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.
Teilprojekt E7 hat in Phase 1 (als F3) Methoden zur Analysen von schwarzem Kohlenstoff entwickelt und, in Phase 2 (als D6), auf verschiedene geoarchäologische Archive angewendet, um Paläoumwelt- und menschliche Einflüsse auf die lokale Brandgeschichte zu rekonstruieren. Die Feuersignale korrelieren mit menschlicher Aktivität und Paläoklima . Ziel ist, die Feuersignale aus den Geoarchiven und archäologischen Fundstellen des SFB von NE-Afrika bis zum Balkan zwischen 190-15 kaBP zu vernetzen, auch durch räumliche Modellierung der Transportweiten von Brandrückständen. Wir erwarten, dass die Interaktion zwischen Feueraktivität, Paläoklima und menschlicher Mobilität sich entlang des Korridors von Afrika nach Europa verändert. Die Synthese der natürlichen und menschlichen Feuergeschichte wird helfen, die Rolle von Feuern für unseren 'Unseren' Weg nach Europa zu verstehen.
Mit paläoökologischen Parametern (Multiproxy-Ansatz) werden langzeitliche Vegetations- und Klima-veränderungen sowie Mensch-Landschaft-Interaktionen rekonstruiert. Veränderungsraten und Pflanzendiversitätsmuster in Ökosystemen und ihre Beziehungen zu Klima, Feuer und menschlichem Einfluss werden ausgewertet für zukünftige Szenarien von Umweltveränderungen. Pflanzenphänologie, Verbreitungs- und Reproduktionsstrategien werden durch Pollenniederschlag in Plots unterschiedlicher Landnutzung und Artenanreicherung untersucht. Pflanzen-Bestäuber-Interaktionen werden untersucht um den Effekt von Landnutzungsänderungen auf Bestäuberfunktionen und Netzwerke auszuwerten.
Teilprojekt D4 wird sich auf die Frage konzentrieren, ob die An- und Abwesenheit von Menschen und ihr Verhalten in Mitteleuropa in der Zeit zwischen 15.000 und 4.000 BP als Antwort auf natürliche oder kulturelle Einflüsse zurückzuführen sind, indem Daten, Methoden und Ergebnisse aus früheren SFB Projekten und aus der Literatur integriert werden. Um die Interaktion zwischen Mensch und Umwelt zu untersuchen, wird der Fokus auf die beiden Leitgedanken, adaptives Verhalten und menschliches Wirken (agency), gelegt werden, wobei multi-proxy geo-archäologische Daten verwendet werden. Eine enge Zusammenarbeit wird mit den Projekten B3, D5, E1 und E6 bestehen, um auf makro-regionaler Ebene abschließende Ergebnisse zu erzielen.
In jüngster Zeit wird in der polit-ökonomischen Literatur verstärkt auf die Bedeutung politischer Institutionen für die Ausgestaltung der Wirtschaftspolitik hingewiesen. Insbesondere wenn sich Politikergebnisse nach normativen Kriterien ordnen lassen, kann eine ökonomisch fundierte Vergleichende Regierungslehre zu einer verbesserten Auswahl an politischen Institutionen und somit zu einer Erhöhung der gesellschaftlichen Wohlfahrt beitragen. Daher setzt sich dieses Projekt zur Aufgabe, die Wirkungen verschiedener Wahl- und Regierungssysteme auf die Agrarpolitik zu untersuchen. Die Agrarpolitik als endogene Größe bietet sich an, da im internationalen Vergleich Politiken zu beobachten sind, die nicht allein aufgrund ökonomischer und demographischer Länderunterschiede zu erklären sind. Es soll ein fundiertes theoretisches Modell der agrarpolitischen Entscheidung abgeleitet werden, das sowohl die separaten Effekte des Wahl- und Regierungssystems als auch entsprechende Interaktionseffekte abbildet. Das Modell soll anhand eines internationalen Zeitreihen- Länderquerschnittsdatensatzes auch empirisch validiert werden. Bestehende ökonometrische Probleme bei der Verwendung von Zeitreihen-Querschnittsdaten wie auch hinsichtlich der Endogenität von politischen Institutionen sollen dabei durch innovative Schätzverfahren gelöst werden.
Das beantragte Projekt untersucht biotische Regulationsmechanismen epigäischer Prädatoren mit einem breiten Nahrungsspektrum. Polyphage Prädatoren und ihre Beuteorganismen bilden einen zentralen Komplex des Nahrungsnetzes von vielen terrestrischen Lebensräumen. Durch die Nutzung von Beute aus dem oberirdischen wie dem unterirdischen Nahrungsnetz verknüpfen generalistische Prädatoren diese beiden Subsysteme terrestrischer Ökosysteme. Exemplarisch werden zwei Arten von Wolfsspinnen (Lycosidae) einer Wald-Wiese-Übergangszone untersucht. In diesem Habitat koexistieren verschiedene Lycosidenarten, dominant sind Pardosa pullata und P. lugubris. Für diese beiden Arten wird die Phänologie, das Nahrungsspektrum und wichtige biotische Steuergrößen der Populationen (Angebot an Beute, Intra-Gilde-Prädation, Kannibalismus, Parasitoide) untersucht. Durch die Analyse der Gehalte der natürlichen Isotope 13C und 15N wird die Stellung dieser beiden Arten im Nahrungsnetz bestimmt und ihr Beutespektrum im Labor und im Freiland analysiert. Die Untersuchungen sollen die Funktion von generalistischen Prädatoren im Nahrungsnetz terrestrischer Ökosysteme exemplarisch beleuchten und wesentliche biotische Interaktionen, die als Steuergrößen für generalistische Prädatoren wichtig sind, aufdecken.
