen der Augen oder der Haut. Natürliche wie künstliche UV - Strahlung wirkt auf unsere Augen und unsere Haut. Sie dringt in Auge und Haut ein und wird dort in den Zellen aufgenommen (absorbiert). UV -A- Strahlung dringt dabei tiefer ein als UV -B- Strahlung . In den Zellen des Auges und der Haut bewirkt die UV - Strahlung unterschiedliche Veränderungen. Die wichtigste Veränderung ist die Schädigung des Erbguts ( DNA ) – eine Schädigung, die bereits bei geringer UV -Bestrahlung und weit vor einem Sonnenbrand geschieht. Reparatursysteme in den Zellen beseitigen die Schäden am Erbgut in aller Regel wieder. Aber häufige, lang anhaltende und intensive UV -Bestrahlungen sowie Sonnenbrände überbelasten diese Systeme. Die gesetzten Schäden werden dann nicht mehr vollständig beziehungsweise nicht fehlerfrei repariert und können zu bleibenden Erbgutveränderungen (Mutationen) werden. Damit steigt das Risiko für Hautkrebs . UV - Strahlung der Sonne und künstlich erzeugte UV - Strahlung in Solarien sind daher durch die Internationale Agentur für Krebsforschung (International Agency for Research on Cancer, IARC ) in die höchste Risikogruppe 1 "krebserregend für den Menschen" eingestuft. UV - Strahlung hat kurzfristige und langfristige Wirkungen Es lassen sich kurzfristige (akute, sofort auftretende) und langfristige (chronische, später im Leben auftretende) Wirkungen unterscheiden. Erstere treten unmittelbar oder Minuten, Stunden und Tage nach UV -Belastung auf, während letztere als Spätfolgen nach Jahren beziehungsweise Jahrzehnten sichtbar werden. Zu den akuten Effekten an den Augen gehören: Hornhautentzündung (Photokeratitis), Bindehautentzündung (Photokonjunktivitis) sowie photochemische Netzhautschäden. An der Haut treten folgende akute Wirkungen auf: Pigmentierung (Bräunung) der Haut mit Bildung einer Lichtschwiele, Hautrötung/Sonnenbrand (Erythem), Sonnenallergie sowie fototoxische Reaktionen und Initiierung der Bildung des körpereigenen Vitamin D. Eine akute Wirkung, die über die Haut vermittelt ist und den ganzen Körper betrifft (systemisch) ist die Unterdrückung des Immunsystems (Immunsuppression). Eine langfristige Wirkung auf die Augen ist die Linsentrübung (Grauer Star). Langfristige Wirkungen an der Haut sind vorzeitige Hautalterung und Hautkrebs. Stand: 04.08.2026

