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Visualisierung mikrobieller Gemeinschaften auf marinem Mikroplastik: Identifikation, Interaktionen und Auswirkungen

Das Projekt "Visualisierung mikrobieller Gemeinschaften auf marinem Mikroplastik: Identifikation, Interaktionen und Auswirkungen" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), Forschungsbereich 2: Marine Biogeochemie, Forschungseinheit Chemische Ozeanographie.Marines Mikroplastik (MMP) ist eine zunehmende anthropogene Verschmutzung in den Meeren. Der Einfluss auf marine Tiere, durch Verfangen und verschlucken von Plastikmüll, ist bekannt. Aber der Einfluss von MMP auf Mikroorganismen, wie Bakterien, Archaeen und Protisten, die die Basis der Nahrungsnetze bilden, ist kaum verstanden. Auf Grund der besonderen Eigenschaften von MMP, kann es als neues Habitat und als Transportmittel für bestimmte u.a. auch gesundheitsgefährdende Mikroorganismen dienen, die über lange Distanzen bis in entlegene Regionen transportiert werden können. Darüber hinaus kann MMP das Zusammenleben von Mikroorganismen in enger Nachbarschaft ermöglichen und die Stoffwechselwege vieler verschiedener Verbindungen beeinflussen. Um den Einfluss von MMP und ihrer assoziierten Mikroorgansimen auf marine Ökosysteme zu verstehen, müssen wir die Zusammensetzung und Interaktionen von mikrobiellen Gemeinschaften auf MMP identifizieren und ihre globale Ausbreitung untersuchen. Ich möchte die Diversität und die räumliche Verteilung von mikrobiellen Gemeinschaften auf MMP charakterisieren. Proben von MMP wurde bereits von meinem Gastinstitut in verschiedenen Meeresregionen (Atlantik, Pazifik, Indischer Ozean) gesammelt. Mein Ziel ist es: 1) zu identifizieren, welche Mikroorganismen auf MMP vorkommen; 2) die lokale Verteilung und Struktur der mikrobiellen Gemeinschaft auf MMP und in Experimenten auf Bioplastikpartikeln zu untersuchen; 3) zu verstehen, welche Mikroorganismen am stärksten mit der Polymer Oberfläche assoziiert sind; 4) herauszufinden, ob es charakteristische Mikrobiome auf MMP in verschiedenen Meeresregionen gibt und 5) zu untersuchen, welche Mikroorganismen MMP abbauen können. Die Chancen für die erfolgreiche Durchführung des vorgeschlagenen Projekts ist hoch, da präperierte Proben bereits in meinem Gastlabor vorhanden sind, an denen die innovative Mikroskopiertechnik namens CLASIFISH (Combinatorial Labelling and Spectral Imaging Fluorescence In Situ Hybridization) angewandt werden kann. Diese Methode ermöglicht es viele verschiedene Mikroorganismen und ihre räumliche Verteilung auf einem Plastikpartikel schnell und präzise zu identifizieren. Ich möchte diese Methode an Proben aus dem Atlantik und Pazifik anwenden, sowie Mikroben identifizieren, die im offenen Ozean Plastik abbauen. Zusätzlich möchte ich Inkubationsexperimente mit Bakterienkulturen, die bereits auf Plastik identifiziert wurden und in meinem Gastinstitut zur Verfügung stehen, auf Bioplastikpartikeln durchführen. Mit diesen Experimenten möchte ich herausfinden, wie sich mikrobielle Gemeinschaften auf Bioplastik über die Zeit entwickeln und ob bzw. wie diese Mikroben Plastik abbauen. Für diese Inkubationsexperimente möchte ich FISH, CLASIFISH, scanning electron microscopy sowie metagenomische und metatranscriptomische Ansätze verwenden.

Ein Initialimpuls für die Entwicklung einer norddeutschen Wasserstoff-Ökonomie, Teilvorhaben: DECARB - Wärme und Verkehr mit Wasserstoff

Das Projekt "Ein Initialimpuls für die Entwicklung einer norddeutschen Wasserstoff-Ökonomie, Teilvorhaben: DECARB - Wärme und Verkehr mit Wasserstoff" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: ArcelorMittal Bremen GmbH.

