Das Projekt BE-Cult wird sich mit der Biodiversität von nitratammonifizierenden (syn. Dissimilatorischen Nitrat-zu-Ammoniumreduzierenden, DNRA) Bakterien in Böden von wenig und intensiv genutzten Grünländern der Biodiversitätsexploratorien (BEs) an allen Grünland-VIPs (very intensively studied plots) beschäftigen. Die Funktion Stickstoff (N) durch DNRA-Bakterien im Boden zu halten, wurde lange Zeit nur wenig wahrgenommen und die quantitative Rolle bei der Lachgas-Freisetzung aus Böden nicht untersucht. Aus diesem Grund gibt es umfassende Informationen zur Biodiversität und Ökophysiologie von denitrifizierenden aber nicht zu DNRA-Boden- Mikroorganismen. Die Konsequenz dieser historischen Entwicklung ist, dass heute wenig über die Ökophysiologie und Bedeutung der DNRA Bakterien im N-Kreislauf terrestrischer Ökosysteme bekannt ist. Im Gegensatz zu den DNRA-Bakterien, bilden Dentrifikanten N-haltige Gase als Endprodukt ihres Stoffwechsels, die substantiell zum N-Verlust in Böden beitragen. Dahingegen reduzieren DNRA Bakterien Nitrat hauptsächlich zu Ammonium, das im Boden verbleibt und als wichtiger Pflanzennährstoff dient. Beide Bakteriengrupppen bilden das potente Treibhausgas Lachgas und tragen damit zur globalen Erwärmung bei. Das Hauptanliegen des Projektes BE-Cult ist es den Einfluss der Landnutzungsintensität auf diese wichtigen Mikroorganismen im N-Kreislauf von Böden zu untersuchen. In einem Hochdurchsatz-Kultivierungs-Ansatz (einschl. MALDI TOF MS für eine schnelle Stammidentifikation und verschiedene Tests zur physiologischen Charakterisierung des Nitrat- Stoffwechsels) werden über 10.000 Reinkulturen charakterisiert und entsprechend ihrer Phylogenie und Nitrat-Physiologie gruppiert. Aus dieser Stammsammlung werden 100 Isolate genom-sequenziert. Basierend auf den genomischen Informationen werden PCR-Primer funktioneller Genmarker entwickelt und verbessert um dann die funktionellen Genmarker in DNA-Extrakten der Grünland-VIPs zu quantifizieren. Zusammen mit Partnern in den BEs wird die relative Bedeutung der DNRA-Bakterien (insbesondere ihrer relativen Aktivität im Vergleich zu Denitrifikanten) in Meta-Transkriptom Datensätzen evaluiert. Letztendlich werden die so gewonnen Daten in multivariaten Analysen bestehend aus funktionellen Genmarker-Abundanzen, physiologischen 'traits' und auch abiotischen wie biotischen Parametern verwendet um die Verteilungsmuster von DNRA Bakterien in Böden zu erklären und ihre ökologischen Nischen besser definieren zu können.
Die Larven ('Raupen') der meisten Schmetterlingsarten leben solitär. Nur wenige Arten bilden komplexere Sozialverbände aus, dies aber konvergent in vielen taxonomischen Gruppen. Die ökologischen Randbedingungen, unter denen gemeinschaftliches Leben und Suchen nach Nahrung vorteilhaft sind, sind bis heute unbefriedigend verstanden. Wir untersuchen, welche Mechanismen zum Zusammenhalt der Gruppen beitragen, welche Rolle dabei chemische und mechanische Kommunikation zwischen den Raupenindividuen spielt, wie wichtig physiologische (vor allem thermobiologische) Effekte bei in Gruppen lebenden Arten sind und welche Konsequenzen das gemeinschaftliche Leben für die Nahrungssuche und mögliche Konkurrenz unter den Geschwistern hat. Diese Untersuchungen werden vergleichend an mehreren Arten mit unterschiedlich komplexen Sozialsystemen durchgeführt, ausgehend von den lockeren, auf die frühen Larvenstadien beschränkten Geschwisterverbänden von Landkärtchen (Araschnia levana) bis zu dauerhaft in Gemeinschaftsnestern lebenden Raupengesellschaften (z. B. Wollafter, Eriogaster lanestris).
