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Charakterisierung der Interaktionen und ihrer Mechanismen zwischen Bodenmüdigkeit und Boden-Mesofauna

Apple Replant Disease (ARD) gilt weltweit als eine wichtige bodenbürtige Krankheit mit negativen Auswirkungen auf Ertrag und Wachstum in der Apfelproduktion. Sie tritt vor allem dann auf, wenn Apfelbäume (Malus domestica Borkh.) wiederholt am gleichen Standort angepflanzt werden. Die ursächlichen Faktoren sind bis heute nicht vollständig geklärt, Veränderungen in der Mikrobiellen- und Nematoden-Gemeinschaft als Reaktion auf Apfelbäume scheinen aber eine große Rolle zu spielen. Innerhalb des Bodenökosystems kommt es darüber hinaus zu komplexen Wechselwirkungen zwischen Bodeneigenschaften, faunistischen Vektoren und trophischen Kaskaden, einschließlich genotypspezifischer Effekte auf den pflanzlichen Sekundärstoffwechsel. Eigene Ergebnisse zeigen negative Auswirkungen von ARD auf die Biodiversität der Bodenmesofauna sowie eine negative Verhaltensreaktion von Collembola. Ziel des vorliegenden Projektes ist es, die grundsätzlichen Mechanismen der Meidereaktion von Collembolen gegenüber ARD Böden im Detail zu untersuchen. Unsere Hauptinteressen liegen bei der Charakterisierung der Verhaltensmechanismen, der Identifizierung der ARD-bezogenen Signalstoffen, die das Verhalten der Collembolen auslösen und bei der Analyse der Signalinteraktion (multisensorische Orientierung). Höchstwahrscheinlich sind flüchtige organische Verbindungen (VOCs) für die Verhaltensreaktionen verantwortlich, aber auch andere sekundäre Metaboliten, z.B. Fraß- oder Kontaktreize, können derzeit nicht vollständig ausgeschlossen werden. Daher werden ARD verursachende Organismen (d.h. Bakterien, Pilze und Oomyceten), die von der ORDIAmur-Projektgruppe identifiziert wurden, verwendet, um ihre spezifische Wirkung auf das Verhalten von Collembolen im Bio-Tests zu untersuchen, die von No-Choice- bis zu Choice- Situationen unter konstanten Umweltbedingungen reichen. Um die Relevanz der Signale über evolutionäre Zeitskalen zu unterstreichen, wird zusätzlich der Einfluss auf die Fitness der Insekten betrachtet. Basierend auf den Ergebnissen werden spezifische Signalstoffe mittels GC-MS chemisch charakterisiert. Die Relevanz der wichtigsten Verbindungen wird durch Verhaltens-Bioassays bestätigt. Schließlich werden Biotests eingerichtet, um die Interaktion zwischen verschiedenen Stimuli, d.h. olfaktorischen Reizen und Fraßstimulanzien, zu untersuchen, um die Bedeutung des Informationsgehalts im Allgemeinen zu bewerten. Unsere Ergebnisse werden den Einfluss von ARD-verursachenden Mikroorganismen auf die Verhaltensökologie wichtiger Collembola-Arten aufzeigen und zur Identifizierung neuartiger Substanzen beitragen, die für die Entwicklung von Strategien zur Überwindung von ARD und zur auch zur Bekämpfung anderer wichtiger bodenbürtiger Schädlinge mit Repellentien von großem Interesse sein könnten.

Contribution of ectomycorrhizal fungi to the formation and mobilization of soil organic matter (SOM)

In forest ecosystems ectomycorrhizal fungi are responsible for the mobilization of mineral nutrients from soil organic matter (SOM) resulting in a marked increase in productivity of their symbiotic host plants. In return the fungi obtain a significant amount of photosynthetic products from these plants, allowing the formation of an extensive hyphal system. These hyphae constitute a major part of soil biomass and, ultimately, a major source for SOM formation. While plant-fungal nutrient exchange has been analyzed extensively, this proposal is focused on the fungal contribution to SOM formation and on the processes leading to the acquisition of nutrients by the fungi. These two processes will be studied separately and in a quantitative way using isotopic labeling in soil bioreactors. Analysis of the fate of 13C labeled fungal material (Laccaria bicolor) in soil bioreactors will tell how fast and to what extent the various fractions of hyphal biomass are transformed into non-living SOM. As potential molecular or structural markers for SOM formation from fungal hyphae we will analyze characteristic remnants of fungal hyphae in SOM using scanning electron microscopy, DNAfragments using a PCR approach for the fungal rRNA internal transcribed spacerregions and biochemical markers like fatty acids and ergosterol. The impact of ectomycorrhizal mycelia supported by Pinus sylvestris plantlets on 13C- and 15N-labeled SOM and on microbial biomass will be analyzed in separate soil bioreactor experiments.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1374: Biodiversitäts-Exploratorien; Exploratories for Long-Term and Large-Scale Biodiversity Research (Biodiversity Exploratories), Teilprojekt: Erforschung einer Quelle multiresistenter Bakterien -- Antibiotikaresistenz im Boden und seine Verknüpfung mit unterschiedlichen Landnutzungstypen und -intensitäten

