Verfahren der pfluglosen Bodenbearbeitung erhoehen die Gefuegestabilitaet und Tragfaehigkeit des Bodens, hemmen die Bodenerosion und den Austrag von Duenge- und Pflanzenschutzmitteln, schonen die Bodenlebewesen und Gegenspieler von Pflanzenschaedlingen und verringern die Arbeits- und Maschinenkosten. Trotz ihrer Vorteile werden Verfahren der reduzierten Bodenbearbeitung insgesamt gesehen nur zoegernd von der Praxis angenommen. Ein wichtiger Grund hierfuer duerften die Pflanzenschutzprobleme sein, die nach pflugloser Bodenbearbeitung auftreten koennen. Dies sind vor allem eine Zunahme der Verunkrautung und des Befalls mit Schadorganismen. Fuer den Anbau von Raps wurden die mit einer pfluglosen Bodenbearbeitung verbundenen Pflanzenschutzprobleme und deren Loesung kaum bearbeitet. Dies ist daher der Schwerpunkt des Projektes.
Aktuelle Klimamodelle prognostizieren bis zum Jahr 2100 einen Anstieg der Lufttemperaturen im globalen Durchschnitt um 1-4°C. Ziel dieses Projektes ist es den Einfluss des Klimawandels auf Pflanze-Pathogen Interaktionen und im speziellen auf das pflanzliche Immunsystem zu studieren um die Widerstandsfähigkeit von Nutzpflanzen gegen Krankheiten in einem sich verändernden Klima zu verbessern. Wir werden die Auswirkungen des Klimawandels auf die Immunität von Nutzpflanzen an isogenen Paprika-Genotpyen untersuchen, die funktionell unterschiedliche klonierte Resistenzgene (R/r) tragen. Wir werden drei verschiedene Arten von r/R-Genen untersuchen: 1) NLR-Typ R-Proteine, die am häufigsten vorkommende R-Protein-Klasse, welche mikrobielle Effektorproteine erkennen und Immunreaktionen auslösen, die typischerweise eine hypersensiblen Zelltodreaktion (HR) der Pflanze bedingen. 2) R-Gene vom Executor-Typ, die mikrobielle Effektorproteine über Bindelemente ihrer Promotoren erkennen, was Expression des Executor-R-Gens bedingt und eine HR auslöst. 3) Wirtssuszeptibilitätsgene (S-Gene), die der Erreger zur Vermehrung benötigt und die, wenn sie mutiert sind, eine rezessiv vererbte Resistenz gegen den Erreger verleihen. Wir werden zunächst über Experimente in Klimakammern klären, ob sich r/R Gene, die sich mechanistisch grundlegend unterscheiden, in Bezug auf die Thermotoleranz unterscheiden. Wir werden dann unlängst entwickelte Genome Editing-Ansätze verwenden, um thermotolerante Paprika R-Gene in das Tomatengenom zu integrieren. Um dein Einfluss des Klimawandels auf die pflanzliche Immunität und Xanthomonas unter Feldbedingungen zu untersuchen, werden wir ein Mehrgenerationen-Feldexperiment in OpenTop-Kammern durchführen, das die Klimaschwankungen zwischen den Jahreszeiten berücksichtigt. Insbesondere werden wir untersuchen, wie sich Temperaturschwankungen auf die Interaktion von Wirts-R-Genen mit Pathogen-Virulenzmechanismen auswirken, um die Infektionsdynamik von Pathogenen und Selektionsmuster auf Genebene zu hinterfragen. Das vorgeschlagene Projekt verfolgt einen synergetischen Ansatz, der Physiologie, Wirts-Pathogen-Dynamik und die Anwendung neuartiger Genome-Editing-Tools kombiniert, um klimaresistentere Nutzpflanzen zu entwickeln.
