Das Projekt "Sonderforschungsbereich (SFB) 990: Ökologische und sozioökonomische Funktionen tropischer Tieflandregenwald-Transformationssysteme (Sumatra, Indonesien), Teilprojekt B02: Einfluss der Transformation von tropischem Flachlandwald auf die phylogenetische und funktionelle Diversität von prokaryotischen Bodengemeinschaften in Sumatra" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Göttingen, Institut für Mikrobiologie und Genetik - Genomische und Angewandte Mikrobiologie.Die taxonomische und funktionelle Diversität sowie die Dynamik des prokaryotischen Bodenmikrobioms werden entlang der Umwandlung von tropischem Flachlandwald in Kautschuk- und Ölpalmplantagen in Abhängigkeit von Landnutzung, Bewirtschaftungsform und Bodencharakteristika untersucht. Zur Identifizierung von Veränderungen der funktionellen und taxonomischen Zusammensetzung der gesamten und aktiven mikrobiellen Bodengemeinschaften werden phylogenetische und funktionelle Profile mit Hilfe von metagenomischen und. -transkriptomischen Verfahren erstellt, verglichen und mit abiotischen und biotischen Parametern korreliert.
Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1374: Biodiversitäts-Exploratorien; Exploratories for Long-Term and Large-Scale Biodiversity Research (Biodiversity Exploratories), Sub project: Prokaryotic Diversity Changes and their Functional Interrelation to Land Use (ProFIL)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Institut DSMZ - Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH.So far, studies of the functional relevance of bacterial diversity have mostly been limited to a few groups of Proteobacteria involved in the N-cycle and to rhizosphere bacteria. Results of the preceding funding period revealed that Acidobacteria represent up to 64% of all bacteria in soils of the three exploratories and that the specific physiological activity of Acidobacteria is unexpectedly high particularly in soils from the Schwäbische Alb. Using a land use gradient across the three exploratories as the major variable, we propose to conduct a detailed study of the composition, physiological key traits and the functional implications of Acidobacteria diversity. In order to identify the determinants of Acidobacteria diversity and activity, deep sequencing of ribosomal RNA genes and quantification of the ribosome content will be conducted for samples from all 300 experimental plots and their correlation with environmental parameters will be investigated by multivariate statistical analyses. The effects of spatial and short-term temporal variability of the Acidobacteria community structure will be studied for a selected plot. Novel information on the metabolic traits of dominant soil Acidobacteria will be obtained by analyses of existing metagenomic libraries and by characterizing representative isolates. The functional diversity and role of Acidobacteria in the soil carbon and nitrogen cycles will be resolved using a combination of stable isotope probing and capture probing of incorporated carbon substrates.
Das Projekt "Teilprojekt 6^Teilprojekt 7^Teilprojekt 8^RiSKWA - TOX-BOX: Gefährdungsbasiertes Risikomanagement für anthropogene Spurenstoffe zur Sicherung der Trinkwasserversorgung^Teilprojekt 5^Teilprojekt 9, Teilprojekt 4" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, Abteilung Strahlenbiologie.Gesundheitliche Relevanz von spezifischen Kontaminationen von Trinkwasser ist derzeit noch äußerst unvollständig. Das Ziel des Verbundvorhabens ToxBox ist es, in einem Leitfaden eine harmonisierte Teststrategie für ein gefährdungsbasiertes Risikomanagement von anthropogenen Spurenstoffen zu erarbeiten. TP 4: Ziel von SWITCH ist es, die genotoxische Wirkung der zu untersuchenden Proben in einem prokaryotischen System zu messen, das auf DNA-Schäden mit der Induktion eines enzymatischen Reparatursystems reagiert. Es sollen die primären durch Schadstoffe und -gemische hervorgerufenen Veränderungen am Erbgut quantitativ erfasst werden. TP 7: Ziel von NF-kB ist es, die toxikologische Potenz eines Belastungsszenariums zu ermitteln. Dazu werden rekombinante humane Reporterzelllinien, mit deren Hilfe die Aktivierung des Transkriptionsfaktors NF-kB visualisiert werden kann, verwendet. 2. Arbeitsplan: Die Zell-Linien werden mit verschiedenen Klassen von Genotoxinen und Umweltproben in unterschiedlichen Konzentrationen behandelt, die in den Screening-Experimenten der TP4 als Kandidaten mit einen möglichen Gefährdungspotential identifiziert wurden. Die Ergebnisse werden in Form von Dosiseffektbeziehungen dargestellt und übliche Kennzahlen zur Bestimmung eines toxischen Potentials (Induktionsfaktoren, Effektive Konzentrationen) werden daraus abgeleitet. Damit werden den regulativen Gremien für die Zukunft bedeutsame Informationen für die Entscheidungsfindung gegeben.