Einleitung: Neue grundlegende Erkenntnisse in der Biologie beeinflussen das menschliche Weltbild immer staerker; gleichzeitig werden die Defizite der philosophischen Begruendung der Biologie immer offensichtlicher. Das Projekt 'Individualitaet in der Biologie - verschiedene Modelle und ein prozessontologischer Zugang' traegt zur Reduktion dieses Defizits bei, indem es eine philosophische Klaerung und Neuformulierung biologischer Begriffe liefert, die zur Begruendung einer Bio-Ethik fuehren koennen. Das Projekt will vier biologische Modelle (Synthetische Theorie der Evolution, Offene Systemtheorie, Hierarchietheorie, Symbiosetheorie) auf ihre Ontologie (Lehre vom Sein) hin befragen. Es soll aufgezeigt werden, dass eine Erweiterung der traditionellen Ontologie nicht genuegt, um die Dynamik lebender Systeme zu erfassen und die Kontroversen zwischen Reduktionismus und Holismus abzubauen. Fragestellungen: Wie kann eine lebendige, dynamische Natur prozessontologisch verstanden werden? Untersuchungsmethoden: Untersucht wird die Systematik der Begriffe in den erwaehnten vier biologischen Modellen und in einer Prozessontologie. Dabei geht die Untersuchung nicht von der traditionellen platonisch-aristotelischen Ontologie aus, sondern von der Prozessontologie des britischen Mathematikers und Philosophen Alfred North Whitehead. Zunaechst wird ein struktureller Vergleich der funktionellen Einheiten unterschiedlicher Teilgebiete der Biologie wie Individuum, Population, Lebensgemeinschaft erarbeitet, wobei auch der ontologische Hintergrund dieser funktionellen Einheiten aufgezeigt werden soll. Anschliessend soll eine alternative, weder reduktionistische noch holistische Ontologie erarbeitet werden, die eine gemeinsame Basis fuer die verschiedenen biologischen Disziplinen sein kann. Schliesslich soll dargestellt werden, wie diese prozessontologische Hierarchietheorie praktisch angewendet werden kann. In systematischem Literaturstudium werden bestehende Begriffe analysiert, neue erarbeitet und schliesslich in eine Prozessontologie integriert.
Das Meereis ist ein einzigartiger Lebensraum für eine Gemeinschaft aus Pflanzen und Tieren, die ein im Meereis ausgebildetes Solekanalsystem besiedeln. Während ein guter Kenntnisstand über die mesoskalige Verteilung (ca. 10 cm) und die Zusammensetzung dieser Gemeinschaften vorliegt, ist die kleinskalige Verteilung (1 cm) und die Interaktionen der Organismen dieser Gemeinschaften nur wenig bekannt. Das Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist die Untersuchung der kleinskaligen Verteilung der Organismen und der Struktur des Nahrungsnetzes, das von ihnen gebildet wird. Dabei soll insbesondere der Einfluß der inneren Oberfläche des Meereises auf den Aufbau des Nahrungsnetzes berücksichtigt werden. Von der Vermutung ausgehend, dass ein großer Anteil der eisassoziierten Bakterien- und Algenbiomasse in Form von Biofilmen vorliegt, soll die Biomasse und Aktivität an Oberflächen gebundener Bakterien und Algen mit der von frei in der Sole lebenden Organismen verglichen werden. Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der Untersuchung von bakterien- und algenfressenden Protozoen und der Quantifizierung ihrer Bedeutung für den Stoffumsatz im Meereis.
In Anlehnung an ein Projekt des UFZ, wird die, für das Ökosystem Wald immens wichtige Tier-Pflanzen-Interaktion 'Herbivorie' untersucht. Neben dem Versuch der Quantifizierung des Blattfraßes auf Bestandsebene, wird speziell die räumliche und zeitliche sowie die artspezifische Differenzierung des Blattfraßes untersucht.
Im Rahmen des hier beantragten 12-monatigen Aufenthalt bei Prof. Dr. T. Dawson werde ich verschiedene Einsatzmöglichkeiten von stabilen Isotopen zum mechanistischen Verständnis von Prozessen in der Ökophysiologie/Baumphysiologie erlernen. Besonderer Schwerpunkt wird hierbei auf dem Studium biotischer Interaktionen und Stoffumsätze im Boden liegen. Anhand von eigenem Probenmaterial aus bereits abgeschlossenen Experimenten werde ich mir zunächst die Probenaufarbeitung, Verwendung der Massenspektrometer und Dateninterpretation von Grund auf aneignen. Während eines etwa vierwöchigen Aufenthalts bei Dr. C. Andersen werde ich in die Handhabung einer Messvorrichtung für unterirdische Untersuchungen an jungen Bäumen eingeführt. Diese 'mycocosms' werden anschließend für die in Berkeley geplanten Versuche eingesetzt. Mit Hilfe der stabilen Isotope 13C und 15N und Messungen der Bodenatmungsraten werden der Fluss an neu fixiertem C von den Blättern in den Boden, der C-Umsatz dort quantifiziert sowie die N- und C-Allokation erfaßt. Die Experimente dienen dem mechanistischem Verständnis qualitativer und quantitativer Änderungen dieser Allokations- und Umsatzprozesse durch Mykorrhizapilze und Konkurrenzinteraktionen. Die erlernten Methoden werden nach Beendigung des Auslandsstipendiums in Deutschland im Rahmen von Projekten eingesetzt, die sich mit der Konkurrenz zwischen Buche und Fichte beschäftigen.
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