Termiten der Unterfamilie Macrotermitinae besitzen in den Savannen Afrikas und Asien eine große ökologische und ökonomische Bedeutung. Diese Termitengruppe züchtet Pilze, durch die sie ein breiteres Nahrungsspektrum nutzen kann. Aufgrund der geringen morphologischen Differenzierung sind die taxonomischen Verhältnisse dieser Termitengruppe ungesichert und deren Phylogenie unklar. Anhand von Sequenzen des mitochondrialen Gens Cytochromoxidase II erfolgt für die Macrotermitinae eine phylogenetische Analyse und, gestützt durch eine Erfassung historischer, tektonischer sowie klimatischer Ereignisse, eine Datierung allopatrischer Speziation.
Dieses Projekt hat zum Ziel, die Mechanismen der Resistenz gegen den Echten Mehltau (E. necator) aufzuklären, die am Haupt-QTL Locus Ren3 auf Chromosom 15 von Regent kodiert sind.Zur Sequenzanalyse des Locus müssen vorhandene genomische Teilsequenzen aus der Region weiter assembliert werden. Die resultierenden Contigs sind durch PCR Verfahren zu überprüfen. Das Schließen noch bestehender Lücken durch long range PCR ist anzustreben. Bioinformatorische Analysen (Ermittlung kodierender Bereiche, Datenbankabgleiche) werden in den Sequenzen positionelle Kandidatengene für die Resistenz identifizieren. Diese Kandidatengene werden auf ihre funktionelle Bedeutung hin untersucht. Dazu dienen Genexpressionsanalysen an resistenten und anfälligen Reben im Zusammenhang mit mikroskopischen Beobachtungen der Wirt/Pathogeninteraktion in frühen Stadien der pflanzlichen Abwehr.Vergleichende Diversitätsstudien der Kandidatengene an einem umfangreichen Probensatz resistenter und anfälliger Reben werden Sequenzvarianten und Einzelnukleotidaustausche (single nucleotide polymorphisms, SNPs) aufzeigen. Diese werden durch QTL Analyse und Assoziationsgenetik auf ihre Korrelation mit der Resistenzausprägung hin untersucht, womit zusätzliche Hinweise auf ihre funktionelle Bedeutung erhalten werden. Letztendlich ist ein Modell der erfolgreichen Abwehr bei Regent zu entwickeln. Wichtige Kandidatengene aus diesen Arbeiten sind durch Transformation in anfällige Rebsorten einzuführen und schließlich durch Test der transgenen Reben in ihrer Funktion zu validieren.Mit diesem Projekt und der Erarbeitung der Resistenzmechanismen wird eine Grundlage zur verbesserten züchterischen Nutzung der Resistenzloci in der Kombinationszüchtung für pyramidisierte, nachhaltige Resistenz geschaffen. Eng Merkmals-korrelierende (SNP) Marker werden erarbeitet, die in der Marker-gestützten Züchtung im Hochdurchsatz angewandt werden können.
Die Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) als Kombination molekulargenetischer und cytologischer Methoden erlaubt erstmals eine sichere Unterscheidung von Brassica Genomen. In B.caninata (BBCC) und B.juncea (AABB) konnte das B-Genom mittels Genomischer Fluoreszenz in situ Hybridisierung (GISH) markiert werden. Dies erlaubt die Verfolgung von Fremdchromatin des B-Genoms in Artkreuzungen und ihren Rückkreuzungen. Translokationen, Additions- und Substitutions-Chromosomen sollen in schon selektierten Artkreuzungen und ihren Rückkreuzungs-Nachkommen nachgewiesen werden. In der Meiose soll das Paarungsverhalten der Genome untersucht werden, weil mit GISH jetzt zwischen Homologen- und Homöologenpaarung unterschieden werden kann. Homöologenpaarungen ermöglichen intergenomische Rekombinationen, die bei Artkreuzungen zu einem stabilen Einbau neuer Methoden führen können. Die beiden Genome von B.napus (AACC) lassen sich nicht mit GISH unterscheiden, weil sie sich zu ähnlich sind. Es sollen genomspezifische Sequenzen selektiert werden, die lang genug sind, um Fluoreszenz-Signale zu erkennen. Mit diesen Sonden lassen sich nicht nur die beiden Genome unterscheiden, sondern je nach Sonde auch einzelne Chromosomen identifizieren
