Ziel dieses Projekts ist es, Signalkomponenten der systemisch erworbenen Resistenz (SAR) in Arabidopsis thaliana und einer Mutante, eds1, welche nicht mehr in der Lage ist, SAR Signale zu produzieren oder zu transportieren, zu identifizieren. EDS1 abhängige Peptide, Lipide und polare niedermolekulare Stoffe werden mit massenspektrometrischen Methoden identifiziert. Danach wird in verschiedenen (Nutz)Pflanzen untersucht, ob die so identifizierten möglichen SAR Komponenten Resistenz gegen Krankheitserreger auslösen. Des Weiteren wird der Einfluss von SAR Signalen auf Prozesse wie z.B. Trockenresistenz untersucht.
Der Nachweis konservierter Microbe-Associated Molecular Patterns (MAMPs) durch spezifische Pattern-Recognition Receptors (PRRs) der Wirtspflanze vermittelt dauerhafte Resistenz gegenüber einer Vielzahl an Pathogenen. Daher ist der Transfer von PRPs zwischen Pflanzenspezies von zentralem Interesse für die Nutzpflanzenzüchtung. Wir haben gezeigt, dass bakterielle Lipopolysaccharide (LPS) in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana über die S-Domänen-Rezeptorkinase LORE (LIPOOLIGOSACCHARIDE-SPECIFIC REDUCED ELICITATION) detektiert werden. Wir möchten nun die Funktionsweise von LORE und die frühen Signaltransduktionsereignisse nach LPS Behandlung auf molekularer Ebene untersuchen.
Eine effiziente, tiergerechte und umweltschonende Schweineproduktion ist sowohl für die öffentliche Akzeptanz als auch für die Nachhaltigkeit der Schweinefleischerzeugung von erheblicher Bedeutung. Aufgrund der Vorgaben der neuen Düngeverordnung besitzt dabei der Aspekt der Effizienz der Nährstoffverwertung (Synonym Nährstoffeffizienz) einen besonderen Stellenwert. Grundsätzlich hängt die Höhe der Stickstoff-(N) Ausscheidung von der Qualität und Menge des angebotenen Futters und von der Effizienz des Tieres ab, die essentiellen Nährstoffe für Erhaltung und Leistung umzusetzen. Eine zentrale Bedeutung besitzt dabei die Qualität (Aminosäurenmuster) und die praecaecale Verdaulichkeit des Rohproteins (XP). Die NAusscheidungen der Schweine lassen sich durch eine Verminderung des XP-Gehaltes im Futter reduzieren. Es ist jedoch zu vermuten, dass solche Fütterungsstrategien nur bei Schweinen erfolgreich sind, die aufgrund ihres genetischen Potentials effizient das praecaecal verdauliche XP verwerten können. Ohne diese genetische Voraussetzung sind Einbußen in verschiedenen Produktions- und Fitnessmerkmalen zu erwarten, die sich in Form sogenannte Genotyp*Umwelt- (G*U-) Interaktionen nachweisen lassen. Vor diesem Hintergrund ist das Ziel dieses Projektes die Verbesserung der genetisch fundierten Nährstoffeffizienz heranwachsender Schweine beim Einsatz N-reduzierter Rationen. Für die Untersuchung möglicher G*U-Interaktionen soll die individuelle Futteraufnahme und Nährstoffeffizienz möglichst exakt gemessen werden. Zudem sollen Merkmale des Tierwohls und der Tiergesundheit unter Berücksichtigung der Immunität und Zusammensetzung des Mikrobioms erfasst werden.?