Humanpathogene Bakterien, die Resistenzen gegen mehrere Antibiotikaklassen aufweisen, stellen ein Risiko für die öffentliche Gesundheit dar und werden als eine der größten globalen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts betrachtet. Einige der Resistenzgene dieser Bakterien wurden im Boden, der ein großes Reservoir von Antibiotikaresistenzen darstellt, aufgespürt und könnten z.B. über das Grundwasser oder Wildtiere verbreitet werden. In diesem Projekt soll die Dynamik des Antibiotikaresistenzpools im Boden entlang eines breiten Spektrums von Landnutzungstypen und -intensitäten innerhalb der drei Biodiversitäts-Exploratorien untersucht werden. Um eine robuste Abschätzung von Landnutzungseffekten auf die Abundanz von Antibiotikaresistenzgenen zu erlangen, wird Boden-DNA von allen Grünland-EP Und Wald-VIP Plots mittels quantitativer Echtzeit-PCR analysiert. Landnutzungsinduzierte Veränderungen von Gemeinschaftsprofilen antibiotikaresistenter Bodenbakterien werden innerhalb eines Mikrokosmenexperimentes aufgedeckt. Dieses Experiment schließt die Quantifizierung und Erfassung der zeitlichen Dynamik bakterieller Gemeinschaften ein. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Erfassung landnutzungsbedingter Variationen des Vorkommens von Plasmiden, da diese mobilen genetischen Elemente eine wesentliche Quelle für Antibiotikaresistenzgene sind und zu deren Verbreitung beitragen. Diesbezüglich wird die Abundanz von IncP-1 Plasmiden, die mehrere Antibiotikaresistenzen kodieren können und Gentransfer zwischen entfernt verwandten Bakterien erlauben, bestimmt. Die Gesamtdiversität Antibiotikaresistenz-vermittelnder zirkulärer Plasmide wird unter Verwendung einer long-read-Sequenzierungstechnologie abgeschätzt. Außerdem wird eine funktions-basierte Durchmusterung von zuvor konstruierten Bodenmetagenombanken vorgenommen. Dadurch werden Unterschiede der Vielfalt von Antibiotikaresistenzgenen und -mechanismen zwischen analysierten Landnutzungsintensitäten enthüllt. Kenntnisse über Antibiotikaresistenz in Böden, die unterschiedlichen Landnutzungstypen und -intensitäten ausgesetzt sind, werden dringend benötigt, um Konsequenzen anthropogener Aktivitäten bzgl. der Ausbreitung von multiresistenten Bakterien vorhersagen zu können. In diesem Projekt werden Auswirkungen von Landnutzung auf das Antibiotikaresistenz-Reservoir und -Transferpotential des Bodens untersucht. Zudem werden Korrelationen zwischen der Antibiotikaresistenz im Boden und abiotischen (z.B. Konzentrationen von Schwermetallen) sowie biotischen Faktoren (z.B. Abundanz pilzlicher Taxa) aufgedeckt.

Diversität und Nutzung von Pilzen im tropischen Afrika, Teilvorhaben: Kultivierung von Speisepilzen in Benin (Teil 2)'

Edaphobase

Edaphobase is a GBIF-D project that collects information from literature, museum collections and research data about the distribution and ecology of soil organisms (earthworms, potworms, nematodes, springtails, proturans, diplurans, moss/beetle mites, gamasina mites, centipedes, millipedes, woodlice, soil fungi and soil prokaryotes). After March 2023, some data previously included in the overall Edaphobase-dataset have now been marked as their own specific datasets. If you are referencing the Edaphobase-dataset before this date, it will include all datasets uploaded to GBIF from the GBIF publisher 'Edaphobase'.

Biochemie, Morphologie, Oekologie und Chorologie von hoeheren Pilzen, Naturschutz (Schwerpunkt: Saarland)

a) Aufnahme der Pilzarten und ihre Verbreitung im Saarland; - Morphologie und Zytologie der Fruchtkoerper, Biometrie und  Statistik von Pilzsporen; - Symbiosen mit hoeheren Pflanzen; - Substratwahl der saprophytisch lebenden Pilze; - Pilzsoziologie; - Phaenologie der Fruktifikationen (Fruktifikationsperioden); - Arten/Areal-Kurven; - Dokumentation der Pilzfunde in einer Datenbank; - Belegsammlung der Arten in einem Fungarium incl. DIA-Sammlung; - Einrichtung einer Literatursammlung Thema Pilze; - Leitung einer wissenschaftlichen Arbeitsgruppe Mykologie im Saarland. b) Naturschutz im Saarland, Pilzschutz; - Biotopschutz, Landschafts- und Bodenschutzprogramm des Saarlandes; - Pilzarten-Rueckgang, Pilzgefaehrdung, Pilzschutz; - Erstellung einer Roten Liste der gefaehrdeten Pilze im Saarland Pilzschutz europaweit. c) Biochemie der Pilze - Farb- und Duftstoffe in Pilzen; - Schwermetalle in Pilzen. d) Geschichte der Pilzkunde im Saarland. e) Dendrologie.