Das Projekt "Vorhaben: Modellanalysen der Daten aus Mesokosmosexperimenten^Vorhaben: Assessment der ökonomischen Auswirkungen auf lokalen Skalen^Vorhaben: Physiologische Reaktionen von Makrophyten-Gemeinschaften auf interaktiven Stress^BIOACID II - Biologische Auswirkungen der Ozeanversauerung^Vorhaben: Datenmanagement, Anpassungsmuster der Makrophytenleistung und der Gemeinschaftsstruktur an einer natürlichen CO2-Quelle, Auswirkungen der Ozeanversauerung auf Ökosystemdienstleistungen^Vorhaben: Beeinflussung des Lebenszyklus von Polardorsch und Atlantischem Dorsch^Vorhaben: Restrukturierung und Funktionalität von Biofilmen, Sensivität der marinen Kohlenstoffsenke, ökologisch-ökonomische Modellierung des Einflusses der Ozeanversauerung auf Kabeljaufischereien, Vorhaben: Karbonatanalytik, Diazotrophe Fixierung und Turnover von Stickstoff, Reaktion und Anpassung heterotropher und chemautotropher Prokaryonten, Auswirkungen von Stress auf die Biogeochemie von Makrophytengemeinschaften" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Institut für Ostseeforschung.Die Änderung biologischer Produktion und Artenzusammensetzung in Abhängigkeit von pCO2 und Temperatur sollen im Rahmen des BIOACID Projektes in den vorliegenden Konsortien untersucht werden. Das Konsortium 0 wird die organisatorische und logistische Aufgaben für das BIOACID Projekt übernehmen. In Zusammenarbeit mit dem gesamten Konsortium 1 sollen Mesokosmos Experimente im Gullmar Fjord, Schweden und vor den Kanarischen Inseln durchgeführt werden, vervollständigt durch Laborstudien. Der Schwerpunkt der Arbeiten liegt auf der direkten Kopplung der Primärproduzenten und der mikrobiellen Gemeinschaft im Pelagial, unter natürlich schwankenden , sowie anthropogen erhöhten CO2 Bedingungen. Die Langzeitanpassung von Bakterien aus der Redoxkline wird zusammen mit den Indoor-Mesoksomen Langzeitexperimenten des Konsortiums 1 geplant. Im Konsortium 2 sollen Auswirkungen der Versauerung auf benthische Organismen betrachtet werden. Übergeordnetes Ziel des Projektes ist es, die Langzeitanpassungsfähigkeit der Gemeinschaft zu testen und Prognosen auch hinsichtlich zukünftiger Änderungen biogeochemischer Flüsse zu treffen und die Ergebnisse in Modellberechnungen einzuspeisen. Konsortium 0 stellt Analysen des Karbonatsystems zur Verfügung. Im Konsortium 1 erfolgen sowohl Langzeit- Indoor- Meskokosmos Versuche, als auch Freiland Mesokosmen in der Ostsee sowie dem Atlantik. Konsortium 2 führt Benthoskosmen und Freilandstudien durch.