Das Absterben der Bäume in verschiedenen Ökosystemen erfordert umfangreichere Forschungen zu verursachenden Krankheitserregern und auslösenden interagierenden Prozessen als bisher. Innerhalb des Ursachenkomplexes nehmen Pflanzenviren eine besondere Stellung ein, wobei zu Pflanzenviren wenig bekannt ist. Erst in den letzten Jahren ließen Fortschritte in der methodischen Vorgehensweise, insbesondere die Hochdurchsatzsequenzierung, die Entdeckung einer Reihe neuer Viren zu. Die genaue Charakterisierung der bekannten Viren in Bäumen wurde dadurch intensiviert. Dieses Projekt wird umfangreiche Informationen über die Auswirkungen eines natürlichen Viroms bei Laubbäumen unter sich verändernden klimatischen Bedingungen liefern. Im Fokus steht hier eine simulierte Erhöhung der Lufttemperatur sowie ein Trockenstress. Mit unseren langjährigen Studien bestätigen wir, dass Viren in Stadt- und Waldbäumen stärker verbreitet sind, als vermutet. Inwieweit die Viren mit anderen Stressoren interagieren, ist bisher in Bäumen nicht untersucht. Um die komplexen Prozesse der Virus- und Pflanzeninteraktion zu untersuchen, werden transkriptomische und proteomische (Stress-) Reaktionen untersucht. Wir verfolgen die Hypothese, dass bestimmte virale Kombinationen in Betula sp. das Pflanzenproteom derart verändern können und dies mit degenerativen Prozessen und frühzeitigem Altern des Baumes korreliert. Insbesondere der Einfluss des Klimawandels, d.h. Erwärmung und Trockenstress, auf das Pathosystem der Virus infizierten Pflanzen wird in diesem Projekt mit einem umfassenden Ansatz erstmalig untersucht. Eine Empfindlichkeit der Bäume gegenüber Erwärmung und Trockenheit - abhängig von der viralen Kombination in der Koinfektion - wird zudem hypothetisiert. tdecktes Das kürzlich entdeckte Virom der Birke dient hierbei als Modellsystem. Die Untersuchung eines bisher unbekannten Baumviroms und dessen Einflüsse auf das Baumtranskriptom und -proteom in Samenplantagen im Zusammenspiel mit sich ändernden klimatischen Eigenschaften ist neu. Da Samenplantagen lebende Sammlungen der fittesten Klone sind, die uns zur zukünftigen Kultivierung von Stadt -und Waldbäumen zur Verfügung stehen, ist der Status von Virusinfektionen in diesen und deren Interaktion im System Virus/Pflanze unter Klimawandelbedingungen von essenziellem Interesse für die zukünftige Wiederaufforstung. Vor diesem Hintergrund wollen wir verschiedene akademische Denkansätze miteinander verbinden - Pflanzenvirologie und Pflanzenphysiologie. Die fachliche Kompetenz auf beiden Gebieten und ein Systemdenken soll in diesem interdisziplinären Team gestärkt werden.
In diesem Projekt soll die Verbreitung und Toxizität von systemischen endophytischen Pilzen der Gattung Epichloë untersucht werden. Epichloë Endophyten kommen natürlich in kalt-gemäßigten Grasarten vor, aber auch in kommerziell erhältlichem Saatgut.Im ersten Arbeitspaket werden Epichloë Arten erfasst und deren genotypische und chemische Diversität von Pfadalkaloiden und Endprodukten quantifiziert. Es werden 150 angesäte Weiden (50 Kuhweiden, 50 Schafweiden und 50 Pferdeweiden), plus 50 halb-natürliche Magerrasen mit Wanderschäferei und 50 angesäte Pferdeweiden mit dokumentierten Laminitisfällen in Deutschland ausgewählt und beprobt. Zudem werden Proben der Saatgutmischungen aller 200 angesäten Weiden untersucht, um Epichloë Infektionen und toxische Alkaloide zu erfassen.In einem zweiten Arbeitspaket werden kommerziell erhältliche Saatgutmischungen für Weiden und Rasenanbau vom europäischen und internationalen Markt erworben um Epichloë Infektionen