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Schwerpunktprogramm (SPP) 1530: Flowering time control: from natural variation to crop improvement, Genetische Ursachen des Schossens in Beta Arten und die Züchtung von Winterzuckerrüben

Zuckerrüben sind zweijährige Pflanzen, die nach einer längeren Phase niedriger Temperaturen mit dem Schossen beginnen. Damit sind sie für eine Aussaat vor dem Winter ungeeignet. Schossresistente Winterrüben haben theoretisch ein deutlich höheres Ertragspotenzial und könnten so zu einer interessanten Alternative für die Rübenproduktion werden. Neulich wurden von uns zwei wesentliche Schossregulatoren identifiziert (BTC1 und BvBBX19). Vermutlich regulieren beide gemeinsam die Expression der stromabwärts gelegenen Blühgene BvFT1 und BvFT2. In diesem Projekt werden diese Schossregulatoren in Zusammenarbeit mit Projektpartnern im SPP1530 sowohl in Zuckerrübe als auch in transgenen Arabidopsis-Pflanzen funktionell analysiert. Während BTC1-überexprimierende Zuckerrüben mit einer Transgen-Kopie nach Winter schossen, ist in transgenen Pflanzen mit größer als 1 Kopie die BTC1-Expression nahezu vollständig herunterreguliert, so dass diese auch nach Winter nicht schossen. Als Grund vermuten wir Cosuppression des nativen Gens durch die neu hinzugefügten Kopien. Diese Ergebnisse stellen eine gute Grundlage für die Züchtung von Winterzuckerrüben dar. Innerhalb dieses Projektes werden Hybriden erzeugt, die über zwei BTC1- Transgene verfügen und in denen durch Cosuppression die Expression aller BTC1-Kopien stark herunter reguliert wird. Im Folgenden werden diese Hybriden in der Klimakammer, im halboffenen Gazehaus sowie unter Feldbedingungen über Winter angebaut. Parallel dazu werden in einem zweiten Experiment doppelt rezessive btc1 und Bvbbx19 Zuckerrüben mit einer deutlich ausgeprägten Schossverzögerung nach Winter erzeugt. Da diese Pflanzen nicht transgen sind, können sie ohne weiteres von Züchtern genutzt werden. Darüber hinaus ziehen wir Zuckerrüben unter standardisierten Bedingungen in einer Klimakammer an, um aus den Sproßmeristemen RNA zu isolieren. Diese Arbeiten sind Grundlage für ein Phylotranskriptom-Experiment, welches von dem Partner Prof. I. Grosse im Rahmen des SPP 1530 koordiniert wird.

Anbau Gentechnisch veränderter Organismen (GVO) im Land Brandenburg

Die Daten enthalten die Anbauflächen im Land Brandenburg, auf denen kein Anbau von gentechnisch verändertem Mais erfolgen darf. Sie dienen lediglich der Übersicht und besitzen keine Rechtsverbindlichkeit. Für die Anforderung rechtsverbindlicher Angaben sind ggf. Angaben des Antragstellers einzelfallbezogen erforderlich. Die Anbauflächen von GVO werden in einem zentralen Melderegister vom Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) als deskriptiver Datenbestand erfasst. Dieser Datenbestand lässt derzeit eine Visualisierung der Anbauflächen über ein GIS nicht zu. Das Bundesland Brandenburg beabsichtigt im Rahmen der Pflichten u.a. des Umweltinformationsgesetzes (UIG) diesen Datenbestand den Bürgern zugänglich zu machen. Des Weiteren soll ein auswertbarer geographischer Grundlagendatenbestand angelegt werden, der z.B. für Wirkungsabschätzungen (z.B. Umweltverträglichkeitsprüfungen) auf Schutzgebiete des Europäischen Schutzgebietssystems Natura 2000 vorbereitet. Die Daten enthalten die Anbauflächen im Land Brandenburg, auf denen kein Anbau von gentechnisch verändertem Mais erfolgen darf. Sie dienen lediglich der Übersicht und besitzen keine Rechtsverbindlichkeit. Für die Anforderung rechtsverbindlicher Angaben sind ggf. Angaben des Antragstellers einzelfallbezogen erforderlich. Die Anbauflächen von GVO werden in einem zentralen Melderegister vom Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) als deskriptiver Datenbestand erfasst. Dieser Datenbestand lässt derzeit eine Visualisierung der Anbauflächen über ein GIS nicht zu. Das Bundesland Brandenburg beabsichtigt im Rahmen der Pflichten u.a. des Umweltinformationsgesetzes (UIG) diesen Datenbestand den Bürgern zugänglich zu machen. Des Weiteren soll ein auswertbarer geographischer Grundlagendatenbestand angelegt werden, der z.B. für Wirkungsabschätzungen (z.B. Umweltverträglichkeitsprüfungen) auf Schutzgebiete des Europäischen Schutzgebietssystems Natura 2000 vorbereitet. Die Daten enthalten die Anbauflächen im Land Brandenburg, auf denen kein Anbau von gentechnisch verändertem Mais erfolgen darf. Sie dienen lediglich der Übersicht und besitzen keine Rechtsverbindlichkeit. Für die Anforderung rechtsverbindlicher Angaben sind ggf. Angaben des Antragstellers einzelfallbezogen erforderlich. Die Anbauflächen von GVO werden in einem zentralen Melderegister vom Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) als deskriptiver Datenbestand erfasst. Dieser Datenbestand lässt derzeit eine Visualisierung der Anbauflächen über ein GIS nicht zu. Das Bundesland Brandenburg beabsichtigt im Rahmen der Pflichten u.a. des Umweltinformationsgesetzes (UIG) diesen Datenbestand den Bürgern zugänglich zu machen. Des Weiteren soll ein auswertbarer geographischer Grundlagendatenbestand angelegt werden, der z.B. für Wirkungsabschätzungen (z.B. Umweltverträglichkeitsprüfungen) auf Schutzgebiete des Europäischen Schutzgebietssystems Natura 2000 vorbereitet.

