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Nacktgerste - wiederentdeckte Quelle für functional foods.

Lebensmittel auf Getreidebasis stellen den Großteil der täglichen Energieaufnahme dar und deren Beitrag zur menschlichen Ernährung und Gesundheit sollte als kumulativ, unmittelbar und signifikant betrachtet werden. Dieser Gedanke ist im Konzept von 'funktionellen Lebensmitteln' verwirklicht. Verantwortlich dafür sind bestimmte Inhaltsstoffe, die nicht als essentiell angesehen werden, aber im Körper eine physiologische Wirkung erfüllen. Nacktgerste, die Gegenstand des angestrebten Projektes ist, verfügt über interessante technologische Eigenschaften und wird aufgrund des hohen Gehalts an Ballaststoffen sowie sekundären Pflanzenstoffen (Polyphenole und Carotinoide) als ernährungsphysiologisch wertvoll betrachtet. Die Getreidewissenschaft beschäftigt sich erst seit kurzem mit dem Thema der sekundären Pflanzenstoffe bzw. deren antioxidativem Potential und aus diesem Grund sind Daten über Gehalt bzw. Eigenschaften in technologischen Prozessen (Herstellung von Lebensmitteln) mangelhaft. Hinzu kommt, dass die meisten Daten in den USA und Kanada erhoben wurden und somit nicht jenen Gehaltsmengen in europäischen Varietäten entsprechen. Neben der Tatsache, dass der Gehalt an Polyphenolen unterschätzt wurde, sehen wir einen Bedarf für dieses Projekt. Das Projekt kombiniert in den drei Arbeitspaketen Analytik, Selektion und Produktion in einem innovativen Ansatz ernährungsphysiologisches, technologisches und agraröko-nomisches Fachwissen. Ausgehend von einer bestehenden Sammlung sollen Genotypen mit einem hohen Gehalt an Ballaststoffen (beta-Glucan) und/oder sekundären Pflanzenstoffen, selektiert werden. Schwerpunkt des Technologie-Arbeitspakets wird das Erfassen von Veränderungen der potentiell gesundheitsfördernden Stoffe, bedingt durch die Verarbeitung, sein. Die Evaluierung der antioxidativen Wirkung der hergestellten Lebensmittel hat zum Ziel, wichtige Beiträge zur Gesundheit und Lebensqualität der Konsumenten zu leisten. Kompetente Forscher aus dem Bereich Landwirtschaft, Technologie, Analytik und Ernährungswissenschaften machen dieses Projekt multidisziplinär. Die Streubreite ernährungsphysiologisch wichtiger und potentiell gesundheitsfördernder Stoffe in Gerstenvarietäten aus konventioneller Züchtung, wird erforscht werden. Langfristig gesehen sollen verbesserte, an heimische Wachstumsbedingungen angepasste Genotypen in die Gen-Pool Datenbank aufgenommen werden. Dadurch kann die österreichische Landwirtschaft in ihrer Diversität und Nachhaltigkeit positiv beeinflusst werden. Die Lebensmittelindustrie ist ihrerseits mit der zunehmenden Globalisierung und der Vereinheitlichung von Nahrungsmitteln konfrontiert, was zu einer Abnahme von lokalen Erzeugnissen führt. Bei erfolgreichem Abschluss der Forschungsarbeiten ist der Weg zum Lebensmittel mit sensorischem und ernährungs-physiologischem Zusatznutzen für den Endkonsumenten bereitet.

Marine Makroalgen (marine Chlorophyta, Phaeophyceae & Rhodophyta)