Untersuchungen der Rassenzusammensetzung, Abwehrreaktionen und Bekaempfungsmoeglichkeiten von Pilzen des Ascochytakomplexes an Erbsen

Pilze des Ascochytakomplexes an Erbsen (Mycosphaerella pinobes; Phoma medicaginis var. pinodella) verursachen Fusskrankheiten und Brennflecken an Spross und Huelsen. Sie sind mit chemischen Verfahren schwer bekaempfbar. Um Strategien zur vorbeugenden Bekaempfung zu entwickeln, wurden Methoden zur Resistenzpruefung erarbeitet, Resistenzeigenschaften verschiedener Erbsensorten unter Gewaechshausund Freilandbedingungen geprueft, Resistenzmechanismen bearbeitet, Virulenzspektren analysiert und Versuche zur biologischen Bekaempfung durchgefuehrt.

Mykoparasitische Basidiomyceten

Obwohl nach unseren Erkenntnissen der mykoparasitischen Lebensweise eine wesentliche Rolle in der Evolution der Basidiomyceten zukommt, ist der Kenntnisstand über mykoparasitische Basidiomyceten dürftig. So ergaben unsere Voruntersuchungen überraschenderweise, daß die ausschließlich auf Rostpilzen vorkommenden Arten der Hyphomycetengattung Tuberculina Basidiomyceten sind. Im ersten Antragszeitraum soll deshalb dieses ungeklärte Tuberculina-Rostpilz-System modellhaft bearbeitet werden, wobei durch morphologische, ultrastrukturelle und molekularphylogenetische Untersuchungen sowie durch Infektionsversuche der Infektionsverlauf, die zelluläre Interaktion, die Artzusammensetzung von Tuberculina und das Wirtsspektrum der einzelnen Tuberculina-Arten aufgeklärt werden sollen. Des weiteren soll überprüft werden, mit welchen perfekten Basidiomyceten die Tuberculina-Arten am nächsten verwandt sind, um Hinweise auf ihre möglicherweise in der Natur vorkommende perfekte Form und auf deren Lebensweise zu bekommen. aufbauend auf diesen Untersuchungen (i) sollen Hypothesen zur Evolution und Artentstehung von Tuberculina entwickelt werden und (ii) soll die Potenz von Tuberculina zur biologischen Bekämpfung von Rostpilzen am Beispiel des Birnengitterrosts Gymnosporangium sabinae getestet werden.

Pilzsporen in der Atmosphaere als Allergene

Es wird das Vorkommen von Pilzsporen in der Luft analysiert, wobei Tal- und Hoehenlagen verglichen werden. Die Untersuchung umfasst sowohl eine quantitative als auch qualitative Analyse. Ein bestimmtes Luftvolumen wird angesaugt, die Pilzsporen laesst man auf ein geeignetes Naehrmedium sedimentieren; nach erfolgter Inkubation werden die Pilze auf Art, zumindest aber auf Gattungsniveau bestimmt. Von einigen der nachgewiesenen Arten ist die Allergenwirkung bekannt, es wurden aber auch Pilze erfasst, die bisher noch nie oder hoechst selten in Arbeiten mit aehnlicher Zielsetzung erwaehnt wurden; dementsprechend ist ueber deren allergische Potenz auch noch nichts bekannt.

LIAS

LIAS is a global information system for Lichenized and Non-Lichenized Ascomycetes. It includes several interoperable data repositories. In recent years, the two core components ‘LIAS names’ and ‘LIAS light’ have been much enlarged. LIAS light is storing phenotypic trait data. They includes > 10,700 descriptions (about 2/3 of all known lichen species), each with up to 75 descriptors comprising 2,000 traits (descriptor states and values), including 800 secondary metabolites. 500 traits may have biological functions and more than 1,000 may have phylogenetic relevance. LIAS is thus one of the most comprehensive trait databases in organismal biology. The online interactive identification key for more than 10,700 lichens is powered by the Java applet NaviKey and has been translated into 19 languages (besides English) in cooperation with lichenologists worldwide. The component ‘LIAS names’ is a platform for managing taxonomic names and classifications with currently >50,000 names, including the c. 12,000 accepted species and recognized synonyms. The LIAS portal contents, interfaces, and databases run on servers of the IT Center of the Bavarian Natural History Collections and are maintained there. 'LIAS names' and ‘LIAS light’ also deliver content data to the Catalogue of Life, acting as the Global Species Database (GSD) for lichens. LIAS gtm is a database for visualising the geographic distribution of lichen traits. LIAS is powered by the Diversity Workbench database framework with several interfaces for data management and publication. The LIAS long-term project was initiated in the early 1990s and has since been continued with funding from the DFG, the BMBF, and the EU.

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