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Biologie und Kontrolle von Orobanche ramosa L.

Das parasitische Unkraut Orobanche ramosa L. verbreitet sich in Mitteleuropa und bedroht die Produktion mehrerer Kulturpflanzen - Tabak, Raps, Kartoffel, Karotte und Tomate. Im Gegensatz zu anderen Unkräutern, die mit der Kulturpflanze um Ressourcen konkurrieren, entnimmt O. ramosa Wasser, Nährstoffe und Assimilate direkt aus der Wirtswurzel. Dies führt zu erheblichen Ertrags- und Qualitätsverlusten. Da O. ramosa unmittelbar mit der Wirtspflanze verbunden ist und 90 Prozent der Parasitenentwicklung unterirdisch stattfinden, ist dieser Parasite schwer zu kontrollieren. In dieser Arbeit werden drei Ziele verfolgt: 1) Wir möchten mehr über die Populationsdynamik und die Verbreitung von O. ramosa in Deutschland erfahren. Zur Beschreibung von Populationen verwenden wir verschiedene klassische, aber auch molekulare Marker-Techniken (Polymerase-Ketten-Reaktion, PCR, mit spezifischen Mikrosatelliten; ISSR-PCR, RAPD). 2) Untersuchung der Pflanze-Pflanze-Interaktion unter besonderer Berücksichtigung von Resistanzmechanismen der Kulturpflanze (in diesem Fall Tabak), sowie Faktoren der Pathogenität von O. ramosa. Analyse der Produktion sekundärer Metabolite, reaktiver Sauerstoff-Zwischenprodukte (ROI), sowie der Exprimierung und Aktivität spezifischer Enzyme und Gene. 3) Entwicklung von Methoden zur Kontrolle von O. ramosa, basierend auf erworbener systemischer Resistenz (SAR) und der Verwendung spezifischer hyperparasitischer Bakterien und Pilze, die zur biologischen Kontrolle verwendet werden können.

Benachteiligtes Gebiet

Ein Bestandteil des Digitalen Feldblockkatasters ist die Förderkulisse der benachteiligten Gebiete. Dabei handelt es sich insbesondere um Flächen, deren Ertragsfähigkeit natürlich stark begrenzt ist, wie das beispielsweise bei Sandböden der Fall sein kann. Die benachteiligten Gebiete wurden nach Vorgaben der Europäischen Union abgegrenzt. Damit derart problematische Landwirtschaftsflächen nicht brach fallen und weiter bewirtschaftet werden, gewährt das Land Brandenburg eine Beihilfe, die sogenannte Ausgleichszulage.

Multibeam bathymetry processed data (EM 1002 echosounder entire dataset) of RV MARIA S. MERIAN during cruise MSM62/2

Swath sonar bathymetry data used for that dataset was recorded during RV MARIA S. MERIAN cruise MSM62/2 using Kongsberg EM1002 multibeam echosounder. The cruise took place between 23.03.2017 and 27.03.2017 in the Baltic Sea. The cruise aimed to investigate the impact of the Littorina transgression on the inflow of saline waters into the western Baltic and assessed the potential for future diminution of ventilation in the central and northern deeper basins due to isostatic uplift [CSR]. CI Citation: Paul Wintersteller (seafloor-imaging@marum.de) as responsible party for bathymetry raw data ingest and approval. During the MSM62/2 cruise, the moonpooled KONGSBERG EM1002 multibeam echosounder (MBES) was utilized to perform bathymetric mapping in shallow depths. The echosounder has a curved transducer in which 111 beams are formed for each ping while the seafloor is detected using amplitude and phase information for each beam sounding. For further information on the system, consult https://www.km.kongsberg.com/. Postprocessing and products were conducted by the Seafloor-Imaging & Mapping group of MARUM/FB5, responsible person Paul Wintersteller (seafloor-imaging@marum.de). The open source software MB-System (Caress, D. W., and D. N. Chayes, MB-System: Mapping the Seafloor, https://www.mbari.org/products/research-software/mb-system, 2017) was utilized for this purpose. A sound velocity correction profile was applied to the MSM62/2 data; there were no further corrections for roll, pitch and heave applied during postprocessing. A tide correction was applied, based on the Oregon State University (OSU) tidal prediction software (OTPS) that is retrievable through MB-System. CTD measurements during the cruise were sufficient to represent the changes in the sound velocity throughout the study area. Using Mbeditviz, artefacts were cleaned manually. NetCDF (GMT) grids of the edited data as well as statistics were created with mbgrid. The published bathymetric EM1002 grid of the cruise MSM62/2 has a resolution of 15 m. No total propagated uncertainty (TPU) has been calculated to gather vertical or horizontal accuracy. A higher resolution is, at least partly, achievable. The grid extended with _num represents a raster dataset with the statistical number of beams/depths taken into account to create the depth of the cell. The extended _sd -grid contains the standard deviation for each cell. The DTMs projections are given in Geographic coordinate system Lat/Lon; Geodetic Datum: WGS84.