Groß- oder Makroalgen haben besonders in küstennahen marinen Ökosystemen eine außerordentlich wichtige Bedeutung: Sie dienen als Nahrung, Schutz- und Lebensraum für eine Vielzahl von Fischen und wirbellosen Tieren im Meer. Die Insel Helgoland ist Deutschlands Zentrum der Großalgenvielfalt. Insgesamt leben im deutschen Nord- und Ostseeraum 365 etablierte Großalgen-Arten, -Unterarten und -Varietäten aus den Gruppen der Grünalgen (Chlorophyta), Rotalgen (Rhodophyta) und Braunalgen (Phaeophyceae). Vor allem die großwüchsigen marinen Braunalgen werden auch als Tange oder Seetange bezeichnet. Einige von ihnen (meist Algen der Gattung Laminaria ) können Längen bis zu 45 Metern erreichen und die als „kelp forests“ bekannten Tangwälder bilden, z.B. vor den Felsküsten Kanadas, Argentiniens, Südafrikas und Australiens. Entlang der europäischen Atlantikküste bleiben die Seetangwälder meist niedriger, aber es gibt auch hier viele Algenarten, die großflächige, submarine „Buschlandschaften“ bilden können. Einige zu den Großalgen gerechnete Arten sind weniger groß und spektakulär; manche Rot- und Grünalgen bilden z.B. nur rasige Überzüge auf Steinen oder am Meeresboden, wie etwa die „Meersalate“ der Gattung Ulva . Manchmal werden Seegräser mit den Makroalgen verwechselt. Seegräser – auch die vollständig untergetaucht lebenden Arten – gehören aber zu den Blütenpflanzen. Algen brauchen Licht. Daher ist ihr Lebensraum auf Wassertiefen in der Gezeitenzone und im oberen Sublitoral beschränkt. Bis in welche Tiefe Algen vorkommen, hängt auch davon ab, wie trüb das Wasser ist. Meist wachsen sie bis ca. 20 Meter unter dem Meeresspiegel, können aber je nach Region auch noch in mehr als 100 Metern Tiefe vorkommen. Viele Arten brauchen Hartsubstrate als Wuchsflächen. Im deutschen Meeresraum liegt der Verbreitungsschwerpunkt deshalb rund um die Insel Helgoland (Nordsee) und an einigen Stellen der Ostsee. Im deutschen Wattenmeer finden sich nur relativ wenige Arten, vor allem Grünlagen. Außer an natürlichen Felsen findet man Makroalgen auch an Hafenbefestigungen oder Molen. Einen großen Einfluss auf die Entwicklung der Algenpopulationen hat der Mensch: Zunehmende Nährstoffeinträge durch Landwirtschaft und Industrie haben das Artenspektrum in den Algenwuchsgebieten der Küstenzonen in den letzten Jahrzehnten deutlich verändert. Bei Grünalgen ist es relativ einfach: Sie haben den grünen Farbstoff Chlorophyll in ihren Zellen, der den Algen Photosynthese ermöglicht und sie grün färbt. Bei Rotalgen ist es schon ein wenig komplizierter: Sie haben in der Regel rot färbende Phycoerythrine in ihren Zellen, die als Pigmente ebenso der Photosynthese dienen – aber nicht alle Rotalgen erscheinen deshalb auch rot. Manche wirken eher braun, schwarz oder sogar bläulich oder grünlich. Die meisten der einheimischen Rotalgen sind eher kleinwüchsig und bilden zarte „Bäumchen“ von wenigen Zentimetern Höhe. Auch bei den Braunlagen ist ein Farbstoff für die zumeist bräunliche, gelbliche oder beige Färbung verantwortlich: Fucoxanthin. Manche Braunalgen erscheinen aber auch olivgrün. Zu den Braunalgen gehört die in Deutschland bekannteste Großalgen-Gattung Fucus , zu der auch der Blasentang ( Fucus vesiculosus ) gehört, der oft an Hafenmauern oder Küstenschutzeinrichtungen zu finden ist und dunkel olivgrün gefärbt ist. In der aktuell gültigen Roten Liste der marinen Makroalgen Deutschlands sind von den 357 einheimischen Algentaxa (Arten, Unterarten, Varietäten) nur 121, also 34 %, der Algenflora ungefährdet. Bei 153 Taxa (43 %) ist die Datenlage nicht ausreichend, um die Gefährdung angemessen einschätzen zu können. Von den verbleibenden 23 % sind 7 % als bestandsgefährdet eingestuft und 8,5% als ausgestorben oder verschollen, 1 % stehen auf der Vorwarnliste und 6,5 % gelten als extrem selten. Gegenüber der vorhergehenden Roten Liste ergaben sich keine wesentlichen Veränderungen. Für die nächste Überarbeitung der Roten Liste der marinen Makroalgen wird angestrebt, den Kenntnisstand zu verbessern, um die Zahl der Arten, deren Bestandsentwicklung eingeschätzt werden kann, zu erhöhen. Dazu finden bereits umfangreiche Recherchen und Vorarbeiten statt. (Stand Juni 2010) Schories, D.; Kuhlenkamp, R.; Schubert, H. & Selig, U. (2013): Rote Liste und Gesamtartenliste der marinen Makroalgen (Chlorophyta, Phaeophyceae et Rhodophyta) Deutschlands. – In: Becker, N.; Haupt, H.; Hofbauer, N.; Ludwig, G. & Nehring, S. (Red.): Rote Liste gefährdeter Tiere, Pflanzen und Pilze Deutschlands, Band 2: Meeresorganismen. – Münster (Landwirtschaftsverlag). – Naturschutz und Biologische Vielfalt 70 (2): 179–229. Die aktuellen Rote-Liste-Daten sowie die elektronische Publikation sind auch als Download verfügbar. Im Datenportal „Algen Deutschlands“ stehen darüber hinaus Beobachtungsdaten, Kartier-/Artenlisten und Verbreitungskarten zur Verfügung.