Neue Technologien für integrierte CSP/PV Hybridkraftwerke (ICPH)

Das Projekt "Neue Technologien für integrierte CSP/PV Hybridkraftwerke (ICPH)" wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme.Fraunhofer ISE, Frenell GmbH, John Cockerill / CMI UVK GmbH und BASF New Business GmbH werden im Projekt Hybrid Kraft zur Hybridisierung von solarthermischen Kraftwerken (CSP) und Photovoltaik (PV) mittels Elektroerhitzern neue Technologienentwickeln, die zum Ausbau dieser Art von Kraftwerken beitragen werden. Hauptziel des Projekts ist die Entwicklung eines Elektroerhitzers für Salzschmelze, der sich für den Einsatz in Großkraftwerken eignet. Zu diesem Zweck wird ein Elektroerhitzer mit einer Leistung von 1 MW entworfen, hergestellt und in einer Testschleife mit Salzschmelze als Wärmeträgermedium getestet. Auf der Grundlage des Designkonzepts des Prototyps, der Testergebnisse und der Simulationsstudien wird ein Design für Elektroerhitzer mit großen Kapazitäten entworfen. Anschließend werden die erwartete Steigerung der Systemeffizienz, der Flexibilität und der technisch-wirtschaftlichen Gesamtleistung eines integrierten CSP/PV-Hybridkraftwerks (ICPH) durch den Einsatz des entwickelten Elektroerhitzers untersucht. Während in anderen industriellen Prozessen kleinere Erhitzer bereits eingesetzt werden, ist ein kostengünstiger und leistungsstarker Elektroerhitzer, der für ICPH-Kraftwerke von 50-100 MW benötigt wird, noch nicht verfügbar. Dieser modulare Elektroerhitzer im Nutzmaßstab wird in den Bereichen optimierte mechanische Stabilität und Strömungsführung, verbesserte Anschlussfähigkeit an die Strominfrastruktur, Einspeisekompatibilität von PV-Stromquellen und ein erhöhtes Betriebsspannungsniveau zur Verringerung des Bedarfs an teuren Spannungstransformatorenevaluiert werden. Mit diesen Bewertungen können weitere Optimierungen von ICPH-Anlagen in den Bereichen Betriebsbedingungen, wirtschaftliche Empfindlichkeit und Vereinfachung der Anlage durchgeführt werden.

Neue Technologien für integrierte CSP/PV Hybridkraftwerke (ICPH), Teilvorhaben: Entwicklung und Test eines Elektroerhitzers

Das Projekt "Neue Technologien für integrierte CSP/PV Hybridkraftwerke (ICPH), Teilvorhaben: Entwicklung und Test eines Elektroerhitzers" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: John Cockerill UVK GmbH.Fraunhofer ISE, Frenell GmbH, John Cockerill / CMI UVK GmbH und BASF New Business GmbH werden im Projekt HybridKraft zur Hybridisierung von solarthermischen Kraftwerken (CSP) und Photovoltaik (PV) mittels Elektroerhitzern neue Technologien entwickeln, die zum Ausbau dieser Art von Kraftwerken beitragen werden. Hauptziel des Projekts ist die Entwicklung eines Elektroerhitzers für Salzschmelze, der sich für den Einsatz in Großkraftwerken eignet. Zu diesem Zweck wird ein Elektroerhitzer mit einer Leistung von 1 MW entworfen, hergestellt und in einer Testschleife mit Salzschmelze als Wärmeträgermedium getestet. Auf der Grundlage des Designkonzepts des Prototyps, der Testergebnisse und der Simulationsstudien wird ein Design für Elektroerhitzer mit großen Kapazitäten entworfen. Anschließend werden die erwartete Steigerung der Systemeffizienz, der Flexibilität und der technisch-wirtschaftlichen Gesamtleistung eines integrierten CSP/PV-Hybridkraftwerks (ICPH) durch den Einsatz des entwickelten Elektroerhitzers untersucht. Während in anderen industriellen Prozessen kleinere Erhitzer bereits eingesetzt werden, ist ein kostengünstiger und leistungsstarker Elektroerhitzer, der für ICPH-Kraftwerke von 50-100 MW benötigt wird, noch nicht verfügbar. Dieser modulare Elektroerhitzer im Nutzmaßstab wird in den Bereichen optimierte mechanische Stabilität und Strömungsführung, verbesserte Anschlussfähigkeit an die Strominfrastruktur, Einspeisekompatibilität von PV-Stromquellen und ein erhöhtes Betriebsspannungsniveau zur Verringerung des Bedarfs an teuren Spannungstransformatoren evaluiert werden. Mit diesen Bewertungen können weitere Optimierungen von ICPH-Anlagen in den Bereichen Betriebsbedingungen, wirtschaftliche Empfindlichkeit und Vereinfachung der Anlage durchgeführt werden.