und Alkaloid Konzentrationen zu erfassen. Infiziertes Saatgut wir auf einer Versuchsfläche der Universität angesät und nach einem Jahr werden Alkaloid Konzentrationen gemessen und auf ihre Toxizität geprüft. Abschließend werden wir Saatgutfirmen und das Bundessortenamt kontaktieren, um einzelne infizierte Graskulturen aus ihren Beständen näher zu analysieren.Dieses Projekt soll vorab wissenschaftliche Daten liefern für eine aufkommende Debatte in der Gesellschaft, in wie weit möglicherweise endosymbiontisch modifizierte Gräser im Saatgut verbreitet sind. Bisher ist unklar ob europäische Saatgutfirmen diese Technologie gezielt nutzen, ob Epichloë Infektionen unabsichtlich in Saatgutmischungen auftauchen und ob diese überhaupt Toxizitätsschwellen überschreiten.Mit diesem Projekt möchte ich die folgenden Fragen adressieren:(1) Unterscheidet sich das Vorkommen von Epichloë Endophyten und der Alkaloid Konzentrationen auf eingesäten Kuh-, Schafs- und Pferdeweiden?(2) Unterscheiden sich diese eingesäten Weiden von halb-natürlichen Magerrasen mit Wanderschäferei im Vorkommen von Epichloë Arten und Alkaloidkonzentrationen?(3) Kann Laminitis von Pferden auf das Vorkommen von Epichloë Endophyten und derer Toxizität zurückgeführt werden?(4) Welche europäischen Saatgutmischungen mit Gräsern zeigen Epichloë Infektionen und erreichen sie Toxizitätsschwellen für Weidetieren und gegen Insektenherbivore?(5) Welche europäischen Graskulturen sind mit Epichloë Endophyten infiziert?
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.
Die Waldschutz-Informations-Webseite des Landes Brandenburg stellt ein kompaktes Wissensangebot zum Waldschutz bereit, das sowohl die Waldschutzsituation seit dem Jahr 2000 sichtbar macht als auch zu Forstschadinsekten und pilzlichen Schaderregern informiert. Neben der Biologie der Arten werden Überwachungsmethoden und deren Ergebnisse in Grafiken und Karten nach Schadinsekten, Überwachungsverfahren, Erfassungszeiträume und Regionen bereitgestellt.
Der Landesbetrieb Forst Brandenburg überwacht seit vielen Jahren auf der Grundlage geeigneter Monitoringverfahren das Waldschutzgeschehen im Land. Im Mittelpunkt stehen dabei nadel- und blattfressende Insekten an Kiefer und Eiche (Bestandesschädlinge). Die Waldschutz-Datenbank enthält alle Monitoringdaten seit dem Jahr 2000. Darüber hinaus sind Informationen zur Biologie der Arten und zu den Überwachungsmethoden sowie zu Erfassungszeiträumen und gefährdeten Regionen abgelegt. Die Datenbank bildet die Grundlage für die Waldschutz-Informations-Webseite des Landes Brandenburg.
Der Apfelschorf (Venturia inaequalis) ist die bedeutendste Pilzkrankheit im Obstbau. Der Pilz ueberwintert mit seiner Hauptfruchtform im Fallaub. Die Bekaempfung wird wesentlich erleichtert, wenn es gelingt, die von dieser Infektionsquelle ausgehenden Primaerinfektionen zu verhindern. Dies ist umso leichter, je mehr Fallaub bis Vegetationsbeginn abgebaut ist. Hierfuer ist in erster Linie der Grosse Regenwurm (Lumbricus terrestris) verantwortlich. Es wird die Frage untersucht, in welchem Umfange L. terrestris in verschiedenen bewirtschafteten Obstanlagen zu einer Reduktion des Befallsdruckes durch V. inaequalis beitraegt, und durch welche Massnahmen diese nuetzliche Wirkung gesteigert werden kann.
Von Pflanzenbestaenden, die nur eine Pflanzenart enthalten, wird oft ein staerkerer Befall durch tierische Schaedlinge vermutet. Durch Laborversuche mit verschiedenen Arten phytophager Insekten wird geprueft, ob das Aufsuchen der Wirtspflanzen in Reinbestaenden gegenueber Mischbestaenden erleichtert ist.