UV-Strahlung: Solarien und Gesundheitsrisiken

UV-Strahlung: Solarien und Gesundheitsrisiken Die Internationale Agentur für Krebsforschung ( IARC ) hat die natürliche wie die künstlich erzeugte UV -Strahlung als für den Menschen krebserregend eingestuft. Eine Solariennutzung bedeutet eine zur natürlichen UV -Strahlung der Sonne zusätzliche, vermeidbare Belastung des menschlichen Körpers mit UV -Strahlung. Das BfS rät dringend von der Nutzung eines Solariums ab. Behandlungen bestimmter Erkrankungen mittels UV -Strahlung bedürfen einer medizinischen Begründung und können nur in Kliniken oder Fachpraxen unter ärztlicher Kontrolle durchgeführt werden. Vor allem in der sonnenarmen Jahreszeit werben Sonnenstudios besonders intensiv mit der vermeintlich wohltuenden Wirkung eines Solarienbesuchs und natürlich mit der Bräunung der Haut. Mögliche gesundheitliche Risiken durch die UV -Strahlung der Solarien werden dabei außer Acht gelassen. Tatsache ist, dass die UV -Strahlung in Solarien die gleichen Wirkungen an Augen und Haut hervorrufen wie die UV -Strahlung der Sonne. Die wichtigste Wirkung ist die Schädigung des Erbguts (DNA), was bereits bei geringer UV -Bestrahlung und weit vor einem Sonnenbrand geschieht. Hautkrebs auch durch Solarien Die Internationale Agentur für Krebsforschung ( IARC ) hat die natürliche wie die künstlich erzeugte UV -Strahlung ( UV -Strahlung der Wellenlänge 100 bis 400 Nanometer (nm)) unter anderem aufgrund ihrer Erbgut-schädigenden Wirkung als für den Menschen krebserregend eingestuft. Das heißt, dass die in Solarien verwendete UV -Strahlung in gleichem Maße wie die UV -Strahlung der Sonne beim Menschen negative Gesundheitsfolgen bis hin zu Krebserkrankungen haben kann. Das Risiko für Hautkrebs, vor allem für den schwarzen Hautkrebs, ist bei Solariennutzern im Vergleich zu denen, die nie ein Solarium nutzen, eindeutig erhöht und steigt mit der Häufigkeit der Solarienbesuche. Je jünger man beim ersten Besuch gewesen ist, desto höher das Risiko. Gefahr durch Medikamente und Kosmetik Bestimmte Chemikalien, die zum Beispiel in Medikamenten (auch in Naturheilmitteln wie zum Beispiel in Johanniskraut), in Kosmetika (auch in Solarienkosmetika), aber auch in Seifen, Waschmitteln und in bestimmten Obst- und Gemüsesorten vorkommen (sogenannte fotosensibilisierende Substanzen), können dazu führen, dass unter Einwirkung von UV -Strahlung sehr viel schneller akute Wirkungen , sogenannte fototoxische Wirkungen (von Rötungen und brennenden Schmerzen bis zu schweren Verbrennungen) auftreten. Von Solariennutzung wird abgeraten Aufgrund der eindeutigen Gesundheitsschädigung durch UV -Strahlung ist eine zur natürlichen UV -Strahlung der Sonne zusätzliche UV -Belastung zu vermeiden. Das BfS rät dringend davon ab, Solarien zu nutzen, ebenso wie internationale und nationale Wissenschaftsgremien, dermatologische Gesellschaften, Krebsgesellschaften und Strahlenschutzbehörden. Behandlungen bestimmter Erkrankungen mittels UV -Strahlung bedürfen einer medizinischen Begründung und können nur in Kliniken oder Fachpraxen auf Basis einer Nutzen-Risiko-Analyse unter ärztlicher Kontrolle durchgeführt werden. Vorbräunen in Solarien? Oft wird mit einem Solarienbesuch der Wunsch nach einer gleichmäßigen Bräunung und dem gleichzeitigen Aufbau des körpereigenen UV -Schutzes (Vorbräunen) verbunden, damit zum Beispiel im Urlaub nicht so schnell ein Sonnenbrand auftritt. Von einem Vorbräunen im Solarium wird aus den oben genannten Gründen dringend abgeraten. Es ist jede zur natürlichen UV -Strahlung der Sonne zusätzliche UV -Belastung zu vermeiden. Zudem ist Bräunung die Reaktion der Haut auf bereits durch UV -Strahlung erfolgte Erbgutschäden und auch bei gebräunter Haut wird durch UV -Strahlung das Erbgut geschädigt. Das Risiko, an Hautkrebs zu erkranken, besteht weiterhin. Stand: 04.08.2026

Neue Techniken

In den letzten Jahren wurden im Bereich der Erforschung und Veränderung des Erbguts weitreichende Entwicklungen gemacht, die unter dem Begriff der „neuen Techniken“ zusammengefasst werden. Dazu gehören z. B. die CRISPR/Cas-Technik und die Oligonukleotidmutagenese (ODM bzw. OGM). Mithilfe der neuen Techniken ist es u. a. möglich, lediglich eine Base (einen Buchstaben der DNA-Sequenz) auszutauschen, kleinere oder größere Stücke künstlicher oder fremder DNA in das Erbgut einzubauen oder bestimmte Gene zu zerstören. Der Europäische Gerichtshof hat am 25.07.2018 folgendes Urteil gefällt: neue Züchtungstechniken wie Genome Editing und CRISPR sind als Gentechnik einzustufen. Nach jetzigem Erkenntnisstand und vorbehaltlich einer anderslautenden Äußerung der Europäischen Kommission oder der Gerichte sind die mit Verfahren der Mutagenese gewonnenen Organismen als genetisch veränderte Organismen auch im Sinne der Systemrichtlinie anzusehen. Das Ministerium für Umwelt, Klima, Mobilität, Agrar und Verbraucherschutz als die für das Gentechnikgesetz zuständige Behörde im Saarland empfiehlt Anwendern der neuen Techniken, vor deren Einsatz Kontakt mit dem Ministerium für Umwelt, Klima, Mobilität, Agrar und Verbraucherschutz aufzunehmen.