Ein Initialimpuls für die Entwicklung einer norddeutschen Wasserstoff-Ökonomie, Teilvorhaben der Fraunhofer-Institute ICT, IFAM, UMSICHTATZ und Academy

Das Projekt "Ein Initialimpuls für die Entwicklung einer norddeutschen Wasserstoff-Ökonomie, Teilvorhaben der Fraunhofer-Institute ICT, IFAM, UMSICHTATZ und Academy" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie.

Anbauwert von Hybrid- und Balsampappel-Klonen, Robine u.a. schnellwachsenden Gattungen für die Energieholznutzung

Das Projekt "Anbauwert von Hybrid- und Balsampappel-Klonen, Robine u.a. schnellwachsenden Gattungen für die Energieholznutzung" wird/wurde ausgeführt durch: Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg.Um für die Standorte Baden-Württembergs Arten- und Sortenempfehlungen auf der Grundlage von Ertragsprognosen geben zu können, sollen 8 Pappel- bzw. Weiden-, 2 Aspen- und 2 Robiniensorten u. ggf. weiteren Arten an repräsentativen Standorten auf Energieholztauglichkeit geprüft werden. Die Anlage soll in 2 - 3 facher Widerholung erfolgen. Die Arten werden im 3 - 4 jährigen Umtrieb geerntet. Die Versuchsreihe wird in Zusammenarbeit mit dem LTZ Augustenberg, Aussenstelle Forchheim aufgebaut.

Wildtiergenetik

Das Projekt "Wildtiergenetik" wird/wurde ausgeführt durch: Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg.Das Projekt Wildtiergenetik ist gedacht als Basisprojekt für populationsgenetische Untersuchungen an Wildtieren in Baden-Württemberg. Es hat eine Laufzeit von 2008 bis 2013. Es soll dazu dienen Fragestellungen rund um Wildtiere zu beantworten, die nicht oder nur sehr aufwendig mit herkömmlichen Methoden gelöst werden können. Zum Beispiel kann man mit Hilfe von Merkmalen der DNA Populationszugehörigkeiten berechnen. Aus diesen Informationen kann man dann Rückschlüsse auf Wanderbewegungen, Ausbreitungen, Barrieren zwischen Populationen oder Vermischungen zwischen Arten ziehen. Aktuell werden über das Projekt Fragen zur Ausbreitung der Wildkatze in Baden-Württemberg bearbeitet. Im Rahmen der Wildtiergenetik sind weiterhin populationsgenetische Untersuchungen zum Auerhuhn geplant. Ziel ist es mit genetischen Methoden die Verbreitung der Wildkatze in Baden-Württemberg zu erfassen. Darüber hinaus soll die Wildkatzenpopulation in den Rheinauen und am Kaiserstuhl genetisch charakterisiert werden. Es sollen Fragestellungen wie der Grad an Hybridisierung mit Hauskatzen, die Vernetzung mit benachbarten größeren Vorkommen und ihre Isolation untersucht werden. Grundlage für das Projekt ist das Wildkatzenmonitoring. Im Monitoring werden in ausgewählten Gebieten Wildkatzennachweise durch die Lockstockmethode gewonnen. Mit Baldrian besprühte Stöcke locken die Katzen an, beim Reiben an den Stöcken verlieren sie Haare, die dann im Labor genetisch auf als Wild- oder Hauskatze bestimmt werden. Für die genetischen Untersuchungen verwenden wir zwei verschiedene Ansätze. Das ist zum einen eine Sequenzierung von mitochondrialer DNA, zum anderen eine Längenfragmentanalyse mittels Mikrosatelliten. Inzwischen gilt in Baden-Württemberg die Wildkatze in der gesamten Oberrheinebene zwischen Karlsruhe und Lörrach, am Stromberg und mit vereinzelten Nachweisen im Osten Baden-Württembergs als sicher nachgewiesen. Seit 2006 konnten an 1022 aufgestellten Lockstöcken bisher insgesamt 633 Haarfunde und zusätzlich 54 Totfunde gesammelt und untersucht werden. Von den so insgesamt 687 Proben konnten 49% Wildkatzen, 27% Hauskatzen und 24% nicht zugeordnet werden. Bereits abgeschlossener Projektteil: In diesem ersten Teil wurde die genetische Struktur des Rotwildes in Baden-Württemberg untersucht. Die Fragestellung lautete, ob, ausgelöst durch die Beschränkung des Rotwildes auf sogenannte Rotwildgebiete und den Abschuss wandernden Rotwildes außerhalb dieser Gebiete, der genetische Austausch von Rotwild beeinträchtigt ist. Zur Beantwortung dieser Frage wurde die genetische Diversität der einzelnen Rotwildpopulationen Baden-Württembergs anhand von Mikrosatelliten analysiert. Dabei konnte gezeigt werden, dass die aktuellen Rotwildpopulationen nicht vollständig voneinander isoliert sind. (Text gekürzt)