Steigende Temperaturen und Wassermangel verringern die Ernteerträge und die Qualität der Ernte in vielen landwirtschaftlichen Regionen. Dieses Problem wird sich durch den Klimawandel voraussichtlich noch verstärken. Wir werden uns in diesem Projekt auf Reis, eine er die wichtigste menschliche Nahrungspflanzen, konzentrieren. Der Anbau von Reis ist wasserintensiv, und vom Klimawandel besonders betroffen. Wir wollen mehrere natürliche genetische Variationen identifizieren und testen, die bereits einige Reis-Landrassen in die Lage versetzen, unter warmen und trockenen Klimabedingungen ausreichend Saatgut zu produzieren. Das Projekt hat die Verbesserung der Klimaresistenz von Nutzpflanzen zum Ziel. Ein Fokus liegt dabei auf der Rolle der Spaltöffnungen. Diese regulierbaren Poren steuern den Wasserverlust aus der Pflanze und sind daher entscheidend für die Verdunstungskälte und die Reaktion auf Trockenstress. Wir haben bereits die Genome von fast eintausend Reissorten untersucht, um eine Liste von 30 Genen mit natürlich vorkommenden Variationen zu identifizieren, die mit Wachstum in schwierigen Umgebungen verbunden sind. Sechs dieser Gene wurden priorisiert, und drei von ihnen sind direkt an der Regulierung der Spaltöffnungen beteiligt. Um herauszufinden, welche dieser Gene am ehesten in der Lage sind, Klimaresilienz zu verleihen, werden wir 200 traditionelle Reissorten, die entweder funktionale oder nicht-funktionale Kopien unserer Zielgene enthalten, untersuchen. Wir werden diese Reissorten sowohl in sorgfältig kontrollierten Umgebungen als auch in tropischen Feldversuchen anbauen und ihre Stressresistenz und ihren Nährstoffgehalt messen. Die Daten aus diesen Experimenten werden nicht nur die genetischen Sequenzen aufzeigen, die von Natur aus mit Hitze- und Dürretoleranz verbunden sind, sondern es auch ermöglichen, mit Hilfe von maschinelles Lernen die Eigenschaften, die die beste Vorhersagen für die Leistung der Pflanzen auf dem Feld erbringen, zu ermitteln. Wir werden die Funktion unserer Zielgene durch genetische Manipulation ihrer Expression verifizieren und durch in silico transkriptomische, physiologische und biochemische Analysen neue genomische Ressourcen für die Reisforschungsgemeinschaft bereitstellen. Schließlich werden wir mit Hilfe von Gene Editing versuchen die gefundene Stressresistenz in stressanfälligen modernen Elitereissorte wiederherzustellen. Um dies zu erreichen, brauchen wir die verschiedenen Fähigkeiten unseres multidisziplinären Teams. Darüber hinaus haben wir ein "Bürgerwissenschaftliches" Programm entwickelt, um die Rolle aller 30 klimaassoziierten Reisgenen neben den vorrangigen Zielgenen zu untersuchen. Zu diesem Zweck werden wir mit Schülern in lokalen Schulen in den USA und Großbritannien zusammenarbeiten. Hierbei werden wir zusätzliche Gene untersuchen und den Schülern und Lehrern die Möglichkeit geben, einen Beitrag zu den internationalen Forschungsbemühungen die den Klimawandel bekämpfen zu leisten.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 495 |
| Europa | 29 |
| Kommune | 1 |
| Land | 31 |
| Wissenschaft | 191 |
| Zivilgesellschaft | 3 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 495 |
| Text | 1 |
| unbekannt | 2 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 1 |
| Offen | 496 |
| Unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 469 |
| Englisch | 140 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 1 |
| Dokument | 1 |
| Keine | 375 |
| Unbekannt | 1 |
| Webseite | 122 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 327 |
| Lebewesen und Lebensräume | 497 |
| Luft | 283 |
| Mensch und Umwelt | 498 |
| Wasser | 258 |
| Weitere | 476 |