Higher frequency data products of the International Monitoring System’s infrasound stations

This dataset consists of data products derived from broadband signal detection lists that have been processed for the certified infrasound stations of the International Monitoring System. More specifically, within the CTBT-relevant infrasound range (around 0.01-4 Hz), this dataset covers higher frequencies (1-3 Hz) and is therefore called the ‘hf’ product. The temporal resolution (time step and window length) is 5 min. For processing the infrasound data, the Progressive Multi-Channel Correlation (PMCC) array processing algorithm with a one-third octave frequency band configuration between 0.01 and 4 Hz has been used. The detected signals from the most dominant directions in terms of number of arrivals within a time window and the product-specific frequency range are summarized at predefined time steps. Along with several detection parameters such as the back azimuth, apparent velocity, or mean frequency, additional quantities for assessing the relative quality of the detection parameters are provided. The dataset is available as a compressed .zip file containing the yearly data products (.nc files, NetCDF format) of all certified stations (since 2003). Further information on the processing and details about the open-access data products can be found in: Hupe et al. (2022), IMS infrasound data products for atmospheric studies and civilian applications, Earth System Science Data, doi:10.5194/essd-14-4201-2022

Very low frequency data products of the International Monitoring System’s infrasound stations

This dataset consists of data products derived from broadband signal detection lists that have been processed for the certified infrasound stations of the International Monitoring System. More specifically, this dataset, called the ‘maw’ product, covers a very low frequency range of infrasound (0.02-0.07 Hz). The temporal resolution (time step and window length) is 30 min. For processing the infrasound data, the Progressive Multi-Channel Correlation (PMCC) array processing algorithm with a one-third octave frequency band configuration between 0.01 and 4 Hz has been used. The detected signals from the most dominant directions in terms of number of arrivals within a time window and the product-specific frequency range are summarized at predefined time steps. Along with several detection parameters such as the back azimuth, apparent velocity, or mean frequency, additional quantities for assessing the relative quality of the detection parameters are provided. The dataset is available as a compressed .zip file containing the yearly data products (.nc files, NetCDF format) of all certified stations (since 2003). Further information on the processing and details about the open-access data products can be found in: Hupe et al. (2022), IMS infrasound data products for atmospheric studies and civilian applications, Earth System Science Data, doi:10.5194/essd-14-4201-2022.

Global reference histograms of the IMS infrasound broadband detection lists

This data set builds upon the broadband detection lists of the International Monitoring System (IMS)’s infrasound stations. The infrasound data of these stations are regularly (re-)processed at the German National Data Centre at BGR (e.g., Ceranna et al., 2019; https://doi.org/10.1007/978-3-319-75140-5_13) using the Progressive Multi-Channel Correlation (PMCC) array processing method (Cansi, 1995; https://doi.org/10.1029/95GL00468). The latest reprocessing with 26 one-third octave spaced frequency bands in the IMS band of interest (0.01 to 4 Hz) included all 53 stations that were certified within the period 2003 to 2020. Based on the resulting broadband detection lists, this data set expands on former analyses of the coherent ambient noise. For each station with a data availability of at least one year (by the end of 2020), monthly reference histograms for the detection parameters back azimuth, apparent speed, and root-mean-squared amplitude are provided. The histograms provide a means to determine the deviation from nominal monthly behaviour and thus enable assessing the plausibility of detections and potential anomalies – without determining their cause – in the detected parameters. Overall, these quality metrics will be, among other applications, a useful supplement to the open-access IMS infrasound data products provided by Hupe et al., which are also available in BGR’s product centre. Further details of the reference histograms are described in the following publication by Kristoffersen et al.: "Updated global reference models of broadband coherent infrasound signals for atmospheric studies and civilian applications" (https://doi.org/10.1029/2022EA002222).