Meiotische Rekombination, Pollengröße und allelische Selektion im Roggen (Secale cereale) unter Nährtstoffmangel verursacht durch 140 Jahre Monokultur

Die Pflanzenzüchtung beruht überwiegend auf der Selektion von neuen, vorteilhaften Allelkombinationen um Nutzpflanzen zu verbessern. Neue Allelkombinationen entstehen durch meiotische Rekombination und Fremdbestäubung im Zuge der sexuellen Reproduktion. Rekombination und Fremdbestäubung zählen gleichzeitig zu den wichtigen Mechanismen, welche die Evolution pflanzlicher Populationen ermöglichen. Die Genome vieler Nutzpflanzen (z.B. Roggen, Weizen und Gerste) bestehen aus sehr großen, heterochromatischen Bereichen, in denen die Rekombinationsrate extrem reduziert ist. In diesen genomischen Bereichen befinden sich allerdings ca. 30 % aller Gene, welche dadurch für Pflanzenzüchter unzugänglich sind. In diesen Bereichen befinden sich tendenziell Gene, welche in essentiellen zellulären Prozessen, wie z.B. der Photosynthese, involviert sind. Weiterhin ist die Fremdbestäubung in Arten, welche ihren Pollen über Wind verbreiten, von der Größe der Pollen abhängig.Die meiotische Rekombination und die Pollenentwicklung werden auf molekularbiologischer Ebene durch mehr als 80 bisher bekannte Gene reguliert. Interessanterweise sind beide Prozesse auch stark von Umweltbedingungen abhängig. Diese Umweltabhängigkeit führt zu quantitativen Änderungen in der Ausprägung dieser Merkmale und ermöglicht so Variabilität in der Entstehung neuer Allelkombinationen im Laufe der Evolution.Das Ziel dieses Projektes ist es die genetischen Mechanismen zu verstehen, welche zu Variationen in der Rekombinationsrate, der Pollengröße und der Selektion unter Stressbedingungen führen. Die Erkenntnisse, welche hier erarbeitet werden, können dazu führen Züchtungsmethoden zu verbessern. Dies kann durch eine Erhöhung der effektiven Rekombinationsrate durch meiotische Rekombination und Fremdbestäubung geschehen. Weiterhin besteht die Möglichkeit unser Verständnis über den direkten Einfluss von Rekombination und Fremdbestäubung auf Verschiebungen in der Allelfrequenz durch Selektion zu verbessern.Um dieses Ziel zu erreichen beabsichtigen wir einen Dauerfeldversuch zu nutzen in dem eine Roggenpopulation abiotischem Stress ausgesetzt ist. Das Projekt ist auf drei Schwerpunkte ausgerichtet: (1) der genetischen Kontrolle der Rekombinationsrate unter abiotischem Stress und basierend auf genetischen Unterschieden, (2) der genetischen Grundlage von quantitativen Unterschieden in der Pollengröße unter abiotischem Stress und basierend auf genetischen Unterschieden und (3) der Verschiebung von Allelfrequenzen durch Selektion unter abiotischem Stress und wie diese direkt von Rekombination und Fremdbestäubung beeinflusst werden.Dies wird unser Verständnis über die effektive Entstehung neuer Allelkombinationen durch Rekombination und Fremdbestäubung verbessern. Die hier identifizierten Genvarianten können dann in Züchtungsprogramme integriert werden.