Die Ährenfusariose des Weizen ist eine weltweit auftretende Pilzkrankheit. In den letzten Jahren wurde dieser Getreidekrankheit erhöhte Bedeutung beigemessen. Neben beträchtlichen Ertragseinbussen schädigt der Befall mit Fusarium die ernährungsphysiologische Qualität des Getreides stark. Verpilztes Getreide kann nämlich sekundäre Stoffwechselprodukte enthalten, die sogenannten Mykotoxine, welche für Mensch und Tier gefährlich sind. Die Mehrzahl dieser Pilzgifte ist hitzestabil und daher auch in verarbeiteten Lebensmitteln wie Brot oder Makkaroni vorhanden, wenn toxinverseuchtes Getreide als Rohstoff diente. Pflanzenbauliche und chemische Maßnahmen erlauben keine zuverlässige Bekämpfung dieser Krankheit. Der Anbau von widerstandsfähigen Weizensorten könnte eine Schlüsselrolle in der integrierten Bekämpfung der Ährenfusariose einnehmen. Die gegenwärtig in Mitteleuropa zugelassenen Weizensorten sind allerdings mittel bis stark anfällig. Resistente Linien stammen aus Asien oder Südamerika, und sind daher für österreichische Anbaubedingungen ungeeignet. Die gezielte Einkreuzung von Resistenzgenen aus den hoch-resistenten Herkünften in heimische Weizenformen dauert mit herkömmlichen Zuchtverfahren mindestens 10-15 Jahre, könnte allerdings mit modernen molekularen Diagnoseverfahren wesentlich beschleunigt werden. Im vorliegenden Projekt wurden daher Resistenzgene mittels molekularer Markertechniken genetisch kartiert. Für die Kartierung dienten uns zwei verschiedene Kreuzungspopulationen aus resistenten und anfälligen Weizenlinien. Mehr als 200 Nachkommen jeder Kreuzung wurden in wiederholten Feldversuchen auf ihre Resistenzeigenschaften überprüft. Parallel dazu entwickelten wir molekulare Kopplungskarten in beiden Populationen. Die gemeinsame biometrische Analyse der Felddaten mit den Markerdaten erlaubte die Identifizierung jener Genomabschnitte, welche mit hoher Wahrscheinlichkeit Resistenzgene aufweisen. Die beiden Kreuzungen unterscheiden sich deutlich in ihrer Genetik. In einer Population fanden sich zwei Genorte mit relativ großen Effekten und in der anderen Kreuzung mehrere Loci mit mittleren bis geringen Einzeleffekten. Die so identifizierten Genomregionen können nun mit molekularen Markern basierend auf der Polymerasekettenreaktion (PCR) detektiert werden. Es genügt ein kleines Stück Pflanzengewebe, z.B. von einem Keimling, um die Resistenzeigenschaft einer Pflanze einschätzen zu können. Aufwändige Resistenzprüfungen im Feld oder Glashaus lassen sich somit einsparen und die Entwicklung lokal angepasster Sorten mit erhöhter Fusariumresistenz könnte deutlich beschleunigt werden. Mehrere Pflanzenzüchter in Europa und in Übersee setzen diese Techniken mittlerweile in Ihren Zuchtprogrammen ein. Neue Weizensorten mit geringer Anfälligkeit für Mykotoxinverseuchung sind daher für die kommenden Jahre zu erwarten.
Lebende Zellen des Menschen, der Tiere und z.B. der Mikroorganismen des Bodens haben eine Zellmembran, die sie von der Aussenwelt (ihrer Umwelt) abgrenzt. Abgrenzung und Schutz des Zellinneren - neben Versorgung und Entsorgung - ist die Aufgabe der Zellmembran. Auf diese Membran koennen von aussen kommende Stoffe einwirken und ihr Abschirmverhalten schwaechen ('Wegbereiter'). Schadstoffe und systemveraendernde Stoffe (genetic engeneering) koennen nun eindringen. - Im gegenwaertigen Vorhaben werden in-vitro-Medien und darin befindliche lebende Zellen als definiertes variierbares kuenstliches Modell eines Oekosystems verwendet, in dem das Verhalten definierter 'Wegbereiter' und 'Eindringlinge' erforscht wird.
Aktinien (Nesseltiere) sind physiologisch und strukturell ausgezeichnet daran angepasst, direkt mit der Koerperoberflaeche aus dem Meere geloeste organische Verbindungen aufzunehmen und zu verwerten. Es ist danach zu fragen, welche generelle Bedeutung dieser Seitenzweig in der marinen Nahrungskette bzw. im Energiefluss hat.