Infrasonic Signatures of 1001 Rocket Launches for Space Missions

Rocket launches for space missions are well-defined ground-truth events generating strong infrasonic signatures. This data set covers ground-truth information for 1001 rocket launches from 27 global spaceports between 2009 and mid-2020. Infrasound signatures from up to 73% of the launches were identified at infrasound arrays of the International Monitoring System. The detection parameters were obtained using the Progressive Multi-Channel Correlation (PMCC) algorithm. Propagation and quality parameters supplement the PMCC detection parameters in this dataset. The results are provided for further use as a ground-truth reference in geophysical and atmospheric research. The open-access publication “1001 Rocket Launches for Space Missions and their Infrasonic Signature” (Pilger et al., 2021, Geophys. Res. Letters, doi:10.1029/2020GL092262) provides further details on this data set. Data format: The data are provided both as ASCII files (separate lists of infrasound signatures and rocket launch events, plus README files) and as a comprehensive netCDF file.

Microbarom low-frequency data products of the International Monitoring System’s infrasound stations

This dataset consists of data products derived from broadband signal detection lists that have been processed for the certified infrasound stations of the International Monitoring System. More specifically, this dataset covers the dominant frequency range of microbaroms (0.15-0.35 Hz) and is therefore called the ‘mb_lf’ product. The temporal resolution (time step and window length) is 15 min. For processing the infrasound data, the Progressive Multi-Channel Correlation (PMCC) array processing algorithm with a one-third octave frequency band configuration between 0.01 and 4 Hz has been used. The detected signals from the most dominant directions in terms of number of arrivals within a time window and the product-specific frequency range are summarized at predefined time steps. Along with several detection parameters such as the back azimuth, apparent velocity, or mean frequency, additional quantities for assessing the relative quality of the detection parameters are provided. The dataset is available as a compressed .zip file containing the yearly data products (.nc files, NetCDF format) of all certified stations (since 2003). Further information on the processing and details about the open-access data products can be found in: Hupe et al. (2022), IMS infrasound data products for atmospheric studies and civilian applications, Earth System Science Data, doi:10.5194/essd-14-4201-2022

Microbarom high-frequency data products of the International Monitoring System’s infrasound stations

This dataset consists of data products derived from broadband signal detection lists that have been processed for the certified infrasound stations of the International Monitoring System. More specifically, this dataset covers, among other phenomena, the upper frequency range of microbaroms (0.45-0.65 Hz) and is therefore called the ‘mb_hf’ product. The temporal resolution (time step and window length) is 15 min. For processing the infrasound data, the Progressive Multi-Channel Correlation (PMCC) array processing algorithm with a one-third octave frequency band configuration between 0.01 and 4 Hz has been used. The detected signals from the most dominant directions in terms of number of arrivals within a time window and the product-specific frequency range are summarized at predefined time steps. Along with several detection parameters such as the back azimuth, apparent velocity, or mean frequency, additional quantities for assessing the relative quality of the detection parameters are provided. The dataset is available as a compressed .zip file containing the yearly data products (.nc files, NetCDF format) of all certified stations (since 2003). Further information on the processing and details about the open-access data products can be found in: Hupe et al. (2022), IMS infrasound data products for atmospheric studies and civilian applications, Earth System Science Data, doi:10.5194/essd-14-4201-2022

Possible effects of transgenic plants on soil organisms

Soil is the first component of the environment that can be effected by GM plants, because they do not only consume the nutritive substances from the soil, but also release there different compounds during a growing period, and leave in the soil their remains. If the plants are modified to increase their resistance to plant pathogens, particularly bacteria, they can also affect the other microorganisms important for plant development. Also there are no considerable data about possible effect of GM plants on soil organic matter and chemical processes in soil. For the experiment it is planned to use transgenic potato plants (Solanum tuberosum L. cv. Desiree) expressing a chimerical gene for T4 lysozyme for protection against bacterial infections; - obtaining and short-term growing of GM plants in laboratory conditions; - extraction and collection of root exudates and microbial metabolites from rhizosphere; - analysis of these exudates by Pyrolysis-Field Ionisation Mass Spectrometry (Py-FIMS) in comparison with the exudates of wild-type plants and transgenic controls not harbouring the lysozyme gene, and with dissolved organic matter from non-cropped soil; - creation of 'fingerprints' for each new transgenic line in combination with certain soil on the basis of marker signals. Expected impacts: - New highly cost-effective express testing system for the risk assessment of genetically modified plants at the earliest stages of their introduction; - The conclusion about safety/danger of GM plants for the soil ecosystems; - Model for prediction of possible risk caused by GM plants.

Untersuchungen zum Gentransfer bei der Freisetzung transgener Pflanzen

Bei Freisetzung transgener Pflanzen (Mais, Raps, Zuckerrueben) wird die Problematik des Gentransfers bearbeitet. Im Vordergrund stehen dabei Untersuchungen zum Pollentransfer und zur Stabilitaet von DNA in Boeden.

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