Virale Infektionen des zentralen Nervensystems (ZNS) sind selten. Ist ein Virus in der Lage, eine Infektion im Gehirn zu etablieren, hat dieses häufig verheerende Konsequenzen. Die Faktoren, die die Virusinvasion und -pathogenese kontrollieren, sind nur unzureichend bekannt. Das angeborene Immunsystem, im Speziellen das Typ I Interferon (IFN) System, und die Virulenz des Virus spielen dabei eine wichtige Rolle bei der Pathogenität von Tick-borne encephalitis Virus (TBEV) Infektionen. Wir wollen untersuchen, wie TBEV Stämme mit unterschiedlicher Pathogenität die antivirale Antwort in der Peripherie sowie im zentralen Nervensystem beeinflussen. Durch die Infektion von Mäusen soll die Virusreplikation und Verbreitung untersucht werden. Zyotkine, Chemokine und IFN-Antwort sollen in der Peripherie und im zentralen Nervensystem nach Infektion bestimmt werden. Wir wollen Unterschiede im zellulären Tropismus der Viren sowie Einflüsse der angeborenen und erworbenen Immunität untersuchen. Zusätzlich wollen wir untersuchen, ob es zu unterschiedlichen antiviralen Abwehrreaktionen in verschiedenen Gehirnregionen kommt. Mäuse mit Defekten in peripherer oder ZNS spezifischer IFN-Reaktion sollen Aufschluss darüber geben, in wie weit das Typ I IFN die virale Replikation die Virusausbreitung, die Invasion in das Gehirn sowie die Neuropathogenese reguliert. In enger Kooperation mit Top5 sollen verschiedene Varianten des neu isolierten HB171 Stamms auf sein Potential der Neuroinvasion und Neurovirulenz untersucht werden. Ergebnisse des Projektes sollen in die Entwicklung einer neuen effektiven Impfung einfließen. Die vergleichende Analyse soll das Wissen über molekulare Mechanismen der TBEV Infektion und Abwehr vermehren und so die Voraussetzung schaffen, potentielle Targets für eine Therapie zu identifizieren.
Sommergerste ist im ökologischen Landbau nach Weizen, Hafer und Dinkel die Getreideart mit der höchsten Bedeutung für die verarbeitende Industrie. Voraussetzung für eine stärkere Verbreitung des Sommergerstenanbaus im ökologischen Landbau ist die Bereitstellung geeigneter Sorten. Für die Sommergerste (Braugerste und Futtergerste) sehen Vertreter der Ökolandbau-Beratung einen hohen Bedarf an Züchtung und Züchtungsforschung (Arbeitskreis Brot- und Braugetreidezüchtung im ökologischen Landbau der LfL, V.Ö.P, n.p.). Resistente Sorten haben im Ökolandbau besonders große Bedeutung. Insbesondere samenübertragbare Krankheiten wie der Gerstenflugbrand sind äußerst schwierig zu kontrollieren und stellen aufgrund ihrer Bedeutung für die Saatguterzeugung ein großes Produktionsrisiko dar. Im beantragten Projekt sollen verschiedene Sommergerstenherkünfte, die eine Toleranz oder Resistenz gegenüber Flugbrand (Ustilago nuda) besitzen, darauf geprüft werden, ob die Resistenz qualitativer Art ist, auf der Kombination von mehreren Resistenzgenen beruht oder nur aus einem einzigen hochwirksamen Resistenzgen besteht. Die einzelnen Resistenzen sollen genetisch separiert und so für eine gezielte Resistenzzüchtung nutzbar gemacht werden. Parallel sollen molekulargenetische Marker entwickelt werden, welche eine frühzeitige und effiziente Selektion ermöglichen. Damit soll die Resistenz gegen Flugbrand auf eine breite Basis gestellt werden. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass eine Resistenz im Feldanbau schnell durchbrochen wird, womit auf lange Sicht das Befallsniveau im Praxisanbau mit U. nuda auf niedrigem Niveau gehalten werden kann. Durch gezielte Einkreuzung verschiedener Resistenzen und phänotypische sowie genetischer Analyse soll die Art der Resistenz festgestellt werden. Durch qPCR soll der Verlauf der Infektion untersucht und eine Methode für die Frühselektion entwickelt werden.
For effective crop improvement, breeders must be able to select on relevant phenotypic traits without compromising yield. This project proposes to investigate the evolutionary consequences of flowering time modifications on a second trait of major importance for plant breeding: immunity. This will have implications both for understanding cross-talks between flowering time and defense network and for developing efficient breeding strategies. There is clear evidence that plant maturity influences levels and effectiveness of defense. Theoretical models actually predict that changes in life-history can modulate the balance between costs and benefits of immunity. Simultaneously, actors of the immune system have often been observed to alter flowering time. Two alternative and possibly complementary hypotheses can explain this link: genetic constraints due to the pleiotropic action of players in either systems, or co-evolution, if flowering-time changes modulate the cost-benefit balance of immunity. We will conduct field assays in Arabidopsis thaliana, using constructed lines as well as recombinant inbred lines and natural accessions, to differentiate the action of the two explanatory hypotheses. Using transcriptome analyses, we will identify defense genes associating with flowering time modification (f-t-a defense genes). We will quantify their expression along the assay and test whether it varies with both flowering time and fitness. We will further test whether flowering time and immunity interact to determine yield in tomato and potato.