Struktur und Abundanz oligotropher Bakterien in Nord- und Südpolarmeer

Der Antarktische Ozean ist mit Chlorophyllgehalten von weniger als 0,3 my g per Liter und Primärproduktionsraten von weniger als 50 mg C pro m2 pro Tag extrem nährstoffarm oder ultraoligotroph. In den Wintermonaten mit kaum messbarer Photosynthese werden die biologischen Umsetzungen im Pelagial im wesentlichen von den Bakterien dominiert. So konnten obligat und fakultativ oligotrophe Bakterien als die dominante Population über den Gunnerus- und Astrid-Rücken im Antarktischen Ozean nachgewiesen werden. Sie machten hier mit etwa 10 Prozent der gesamten Bakterienzahlen einen beträchtlichen Anteil der kultivierbaren Bakterien aus. Der Arktische Ozean ist dagegen starken terrestrischen Einflüssen durch die Einträge größerer Wasserfrachten von sibirischen Flüßen ausgesetzt. Maximale Produktionsraten von 1320 mg pro m2 pro Tag wurden im Sommer in der Frobisher Bay, Kanada, gemessen. Die Chlorophyllkonzentrationen im Meerwasser schwankten in Abhängigkeit der Wassertiefe zwischen 0,22 und 1,4 my g pro Liter im nördlichen Foxe Basin, im östlichen Teil der kanadischen Arktis. Von 9 Stationen in der Framstraße und der westlichen Grönlandsee konnten obligat oligotrophe Bakterien nur an einer Station nachgewiesen werden. Die Abundanz und Struktur oligotropher Bakteriengemeinschaften in Nord- und Südpolarmeer soll nun mit klassischen und molekularbiologischen Methoden eingehender untersucht werden. Es wird erwartet, dass nach Anreicherung der oligotrophen Bakterien in der Dialysekammer durch den Einsatz der Laserpinzette und Einzelzellkultivierungen der Anteil und die Diversität der oligotrophen Isolate erheblich vergrößert werden können.

Model Output Statistics for VANCOUVER INT. AIRPORT (71892)

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Model Output Statistics for SHEARWATER (71601)

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Model Output Statistics for LONDON (AUT) /ONT. (71622)

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Model Output Statistics for HIGH LEVEL, ALTA (71066)

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Model Output Statistics for TORONTO-MALTON AIRP. (71624)

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Mechanismen und Schwellenwerte für die Auswirkungen von Fungiziden auf mikrobielle Gemeinschaften und den Abbau organischen Materials