Evaluierung und Erhaltung genetischer Ressourcen bei Rohstoffpflanzen und Futterpflanzen

Wildformen und alte Sorten werden auf Ertrags- und Qualitaetsmerkmale untersucht und anschliessend vermehrt. Durch Langzeitlagerung bei der Genbank wird das Saatgut als Ausgangsmaterial fuer die Pflanzenzuechtung langfristig zur Verfuegung gestellt.

Multibeam bathymetry processed data (EM 1002 echosounder entire dataset) of RV MARIA S. MERIAN during cruise MSM51/1

Swath sonar bathymetry data used for that dataset was recorded during RV MARIA S. MERIAN cruise MSM51/1 using Kongsberg EM1002 multibeam echosounder. The cruise took place between 01.02.2016 and 27.02.2016 in the Baltic Sea. The cruise aimed to perform seismo- and hydroacoustic surveys, sampling of Holocene sediments and to investigate the water column wintertime mixing close to sea-ice limits. These surveys improved the understanding of variations in the ventilation of the deeper Baltic, considering not only external climate forcing but also the effects of postglacial sealevel rise and isostatic uplift [CSR]. CI Citation: Paul Wintersteller (seafloor-imaging@marum.de) as responsible party for bathymetry raw data ingest and approval. During the MSM51-1 cruise, the moonpooled KONGSBERG EM1002 multibeam echosounder (MBES) was utilized to perform bathymetric mapping in shallow depths. 111 beams are formed for each ping while the seafloor is detected using amplitude and phase information for each beam sounding. For further information on the system, consult https://www.km.kongsberg.com/. Postprocessing and products were conducted by the Seafloor-Imaging & Mapping group of MARUM/FB5, responsible person Paul Wintersteller (seafloor-imaging@marum.de). The open source software MB-System (Caress, D. W., and D. N. Chayes, MB-System: Mapping the Seafloor, https://www.mbari.org/products/research-software/mb-system, 2017) was utilized for this purpose. A sound velocity correction profile was applied to the MSM51-1 data; there were no further corrections for roll, pitch and heave applied during postprocessing. A tide correction was applied, based on the Oregon State University (OSU) tidal prediction software (OTPS) that is retrievable through MB-System. CTD measurements during the cruise were sufficient to represent the changes in the sound velocity throughout the study area. Using Mbeditviz, artefacts were cleaned manually. NetCDF (GMT) grids of the edited data as well as statistics were created with mbgrid. The published bathymetric EM1002 grid of the cruise MSM51-1 has a resolution of 15 m. No total propagated uncertainty (TPU) has been calculated to gather vertical or horizontal accuracy. A higher resolution is, at least partly, achievable. The grid extended with _num represents a raster dataset with the statistical number of beams/depths taken into account to create the depth of the cell. The extended _sd -grid contains the standard deviation for each cell. The DTMs projections are given in Geographic coordinate system Lat/Lon; Geodetic Datum: WGS84.