Das Projekt "Teilprojekt 5: Informationsvernetzung und langfristige Qualitätssicherung für marine Sammlungsdaten^GBIF-D: Kompetenzzentren innovativer Datenmobilisierung^Teilprojekt 4: Digitale Forschungsinfrastruktur und Dienste für die Bereiche Entomologie und Paläontologie, Teilprojekt 3: Erschließung organismenbezogener prokaryontischer Daten für Biodiversitätsanalysen der nächsten Generation" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Institut DSMZ - Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH.Mit dem Projekt sollen die technischen Voraussetzungen für die konsequente Erschließung der umfangreichen, aber sehr verstreuten Informationsressourcen zu prokaryotischen Taxa für die Global Biodiversity Information Facility (GBIF) mit anschließender Integration dieser Daten in die bestehende Datenbankstruktur geschaffen werden. Damit leistet das Vorhaben einen essentiellen Beitrag zu den im Rahmenpapier zum GBIF-D Verbundvorhaben ausgeführten, übergeordneten Vorhaben. Längerfristiges Ziel dieses Ansatzes ist eine direkte Verknüpfung biodiversitätsinformatischer Datensätze mit molekularbiologischen Datenbanken wie auch Umweltinformationssystemen, was Biodiversitätsanalysen der nächsten Generation (funktionelle Diversität, Wechselwirkungen zwischen Diversität und Ökosystemservices) ermöglichen wird. 1) Aufnahme weiterer Sammlungen von Universitäten und Forschungsinstitutionen in den deutschen Prokaryoten-Knoten 2) Erweiterung der Anzahl der Datenbankfelder, die zur Zeit für GBIF bereitgestellt werden 3) Definition neuer Datenbankfelder (Ergänzung des ABCD-Schemas um weitere Felder des so genannten Full Data Sets von MINE und CABRI) 4) Aktualisierung und Ergänzung der derzeit in GBIF vorgehaltenen Daten, insbesondere um geographische, physiologische, biotechnologische, umweltmikrobiologische und Biomarker-Daten durch literature und data mining 5) Verbesserung der Nutzung von verknüpften Informationen durch Etablierung eines semantischen Webs
Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1315: Biogeochemische Grenzflächen in Böden; Biogeochemical Interfaces in Soil, Steuerfaktoren mikrobieller Biopolymerabbauer in landwirtschaftlichen Böden" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bayreuth, Fachgruppe Biologie, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Ökologische Mikrobiologie.Die Biopolymere Zellulose und Chitin in Pflanzen, Pilzen und Arthropoden sind Bestandteile der organischen Substanz in landwirtschaftlichen Böden und stellen wichtige Kohlenstoffquellen für mikrobielle Gemeinschaften im Boden dar. Bodenaggregate belüfteter Böden kreieren natürliche Grenzflächen zwischen oxischen Bedingungen außerhalb und sauerstoff-limitierten innerhalb. Diese biogeochemischen Grenzflächen führen zu einer sehr heterogenen und dynamischen Sauerstoffverteilung auf der Millimeterskala. Die Effekte und Mechanismen der Toxizität von Herbiziden auf biopolymer-abbauende Mikroorganismen in einer solch stark kompartimentalisierten Umwelt sind nicht bekannt. Das Projekt stellt eine Fortsetzung eines laufenden Projektes im Schwerpunkt Programm 1315 'Biogeochemical Interfaces in Soil' dar. Das vorgegangene Projekt hat bislang Prokaryoten identifiziert, die unter oxischen oder anoxischen Bedingungen am Zelluloseabbau beteiligt sind und nachgewiesen, dass die Herbizide Bentazon und MCPA mikrobielle Prozesse beim Bioploymerabbau inhibieren. Das beantragte Projekt wird (1) chitinabbauende Prokaryoten, Pilze und Protisten, die in oxischen und anoxischen Mikrozonen aktiv sind, identifizieren, (II) die Toleranz von zellulolytischen und chitinolytischen Taxa hinsichtlich Bentazon und MCPA bestimmen, (III) wichtige Chitin-Abbauer charakterisieren und (IV) die Verteilung von Sauerstoff im Boden beim Biopolymerabbau quantifizieren. Zentrale Methoden werden SIP, 16S rRNA-, 18S rRNA- und Chitinase-Gen-Analysen, HPLC, GC und Sauerstoffdetektion mittels Fluoreszenzfarbstoffen sein.
Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1374: Biodiversitäts-Exploratorien; Exploratories for Long-Term and Large-Scale Biodiversity Research (Biodiversity Exploratories), Sub project: Impact of Land-use on Biogeographical Diversity of Soil Prokaryotes and their Functional Links to Atmospheric Chemistry (PROLINKS)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bayreuth, Fachgruppe Biologie, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Ökologische Mikrobiologie.The functional biodiversity and differential regulation of subpopulations of prokaryotic biomes associated with atmospheric chemistry will be investigated. The study will address the question 'What determines what one gets?' with a comprehensive, integrative experimental design that will evaluate soils under contrasting land-use. The objectives are to (a) assess denitrifier and methylotroph diversities by complementary cultivation and functional gene analyses, (b) determine the effect of land-use on activities of denitrifiers and methylotrophs, (c) identify active denitrifiers and methylotrophs by mRNA analyses and stable isotope probing, (d) identify novel genotypes, (e) resolve temporal/spatial variations in community structures and develop a diagnostic functional gene microarray, and (f) establish a functional gene-based 'ecotype concept' for denitrifiers and methylotrophs. An additional outcome will be the improvement of methods for the assessment of these functional groups. By correlating data on functional diversity and activity with the database on in situ soil parameters of the biodiversity exploratories, this work will also increase our understanding of how prokaryotic diversity impacts on ecosystem function and provide insight into factors that might drive prokaryotic speciation.
Das Projekt "Teilprojekt 2: 'Nitrifizierer und Acidobacteria als Bioindikatoren'^Auswirkungen von Diversität und Aktivität von Mikroorganismen auf nachhaltige Landnutzung^Teilprojekt 3: 'Einfluss von Landnutzung und Bodeneigenschaften auf die Biodiversität und Aktivität denitrifizierender Mikroorganismengemeinschaften', Teilprojekt 5: 'Prokaryotische Schlüsselspezies als Indikatoren für Landnutzung'" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität München, Department Biologie I, Bereich Mikrobiologie.Aufgabenstellung: Der Forschungsschwerpunkt von Teilprojekt 5 lag auf der Untersuchung bakterieller Schlüsselspezies in ausgewählten Bodenökosystemen Namibias. Zur Identifizierung der Bodenbakterien sollten hochauflösende molekulare fingerprinting-Methoden eingesetzt werden. Parallel sollte die physiologische Aktivität der Bodenbakterien in dem Probenmaterial erfasst werden. Ein drittes Ziel war die Anreicherung, Isolierung und Charakterisierung relevanter Bakterienarten. Die Untersuchungen sollten sich auf die Wechselwirkung zwischen der Landnutzung und der Zusammensetzung und Aktivität der mikrobiellen Gemeinschaft konzentrieren, da über den Zusammenhang dieser Variablen in tropischen und subtropischen Böden bislang nur sehr wenig bekannt war. Übergeordnetes Ziel des Projektes war ein verbessertes Verständnis der Rolle bakterieller Gemeinschaften für die Ökosystemfunktionen und Ökosystemservices in Böden des südlichen Afrika mit der langfristigen Perspektive eines Beitrags zur Bodenrestauration und nachhaltigen Entwicklung der dortigen Böden.
Das Projekt "Untersuchungen zu den molekularen Grundlagen der Schwermetallakkumulation bei Prokaryoten, insbesondere durch Metallothioneine; Teilprojekt des Forschungsvorhabens Biologische Synthese von Metallclustern an Proteinen und deren technische Nutzung" wird/wurde gefördert durch: Sächsisches Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst (SMWK). Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Dresden, Institut für Mikrobiologie.In dem Verbundprojekt werden die Möglichkeiten untersucht, auf Grundlage biologischer Strukturen metallische Nanostrukturen zu synthetisieren. Im Mittelpunkt dieser Untersuchungen stehen die Zellhüllenproteine (S-Layer) von Bacillus stearothermophilus. S-Layer, die in vielen Bakterien nachgewiesen wurden, zeichnen sich durch hohe Gittersymmetrien, Poren einheitlicher Größe und eine selbständige Reassemblierung aus. Zudem konnte gezeigt werden, dass mittels S-Layer regelmäßige metallische Cluster synthetisiert werden können. In diesem Projekt sollen mit Hilfe verschiedener mikrobiologischer Screeningverfahren Mikroorganismen aus schwermetallbelasteten Habitaten, wie z.B. Belebtschlamm und Abraumhalden, isoliert werden, die sich durch eine Schwermetalltoleranz und die Fähigkeit zur Schwermetallbindung bzw. -akkumulation auszeichnen. In diesen Versuchen werden in Hinblick auf die spätere Nutzung die Schwermetalle Silber, Palladium und Platin eingesetzt. In den weitergehenden Untersuchungen sollen für die isolierten Mikroorganismen die Kapazitäten zur Schwermetallbindung ermittelt und mittels TEM/Röntgenspektroskopie die räumliche Lage der gebundenen Metalle in den Zellen analysiert werden. Parallel dazu werden Untersuchungen zum Nachweis von S-Layern und Metallothioneinen durchgeführt.