In der ersten Projektphase untersuchten wir die Auswirkungen von Fungiziden auf den Abbau organischen Materials in Bächen und fanden, dass der Fungizid-Toxizitätsgradient mit Änderungen in mikrobiellen Gemeinschaften und einem Rückgang des mikrobiellen Abbaus organischer Substanz assoziiert war. In der zweiten Projektphase werden die Wirkmechanismen von Fungiziden auf mikrobielle Gemeinschaften und die mögliche Effektfortpflanzung auf den Abbau organischen Materials näher beleuchtet. Darüber hinaus werden wir versuchen die Unterschiede in den Effektschwellen zwischen Felduntersuchungen und den wenigen Studien unter Laborbedingungen zu erklären. Im ersten Arbeitspaket werden die Wirkmechanismen von Fungiziden auf den mikrobiellen Blattabbau genauer betrachtet. Das Experiment setzt freilandrelevante Bedingungen ein wie wiederholte Schadstoffexposition, Fraßdruck durch wirbellose Zersetzer und mehrere Zyklen von mikrobieller Besiedelung und Zersetzung. Dieses Experiment wird an 6 Orten weltweit mit ortstypischen wirbellosen Zersetzern und Blättern (Konsortium von Labors aus Australien, Kanada, Deutschland, Dänemark, Costa Rica und Schweden) durchgeführt und verwendet eine Expositionsmuster mit Mischungen aus einer globalen Analyse von Fungizidkonzentrationen in Oberflächenwassern. Die gemessenen Endpunkte umfassen die Blattabbaurate, das Wachstum der Wirbellosen und die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft sowie deren Biomasse. Wir werden Effektschwellen für Fungizide ableiten und hypothetisieren, dass die Effekte über die Zeit kumulieren, und dass dies Unterschiede in den Effektschwellen von Labor- und Feldstudien erklären kann. Das zweite Arbeitspaket zielt darauf ab, die mögliche Kausalität des Zusammenhangs zwischen Fungizid-Toxizität und Veränderungen der mikrobiellen Gemeinschaften sowie dem Abbau organischen Materials näher zu untersuchen. Dabei wird eine Feldstudie in jeweils 6 Bächen mit hoher und niedriger Fungizidbelastung durchgeführt, in denen eine relativ unbelasteten Probestelle stromaufwärts (am Waldrand) und eine stromabwärts gelegene Probestelle ausgewählt werden (d.h. insgesamt 24 Stellen). Die Feldstudie umfasst den Zeitraum vor dem Fungizideinsatz bis zum Zeitraum mit dem höchsten Fungizideinsatz und beinhaltet den Vergleich der mikrobiellen Gemeinschaften und des mikrobiellen Abbaus zwischen Bachabschnitten stromaufwärts und stromabwärts. Blatttaschen die in relativ unbelasteten und belasteten Abschnitten mikrobiell besiedelt wurden werden eingesetzt, um (1) Unterschiede in der Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaften und im Blattabbau und deren Beziehung zum Fungizid-Anwendungszeitraum und zur Fungizidbelastung zu identifizieren, und (2) die Auswirkungen der Fungizidbelastung auf die mikrobielle Besiedelung zu untersuchen. Insgesamt wird dieses Folgeprojekt mechanistische Erklärungen liefern sowie weitere Belege für die Kausalität von Fungizid-Toxizität und ökologischen Endpunkten.

Classification and Mapping of the North

Our research efforts intend to contribute to the development of a syntaxonomical vegetation classification system for the entire Arctic territory. Such a system enables a proper identification of the vegetation types and consequently an evaluation of their biological and ecological importance on local, regional and circumpolar scales. We use a modified, modern version of the Braun-Blanquet approach. Special attention is paid to detailed analyses of the composition of the bryophyte and lichen flora within the sample plots as well as to a detailed analysis of habitat and distribution of the vegetation. We focus on Greenland which holds geographically an intermediate position between Eurosiberia and the North-America continent. The syntaxonomical survey includes characterization of the plant communities and their habitat and distribution. Vegetation mapping displays local and regional distribution. Comparative studies are carried out in - Alaska and Canada (Southwest Alaska, Nunuvat) and we closely cooperate with Russian, European and American geobotanists and landscape ecologists. Ongoing research: Survey of the vegetation of Northwest Greenland (between 70-73 degree N)- vegetation of eastern North Greenland (southem Mylius Erichsen Land and southern Kronsprins Christian Land)-classification of dwarf shrub and terricolous lichen vegetation-vegetation mapping (CAVM-project) and characterization and delimination of altitudinal belts in the inland of West Greenland (project AZV Greenland).

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