Enzyme der Peroxidase-Cyclooxygenase Superfamilie katalysieren biochemische Reaktionen, die in unzähligen biologischen Prozessen eine wichtige Rolle spielen, z.B. bei der unspezifischen Immunabwehr, der Synthese der Schilddrüsenhormone oder der Bildung und Modifizierung der extrazellulären Matrix. Sie sind zudem auch bei der Pathogenese von chronischen entzündlichen Erkrankungen beteiligt. In der Subfamilie 2 dieser Superfamilie findet man Multidomänen-Oxidoreduktasen, sog. Peroxidasine (Pxds). Hierbei handelt es sich um glykosylierte und sekretierte Häm-Peroxidasen, die zusätzlich zur katalytischen Domäne sog. Leucin-reiche Wiederholungssequenzen, Immunoglobulin C-ähnliche Domänen sowie von Willebrandfaktor C enthalten. Diese Strukturmotive finden sich in vielen extrazellulären Molekülen, die mit anderen Proteinen in Wechselwirkung treten. Ursprünglich wurde Peroxidasin in Basalmembranen von Drosophila entdeckt. Spätere Arbeiten zeigten, dass diese Enzyme auch in Wirbeltieren vorkommen und eine Rolle bei der unspezifischen Immunabwehr, der Gewebsbildung, Ausbreitung von Tumoren und oxidativen Prozessen eine Rolle spielen. Kürzlich wurde gezeigt, dass dieses Metallprotein mit Hilfe von Hypohalogeniten im Kollegen IV für die Bildung von kovalenten Kohlenstoff-Stickstoffbindungen verantwortlich ist, ein Prozess, der sowohl bei der Gewebsbildung als auch bei zahlreichen Kranksheitsbildern eine wichtige Rolle spielt. Trotz der physiologischen Bedeutung dieser neuen Proteinfamilie ist das biochemische Wissen sehr bescheiden. In diesem Projekt sollen daher, basierend auf umfangreichen phylogenetischen Voranalysen und der bereits erfolgreich durchgeführten rekombinanten Produktion von humanem Peroxidasin 1 in tierischen Zellkulturen, die Struktur-Funktionsbeziehungen von vier Peroxidasinen unterschiedlicher Entwicklungsstufe und Sequenz analysiert werden: Peroxidasin 1 von Caenorhabditis elegans, Pxd von Drosophila melanogaster als auch die beiden humanen Peroxidasine 1 & 2. Basierend auf der rekombinanten Produktion der vier Modell-Proteine in voller Kettenlänge bzw. von verkürzten Varianten unterschiedlicher Domänenzusammensetzung werden umfangreiche bio-chemische/biophysikalische Analysen durchgeführt: (i) UV-vis-, Fluoreszenz- CD-, Lichtstreuung-, RR- und ESR-Spektroskopie, (ii) Stopped-flow-Spektroskopie und Polarographie, (iii) MS und Röntgenkristallographie, (v) Spektroelektrochemie und (vi) Kalorimetrie. Mit Hilfe dieser Methoden sollen Struktur und Aktivität der Peroxidasine aufgeklärt werden wie z.B. (i) oligomere Struktur und Architektur des aktiven Zentrums, (ii) Interaktion der Domänen und Mechanismen der Proteinentfaltung, (iii) Chemie der prosthetischen Gruppe inklusive Oxidations- und Spinzustände, Häm-Liganden und posttranslationale Modifizierungen, (iv) Spezifität, Zugänglichkeit, und Bindungorte von Substraten als auch chemische Natur der Reaktionsprodukte (v) Chemie, Reaktivität und Relevanz von Redox-Intermediaten und (vi) die Ro
Wirt-Parasit-Interaktionen sind Vorzeigemodelle für das Wettrüsten beider Interaktionspartner, angetrieben durch Koevolution. Das angeborene Immunsystem ist ein wichtiges zentrales Instrument im Kampf gegen Krankheitserreger und Parasiten. Darüber hinaus entwickelten soziale Insekten eine zusätzliche Art der Verteidigung auf Kolonieebene, die auch als 'soziale Immunität' bekannt ist. Antiparasitische Verhaltensweisen im Rahmen der 'sozialen Immunität' beinhalten auch prophylaktische und therapeutische Selbstmedikation. Honigbienen sind ein erstklassiges Modellsystem um Selbstmedikation zu studieren, da ihre Krankheitserreger sehr gut bekannt sind, sowie antimikrobielle Stoffe, die sie zur Prävention und Bekämpfung von Infektionen sammeln. Viele Bienenprodukte (Honig, Propolis und Geleé Royale) sind als antimikrobielle bzw. schützende Substanzen bekannt. Selbstmedikation durch das Sammeln verschiedener Produkte zur Aufrechterhaltung der Gesundheit lässt sich am besten mit Honig, dem Hauptkohlenhydratnährstoff von Honigbienen, erforschen. Viele unterschiedliche Faktoren beeinflussen die Eigenschaften von Honig. Im Mittelpunkt des Interesses bezüglich der gesundheitsfördernden Wirkung für Bienen, stehen aber eindeutig die florale Herkunft des Honigs und dessen antibiotische sekundäre Pflanzenmetabolite. Hier