Die Versorgung der Bevoelkerung mit ernaehrungsphysiologisch hochwertigen Pflanzenfetten ist ein wichtiges Anliegen zur Gesunderhaltung der Menschen. Mit dem Ziel der Verbesserung der Fettsaeuremuster in den wichtigsten oelliefernden Pflanzen wird gearbeitet mit: Winterraps, Sommerraps, Rueben, Lein, Sojabohnen, Sonnenblumen.
Coccolithophoriden sind eine Gruppe von ca. 200-300 marinen Phytoplanktonarten, die in allen Weltmeeren vorkommt. Sie besitzen die besondere Fähigkeit eine Kalkschale (Coccosphäre) zu bauen, die sie aus vielen kleinen Kalkplättchen (Coccolithen) zusammensetzen. Aufgrund ihrer Fähigkeit zu kalzifizieren sind sie ein wichtiger Bestandteil im Klimasystem, denn die Produktion von Kalk nahe der Meeresoberfläche führt zu einem vertikalen Gradienten der Seewasseralkalinität, beschleunigt den Kohlenstoffexport in die Tiefsee und erhöht die Rückstrahlung von einfallender Sonnenenergie von der Erdoberfläche ins Weltall. Trotz intensiver Forschung an der Physiologie der Kalzifizierung und dessen biogeochemischer Relevanz konnten wir eine der entscheidenden Fragen immer noch nicht beantworten: Wozu bauen Coccolithophoriden eine Kalkschale? Die Beantwortung dieser Frage ist von außerordentlicher Bedeutung, denn solange wir nicht wissen wozu die Kalkschale dient können wir auch nicht vorraussagen in welchem Maße sich die durch die Ozeanversauerung zu erwartende Abnhame in der Kalzifizierung negativ auf die Fitness dieser Lebewesen in ihrem natürlichen Lebensraum auswirkt. In dem hier vorgestellten Projekt möchten wir die Frage nach der Bedeutung der Kalzifizierung erforschen, indem wir untersuchen ob die Coccosphäre einen Schutz gegen planktonische Räuber, Bakterien und Viren darstellt. Dazu haben wir eigens einen experimentellen Ansatz entwickelt wobei kalzifizierte und dekalzifizierte Coccolithophoridentzellen zusammen mit deren Fressfeinden und Pathogenen kultiviert werden. Dieser Ansatz erlaubt es uns folgende Fragestellungen zu untersuchen: 1) Sind kalzifizierte Zellen besser in der Lage sich gegen Fraß und Infektion zu schützen als Zellen ohne Coccosphäre? 2) Bevorzugen Fressfeinde und Pathogene solche Zellen, bei denen die Coccosphäre entfernt wurde, wenn ihnen beides angeboten wird? 3) Sind Wachstum und Reproduktion von Fressfeinden und Pathogenen verlangsamt, wenn sie kalzifizierte Zellen fressen oder infizieren?
Es sollen Aussagen moeglich werden ueber die Beeinflussung membrangebundener Steuerungsvorgaenge durch Fremdstoffe.
Den sichtbaren Schaeden oder Ertrags- und Qualitaetsveraenderungen bei Pflanzen unter dem Einfluss von Luftverunreinigungen gehen Stoerungen im Stoffwechselgeschehen voraus. Das o.g. Vorhaben befasst sich mit der Untersuchung einer Reihe von physiologischen u. biochemischen Kriterien an Kulturpflanzen, die freilandrelevanten Konzentrationen der Schadgase Schwefeldioxid, Stickstoffdioxid und Ozon, einzeln und in Kombination, ausgesetzt sind. Ziel der Untersuchungen ist es, Aussagen sowohl ueber die Wirkmechanismen der einzelnen Schadstoffe zu gewinnen, als auch eine fruehzeitige Indikation nicht sichtbarer, latenter Schaedigungen zu ermoeglichen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 517 |
| Europa | 27 |
| Land | 13 |
| Wissenschaft | 234 |
| Zivilgesellschaft | 6 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 1 |
| Förderprogramm | 517 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 517 |
| unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 448 |
| Englisch | 111 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Datei | 1 |
| Keine | 411 |
| Webseite | 106 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 308 |
| Lebewesen und Lebensräume | 500 |
| Luft | 279 |
| Mensch und Umwelt | 518 |
| Wasser | 273 |
| Weitere | 504 |