Molekulare Analyse des Crosstalk zwischen Stickstoff- und Kohlenstoffmetabolismus

In diesem Forschungsvorhaben ist beabsichtigt, die Expression der Gene, die für das nitratverwertende System kodieren mit der von Genen die für Enzyme aus dem Kohlenstoffmetabolismus kodieren, zu korrelieren. Es kommt somit darauf an, Signale die jeweils dem einen oder dem anderen Stoffwechselweg zugeordnet werden können, in ihrer Wirkung auf die Expression von Schlüsselgenen aus dem jeweils anderen Stoffwechselweg zu untersuchen. Das Ziel ist es, die Schnittstellen (crosstalk) zwischen diesen, das Leben der Pflanzen essentiell bestimmenden Stoffwechselwegen zu erforschen. Zusätzlich sollen andere Umweltfaktoren wie erhöhter CO2-Gehalt, Hitzestress und Wasserstress in ihrer Wirkung untersucht werden. Dieses Vorhaben kann verifiziert werden, seit das vollständige Genom der Modellpflanze Arabidopsis verfügbar ist, und seitdem die Methode der 'Micro arrays' signifikanten Fortschritt gemacht hat. Beide Voraussetzungen sind im Labor von Prof. N. Crawford gegeben.

Charakterisierung eines hypovirulenten Chrysovirus aus Fusarium graminearum: Prozessierung der viralen Proteine, Replikation und Infektion

Das Isolat Fusarium graminearum China 9 (Fg-ch9) zeigt nach Infektion auf Weizen und Mais gegenüber anderen Isolaten, wie dem Wildtyp Fg-PH1, eine verringerte Virulenz. Dieses Phänomen der Hypovirulenz ist von einigen filamentösen phytopathogenen Pilzen beschrieben worden und wird durch Mykoviren verschiedener Genera verursacht. Auch aus dem Fg-ch9 konnte ein isometrisches 35 bis 40 nm Mykovirus isoliert werden (V-ch9), dessen Sequenz eine hohe Ähnlichkeit mit Chrysoviren (Familie Chrysoviridae) aufweist. Das Genom dieses Mykovirus ist auf fünf dsRNAs verteilt, auf welchem jeweils ein Offenes Leseraster (ORF) für Proteine zwischen 79 und 127 kDa kodiert. Das 127 kDa Protein des ORF von RNA 1 kodiert für die RNA-abhängige RNA Polymerase, welche Bestandteil des Partikels ist. Die Translationsprodukte der ORFs von RNA 2 und RNA 3 bilden als prozessierte Derivate das Kapsid. Das Translationsprodukt von RNA 5 ist nicht Bestandteil des Partikels und weist Zink-Finger Motive auf. Für dieses Protein wurde die Fähigkeit zur Suppression von gene silencing nachgewiesen. Ob das Translationsprodukt von RNA 4 prozessiert wird und welche Funktion es hat, ist gegenwärtig unklar. Das Interesse an Mykoviren ist erst in den letzten Jahren gestiegen, so dass die Replikation und Interaktionen zwischen Pilz und Virus wenig erforscht sind. Nach der Sequenzierung und Klonierung der viralen RNAs des V-ch9 und ersten Analysen zur Funktion der von den ORFs exprimierten Proteine und deren Prozessierung sollen deswegen im nächsten Schritt die Prozessierung sowie das zeitliche Auftreten während der Replikation genauer untersucht werden. Aus diesen Daten können möglicherweise Rückschlüsse auf deren Funktion(en) gezogen werden. Die genaue Analyse der Funktion muss dann in einem weiteren Schritt mit Hilfe der Reversen Genetik analysiert werden. Da dsRNA Viren für ihre Replikation ihre RNA-abhängige RNA Polymerase und eine schützende Hülle benötigen, ist für das V-ch9 und alle anderen dsRNA Mykoviren die Reverse Genetik zwar prinzipiell möglich, jedoch ungleich aufwändiger als für ssRNA Viren, bei denen eine virale RNA infektiös ist. Neben dem System an sich fehlen für das Virus aus Fg-ch9 eine einfache Methode der Infektion und ein Wirt, in dem das Virus stabil repliziert. Hier sollen über die Testung der Infektion über Anastomosen und die Etablierung eines geeigneten Wirtes für die Replikation über Eliminierung des Virus aus Fg-ch9 bzw. Modifikation eines Laborstammes von F. graminearum weitere Voraussetzungen für das Etablieren eines Systems zur Reversen Genetik geschaffen werden.Bei Kenntnis der Replikation und Kenntnis der Funktion der viralen Proteine können Konzepte für den Einsatz der Hypovirulenz in der Praxis entwickelt werden.

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