Das Projekt "Mikrobielle terrestrische Biodiversitaet" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bremen, Fachbereich 02 Biologie/Chemie, Laboratorium für Allgemeine Mikrobiologie.Im Rahmen des Projektverbundes sollten in der ersten Phase von BIOLOG Methoden entwickelt und etabliert werden, die eine detaillierte Erfassung der Diversität, Verbreitung, Dynamik und Funktion mikrobieller terrestrischer Lebensgemeinschaften ermöglichen. Die Methoden sollten zukünftig angewendet werden, um Veränderungen der pflanzenassoziierten mikrobiellen Lebensgemeinschaft durch anthropogene oder andere Umwelteinflüsse zu erfassen und, in Kooperation mit botanisch ausgerichteten Verbundprojekten, einen Einfluß der mikrobiellen Diversität auf die Pflanzendecke zu untersuchen. Die neu entwickelten molekularökologischen Methoden sollten in der ersten Antragsphase exemplarisch anhand von spezifischen Bodenbereichen (Rhizosphäre,Wurzel; temporäre terrestrisch-aquatische Übergangszonen) erarbeitet werden. Ein Hauptaugenmerk sollte dabei auf Prokaryontengruppen gelegt werden, die eine wesentliche Rolle im globalen Stickstoff- und Schwefelkreislauf und/oder bei der Bildung von klimarelevanten Gasen (CH4; N2O; NO) spielen. Zusätzlich sollten diejenigen Bakterien untersucht werden, die am Beginn der mikrobiellen Nahrungskette stehen (polymerabbauende und - in der Rhizosphäre - zuckerabbauende Bakterien). Für die erste Antragsphase wurden stickstoffixierende, ammoniumoxidierende, nitrotoxidierende, denitrifizierene, sulfatreduzierende und methanoxidierende Prokaryonten zur Untersuchung ausgewählt. Zudem war geplant, heterotrophe Bakteriengruppen zu studieren, die sich besonders effektiv in temorären Boden-Wasser Übergangszonen vermehren können. Als nächste Organismenstufe in der Nahrungskette sollten auch Protozoen, die sich von Bakterien ernähren, untersucht werden. Zur kultivierungsunabhängigen Diversitätsanalyse sollen neben dem rRNA-Ansatz und DGGE-/TGGE-Fingerprints, vor allem Verfahren etabliert werden, die auf der vergleichenden Sequenzanalyse relevanter Funktionsgene der verschiedenen Prokaryontengruppen basieren. Die Häufigkeit und Dynamik der Prokaryontengruppen in ihrer natürlichen Umgebung sollte mittels quantitativer dot-blot Hybridsierung und/oder Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) mit rRNS-gerichteten Gensonden in Kombination mit konfokaler Laser-Scanning Mikroskopie und/oder Durchflußzytometrie ermittelt werden. Zum spezifischen Aktivitätsnachweis der Bakterien in Umweltproben sollten RT-PCR Verfahren für verschiedene Funktionsgene entwickelt werden. Zudem sollte die Substrataufnahme definierter Prokaryontengruppen im Ökosystem durch Kombination von in situ Hybridisierung und Mikroautoradiographie analysiert werden. Vertreter von Prokaryontenspezies, die mit Hilfe der molekularen Verfahren als bedeutend für die jeweiligen terrestrischen Habitate identifiziert wurden, sollten durch neuartige, verbesserte Kultivierungsmethoden isoliert und physiologisch charakterisiert werden und so die enorme Diversität prokaryontischen Lebens einer zukünftigen biotechnologischen Nutzung zugänglich gemacht werden. (Text gekürzt)
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