Landwirtschaftliche Transformation und oekologische Nachhaltigkeit in einem Distrikt des westlichen Himalaya: Mandi (Himachal Pradesh, Indien)

Ziel der Untersuchung ist es, Empfehlungen fuer eine wirtschaftlich, sozial und oekologisch nachhaltige landwirtschaftliche Entwicklung im westlichen Himalaya im generellen und in Himachal Pradesh insbesondere zu entwickeln. Dies bedeutet im einzelnen 1. die hauptsaechlichen wirtschaftlichen, sozialen und oekologischen Charakteristika der Landwirtschaft im westlichen Himalaya herauszuarbeiten, 2. die wichtigsten Massnahmen und Programme der landwirtschaftlichen Transformation und der laendlichen Entwicklung im Hinblick auf die Stabilitaet des Oekosystems, die Beseitigung der Armut und die Self-Reliance zu untersuchen und 3. Schluesse fuer die Formulierung auf zukuenftige Strategien und Instrumente fuer eine nachhaltige Entwicklung in den Berggebieten zu ziehen. Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Bundesstaat Himachal Pradesh eine im indischen Kontext ueberdurchschnittliche wirtschaftliche Entwicklung vorzuweisen hat, und das weitgehend ohne Industrialisierung und Urbanisierung. Dazu haben offensichtlich eine erfolgreiche Bildungspolitik und eine den regionalen Gegebenheiten angepasste Agrar- und Forstpolitik beigetragen, dazu Einnahmen aus dem Tourismus und der Wanderarbeit und generell hohe Transfereinkommen. Dies erlaubt auch einen schonenderen Umgang mit den natuerlichen Ressourcen, ohne dass jedoch schon von einer erfolgreichen Nachhaltigkeit gesprochen werden kann. Vorgehensweise: Untersuchungsdesign: Querschnitt -Fragebogen-; ausfuehrliche Interviews.

Modellregion Bioökonomie im Rheinischen Revier: Bio-CO2-Polymer (Modellregion, Phase 1, Bio4MatPro: BoostLab1-6 - Bio-CO2-Polymer), Entwicklung einer multienzymatisch vermittelten C02-Umsetzung zu DHA-basierten Polymeren, TP D

Die Bedeutung individueller Eiablagestrategien für die Artenvielfalt lokaler Insektengemeinschaften: Eine Analyse im Kontext multitrophischer Interaktionen

Seit langem ist bekannt, dass räumlich begrenzte, kurzfristig und unvorhersagbar auftretende Ressourcen eine hohe lokale Diversität bei Lebensgemeinschaften von Insekten unterstützten. Als ein wesentlicher Grund der hohen Artenvielfalt wurde eine innerartliche Aggregation des Nachwuchses über Ressourcenpatches identifiziert, die zu verschärfter innerartlicher im Verhältnis zu zwischenartlicher Konkurrenz führt. Allerdings liefert diese Begründung nur eine mechanistische Erklärung. Die Faktoren, welche die notwendige innerartliche Aggregation in natürlicher Selektion bevorteilt haben, sind bislang völlig unklar. Jene Faktoren wollen wir aufklären. Im Zentrum unserer Untersuchungen steht die Analyse möglicher bottom-up-Effekte der Brutressourcen der Insekten und top-down Effekte der nächst höheren trophischen Ebene, welche auf individueller Ebene Verhalten selektieren, das den Diversitätseffekt auf der Ebene der Lebensgemeinschaften hervorruft. Unser Modellsystem sind Drosophilidenlebensgemeinschaften, bei denen wir auf unterschiedlichen Brutressourcen die genetisch begründete Variabilität von Reaktionsnormen für das Eiablageverhalten, sowie dessen dichteabhängig Konsequenzen in bezug auf Konkurrenz- und Parasitierungseffekte untersuchen wollen.