Hybride und flexible Batteriesysteme im Bahnverkehr

Das Projekt "Hybride und flexible Batteriesysteme im Bahnverkehr" wird/wurde ausgeführt durch: Siemens AG.Der weltweit steigende Bedarf an grünen Zuglösungen für nicht-elektrifizierte Bahnstrecken wird zu einer zunehmenden Nachfrage nach Fahrzeugen mit Traktionsbatterien anstelle von Dieselmotoren führen. Bislang sind batterieelektrische Züge vor allem mit Lithiumionen-Zellen mittlerer Energiedichte ausgestattet, die sehr leistungsfähig, aber auch teuer verglichen mit Zellen aus dem Automobilbereich sind. Das Ziel von HyFlexBahn liegt darin, die Nutzung von günstigen Zellen mit hoher Energiedichte in Kombination mit den Hochleistungszellen zu ermöglichen. Hierdurch sind hohe Energiedichten bei gleichzeitig geringeren Lebenszykluskosten möglich. Im Projekt werden die Simulationstools für hybride Batteriespeichersysteme mit Zellen unterschiedlicher Chemie geschaffen und parametriert, Systemdesigns für verschiedene Betriebsprofile simuliert und die Wirtschaftlichkeit bewertet werden. Die durch Hybridisierung erreichte Flexibilität trägt dazu bei, Batteriezüge wettbewerbsfähiger zu machen und die darin verwendeten Batterien effizient und möglichst lange zu nutzen, sowohl in der ersten Nutzung als auch einem eventuellen Second Life.

Erweiterung des Rapsgenpools durch Integration einer wirksamen Schädlingsresistenz aus verwandten Arten für eine effektive zukünftige Rapszüchtung, Teilprojekt C