wollen wir die Auswirkungen der Selbstmedikation in einem umfassenden Forschungsprojekt ausgehend vom gesammelten Nektar auf Kolonieebene bis hin zur Immunantwort der individuellen Bienenlarve studieren. Wir konzentrieren uns dabei auf die Europäische Faulbrut, eine bakterielle Brutkrankheit von Honigbienen, als Modell-Erreger, um zu testen wie Honig von verschiedenen floralen Ursprung die Mechanismen der Selbstmedikation bei der Honigbiene steuern kann. Schlussendlich werden uns die Ergebnisse Einblicke in die biochemischen, genetischen und physiologischen Grundlagen sowie das Verhalten der Bienen bezüglich des beobachteten Mechanismus der Selbstmedikation und seines adaptiven Potentials im Wettrüsten zwischen Honigbienengesundheit und bakterielle Infektiosität ermöglichen.
In addition to recognizing natural selection as a universal mechanism in evolution, Darwin also saw the importance of sexual selection, yet the two have been traditionally treated largely in isolation. Here I propose to apply experimental evolution (exposing experimental populations to controlled specific selective pressures over many generations in the laboratory) to the ideally suited model system Tribolium castaneum to explore how these evolutionary forces interact and impact on the key processes underlying biodiversity. Understanding how these fundamental forces, singly and in conjunction, influence species divergence remains a major challenge in evolutionary biology. Participation of sexual selection in driving speciation is supported by substantial theoretical evidence. Theory further suggests that evolutionary conflicts (such as between the sexes or between host and parasite) might also accelerate extinction. Additional complexity is introduced by including the environmental context, linking back to natural selection. Direct experimental tests of the above concepts are essentially lacking. I will explicitly target this gap by exploiting powerful experimental evolution, incorporating the interplay between sexual selection intensity, host-parasite conflict, and adaptation to increasing temperature. Projects will assess how selection under evolutionary conflict and environmental change affects both adaptation and extinction rates, aiming to elucidate underlying mechanisms. Additionally, building on clear phenotypic divergence in key traits across experimental evolution lines, I will significantly expand on previous work by assessing patterns of divergence in gene expression, concentrating on target genes associated with reproduction, immunity and heat shock. This research will be of particular interest to scientists working in the fields of evolutionary biology and behavioural ecology, but also to ecologists, reproductive biologists, and conservation biologists. As Tribolium beetles are widespread agricultural pests, results will also be relevant to more applied researchers.
Ziel des Vorhabens ist die Herstellung von Werkzeugen, um die virale Interaktion mit Lektinen im Wirts-Immunsystem auf molekularer Ebene zu untersuchen. Zu diesem Zweck werden C-Typ-Lektinrezeptor (CLR)-Bibliotheken aus verschiedenen Spezies (Mensch, Schaf, Stechmücke) generiert und auf ihre Interaktion mit viralen Glykoproteinen getestet. Im Pilotprojekt soll die Virus-Bindung an CLRs aus Stechmücken, Schaf und Mensch am Beispiel des Rifttalfieber-Virus (RVFV) untersucht werden. Der innovative Charakter des Vorhabens besteht darin, dass die virale Erkennung durch das Wirts-Immunsystem über Speziesgrenzen hinweg betrachtet wird. Die etablierten Lektin-Bibliotheken können als universelle Screening-Plattform für Virus/CLR-Interaktionen genutzt werden.
| Origin | Count |
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| Bund | 43 |
| Wissenschaft | 1 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 43 |
| License | Count |
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| offen | 43 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 37 |
| Englisch | 11 |
| Resource type | Count |
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| Keine | 30 |
| Webseite | 13 |
| Topic | Count |
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| Boden | 25 |
| Lebewesen & Lebensräume | 41 |
| Luft | 23 |
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| Weitere | 43 |