Entwicklung und Kalibrierung eines numerischen Modells für mikrobiell unterstützte Förderung von Methan aus Kohleflözen

Das übergeordnete Ziel des vorgeschlagenen Vorhabens ist die Entwicklung eines numerischen Modells, das in der Lage ist Prozesse zu simulieren, die bei der mikrobiell unterstützten Produktion von Methan aus Kohleflözen (englisch: MECBM) auftreten. Dieses Modell soll in den numerischen Simulator Dumux (www.dumux.org) implementiert werden, der als Open Source Programm zur Verfügung steht. Indem das Modell zur Ergänzung und Unterstützung experimenteller Arbeiten eingesetzt wird, können damit gezielt verschiedene Hypothesen über den reaktiven Transport bei MECBM Prozessen getestet werden. Dies betrifft verschiedene Detailfragen, die zur Zeit noch nicht vollständig verstanden sind. Dies soll durch Vergleiche zwischen Simulationen und Experimenten erreicht werden, die am Center for Biofilm Engineering an der Montana State University in Bozeman/USA (MSU-CBS) durchgeführt werden. Zunächst sollen hierfür Säulenexperimente verwendet werden, um Sensitivitäten der simulierten Prozesse hinsichtlich verschiedener Modellparameter zu analysieren. Wo erforderlich, werden die Modellgleichungen dann entsprechend an neu gewonnene Daten und Erkenntnisse aus den Validierungsversuchen mit experimentellen Daten angepasst. Unsere Vision ist es, dass das neu entwickelte Modell ein wesentliches Werkzeug sein wird, um letztendlich das Wissen und Know-how von der Laborskala auf die Feldskala zu übertragen, und um dann auch geplante MECBM-Demonstrationsprojekte im Feld zu konzipieren. Das numerische Modell soll eine wichtige Rolle bei der weiteren Entwicklung von MECBM-Produktionstechnologien spielen; spezifische Möglichkeiten dazu ergeben sich z.B. für geplante Feldanwendungen durch MSU-CBS in Zusammenarbeit mit der US Geological Survey (USGS).Das erwartete Ergebnis aus dem vorgeschlagenen Projekt wird also ein deutlich verbessertes Grundlagenwissen über MECBM Prozesse sein, welches mit dem neu entwickelten Simulationswerkzeug in Kombination mit experimentellen Studien am MSU-CBE auf der Labor- und Feldskala erzielt wird. Die Entwicklung von Simulationskapazitäten soll aber in keinster Weise die Wichtigkeit von Experimenten schmälern, aber die Simulation wird einen entscheidenden Beitrag leisten, um die vorhandenen Ressourcen of die wesentlichen experimentellen (Feld-)Studien zu fokussieren.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1704: Flexibilität entscheidet: Zusammenspiel von funktioneller Diversität und ökologischen Dynamiken in aquatischen Lebensgemeinschaften; Flexibility Matters: Interplay Between Trait Diversity and Ecological Dynamics Using Aquatic Communities as Model Systems (DynaTrait), Teilprojekt: Einfluss von chaotischen Dynamiken auf die Koexistenz von 'traits': Experimentelle Untersuchungen an aquatischen Einzellern

Regulierende Mechanismen zur Erhaltung der Biodiversität haben die Biologen seit Jahrzehnten beschäftigt, da die Biodiversität größer ist, als durch begrenzende Ressourcen angenommen werden kann. Dieses Paradoxon ist noch nicht gelöst. Theoretisch können nichtlineare Wechselwirkungen zu einer oszillierenden und chaotischen Dynamik führen. Hierdurch kann die Anzahl an coexistierenden Arten/Traits deutlich höher sein als es die verfügbaren Ressourcen in der Theorie zulassen sollten. Wir möchten unsere ursprünglichen Modellergebnisse mit einem gut definierten Chemostatsystem mit bis zu sechs verschiedenen Traits, die eine Langzeitkoexistenz ermöglichen, testen. Dabei sollen sowohl Bakterien als auch Protisten untersucht werden. Wir möchten die potenziell grundsätzliche Bedeutung von Nichtlinearität und Oszillationen für die Aufrechterhaltung der Vielfalt von Traits testen. Das Hauptziel dieser Studie ist es, experimentell zu beurteilen, wie extrinsische (Umwelteinflüsse) und intrinsische (gemeinschaftliche) Faktoren die Koexistenz von Traits beeinflussen. Theoretisch erlauben Oszillationen die Koexistenz vieler Traits, auch wenn sie sich nur geringfügig hinsichtlich ihrer ökologischen Ansprüche unterscheiden. Dies kann mikro-evolutionäre Prozesse stark unterstützen.

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