Das Projekt "Erweiterung des Rapsgenpools durch Integration einer wirksamen Schädlingsresistenz aus verwandten Arten für eine effektive zukünftige Rapszüchtung, Teilprojekt C" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: NPZ Innovation GmbH.Das Ziel dieses Projektvorschlags ist es, die Barrieren der Kreuzbarkeit mit verwandten Arten und der Erzeugung rekombinanter Chromosomen signifikant zu reduzieren, um wilde, verwandte aber grundsätzlich kreuzbare Arten effektiver nutzen zu können, z.B. zur Verbesserung der Insektenresistenz im Rapsgenpool. Die wissenschaftlichen und technischen Arbeitsziele unseres Projektes lassen sich in die folgenden drei Teile untergliedern: 1) Produktion interspezifischer Hybriden aus B. napus/B. rapa und Fremdarten mit Rapserdfloh-Resistenz. Hierfür wird zunächst darauf abgezielt, B. rapa-Genotypen zu identifizieren, die niedrigere Barrieren für die interspezifische Hybridisierung aufweisen. Ergänzend zu den händischen/insektenbedingten Kreuzungen wird in einem weiteren Arbeitspaket die Protoplastenfusion optimiert, um effektiv somatische Hybriden in der Gewebekultur zu erzeugen. 2) Erhöhung der Rekombinationsrate zwischen Empfängergenom und den Donor-Chromosomen für die Erzeugung möglichst vieler und möglichst unterschiedlicher Introgressionslinien. Über eine Strahlenbehandlung sollen ungerichtet DNA-Doppelstrangbrüche in B. napus/B. rapa-Hybriden mit Fremdgenomanteil induziert werden und die Häufigkeit und Verteilung der Rekombinationsereignisse gemessen werden. Angewendet auf das unter 1) generierte Material, sollen genetisch stabile Introgressionslinien erzeugt werden, die über einen Biotest auf die Erdfloh-Resistenz untersucht werden. 3) Etablierung einer Nuklease-induzierten Chromosomenrekombination als proof-of-concept. Das Einfügen gezielter Doppelstrangbrüche im Empfänger- und Donor-Genom mittels sgRNA/Nuklease Komplex in Hybridzellen soll die Rekombination der Donor-Fragmente fördern.

Erweiterung des Rapsgenpools durch Integration einer wirksamen Schädlingsresistenz aus verwandten Arten für eine effektive zukünftige Rapszüchtung, Teilprojekt B

Das Projekt "Erweiterung des Rapsgenpools durch Integration einer wirksamen Schädlingsresistenz aus verwandten Arten für eine effektive zukünftige Rapszüchtung, Teilprojekt B" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz - INRES - Fachbereich Pflanzenzüchtung.Das Ziel dieses Projektvorschlags ist es, die Barrieren der Kreuzbarkeit mit verwandten Arten und der Erzeugung rekombinanter Chromosomen signifikant zu reduzieren, um wilde, verwandte aber grundsätzlich kreuzbare Arten effektiver nutzen zu können, z.B. zur Verbesserung der Insektenresistenz im Rapsgenpool. Die wissenschaftlichen und technischen Arbeitsziele unseres Projektes lassen sich in die folgenden drei Teile untergliedern: 1) Produktion interspezifischer Hybriden aus B. napus/B. rapa und Fremdarten mit Rapserdfloh-Resistenz. Hierfür wird zunächst darauf abgezielt, B. rapa-Genotypen zu identifizieren, die niedrigere Barrieren für die interspezifische Hybridisierung aufweisen. Ergänzend zu den händischen/insektenbedingten Kreuzungen wird in einem weiteren Arbeitspaket die Protoplastenfusion optimiert, um effektiv somatische Hybriden in der Gewebekultur zu erzeugen. 2) Erhöhung der Rekombinationsrate zwischen Empfängergenom und den Donor-Chromosomen für die Erzeugung möglichst vieler und möglichst unterschiedlicher Introgressionslinien. Über eine Strahlenbehandlung sollen ungerichtet DNA-Doppelstrangbrüche in B. napus/B. rapa-Hybriden mit Fremdgenomanteil induziert werden und die Häufigkeit und Verteilung der Rekombinationsereignisse gemessen werden. Angewendet auf das unter 1) generierte Material, sollen genetisch stabile Introgressionslinien erzeugt werden, die über einen Biotest auf die Erdfloh-Resistenz untersucht werden. 3) Etablierung einer Nuklease-induzierten Chromosomenrekombination als proof-of-concept. Das Einfügen gezielter Doppelstrangbrüche im Empfänger- und Donor-Genom mittels sgRNA/Nuklease Komplex in Hybridzellen soll die Rekombination der Donor-Fragmente fördern.

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