Das Forschungsprojekt NORAH wird von der NPZ Innovation GmbH (NPZi) und der Abteilung für Molekulare Phytopathologie und Biotechnologie der Universität Kiel mit dem Ziel beantragt, die technischen und wissenschaftlichen Voraussetzungen für die Züchtung von Rapssorten mit hoher Resistenz gegen die Weißstängeligkeit (Sclerotinia sclerotiorum) zu schaffen. Die NPZi verfügt über Rapslinien mit hoher quantitativer Resistenz gegen Sclerotinia. Diese Resistenz wurde in Biotests mit nicht-adaptiertem Material identifiziert und durch Kreuzung kombiniert. Über die physiologische Ursache dieser Resistenz und deren genetische Veranlagung ist nichts bekannt und eine Selektion der Resistenz erfolgt bisher über aufwendige Biotests. Im Rahmen der vorliegenden Projektskizze sollen genetische und molekulare Analysen der vorliegenden Sclerotinia-Resistenz erforscht werden. Dies beinhaltet die Identifikation von Regionen innerhalb des Rapsgenoms, die mit der Resistenz gekoppelt sind (QTL). Untersuchungen an Genen innerhalb der QTL sollen Aufschlüsse über molekulare Mechanismen der Sclerotinia-Resistenz ermöglichen. Zudem sollen Testhybriden mit den Resistenzdonoren erstellt werden, um die Dominanz der Resistenz festzustellen und um zu untersuchen, welche Bedeutung additive Effekte in der Ausprägung quantitativer Sclerotionia-Resistenz besitzen. Es wird erwartet, dass mehrere QTL für die Expression der Sclerotinia-Resistenz verantwortlich sind und sich diese im Rapsgenom lokalisieren lassen. Sequenzanalysen innerhalb der QTL ermöglichen die Entwicklung spezifischer molekularer Marker für die Selektion von Rückkreuzungsnachkommen. Im Ergebnis können molekulare Marker und adaptierte Linien mit hoher quantitativer Sclerotinia-Resistenz für die Raps-Hybridzüchtung zur Verfügung gestellt werden. Aus wissenschaftlicher Sicht ermöglichen die genetischen/molekularen Analysen neue Einblicke in konstitutive oder induzierte Prozesse als Ursache für quantitative Resistenzmechanismen.
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Für die geplante Wiedereinbürgerung bzw. damit verbundene, den Bestand stärkende Maßnahmen (Re-stocking) für die vom Aussterben bedrohte Zwerggans (Anser erythropus) muss gemäß IUCN-Kriterien für die Wiedereinbürgerung von Arten sichergestellt werden, dass die verwendeten Individuen der Originalpopulation so nahe wie möglich stehen. Zudem muss die genetische Reinheit der zu verwendenden Zuchttiere gesichert und die Hybridisierung mit verwandten Gänsearten ausgeschlossen werden. Dazu sind umfangreiche genetische Tests der Proben von Zuchttieren aus Deutschland, Schweden und Finnland nötig. Fazit: Mit modernen genetischen Methoden wurden alle in Deutschland, Schweden und Finnland verfügbaren Zucht-Zwerggänse identifiziert, die aufgrund ihrer Genetik für Wiedereinbürgerungs- und bestandsstützende Maßnahmen verwendet werden können. Die Ergebnisse sind auch Grundlage für ein zu erstellendes Zuchtbuch, mit dessen Hilfe die vorhandenen Zuchtbestände weiter verbessert werden können.
'- Herstellung von Antiseren und monoklonalen Antikoerpern (MAbs) gegen Allium-Viren, die mit den bisher vorhandenen serologischen Reagenzien nicht nachgewiesen werden koennen, - Herstellung von Antiseren und MAbs gegen konservierte Bereiche der Huellproteine (CP) von Carla- und Potyviren, - Bestimmung der CP-Nukleotidsequenzen von Allex-, Carla- und Potyviren und von anderen Genombereichen dieser Viren, um (degenerierte) Primer fuer hochkonservierte Domaenen fuer die Polymerasekettenreaktion (PCR) zu entwickeln, und Pruefung dieser Primer auf ihre Spezifitaet und generelle Verwendbarkeit zum Nachweis taxonomisch verwandter Viren und serologisch unterschiedlicher Staemme eines Virus, - Vergleich der Empfindlichkeit, Spezifitaet und Praktikabilitaet der PCR mit der von serologischen Methoden, - Erprobung von Gemischen von Antiseren und PCR-Primern fuer einen oekonomischeren Virusnachweis.
Vorhabensziel: SUNRISE zielt darauf ab, das Spektrum an ölproduzierenden Kulturpflanzen für europäische Märkte zu erweitern. Innerhalb des Projektes sollen Grundlagen für die genombasierte Züchtung als Voraussetzung für die langfristige Wettbewerbsfähigkeit von Sonnenblume gelegt werden. Zur Identifizierung von Resistenzgenen gegen den Falschen Mehltau (Plasmopara halstedii) werden innovative Züchtungsstrategien wie Hochdurchsatz-Sequenzierung und -Genotypisierung zur Anwendung kommen. Diese dienen der Charakterisierung und Klonierung des PlARG-Resistenzlocus auf Kopplungsgruppe 1. Eine detaillierte Haplotypenanalyse des Genortes wird die Marker-basierte Introgression dieser Resistenz in Elitematerial beschleunigen. Arbeitsplanung: Mithilfe einer F2-Kartierungspopulation soll der PlARG-Resistenzlocus auf Kopplungsgruppe 1 feinkartiert werden. Anhand von SSR-Markeranalysen werden rekombinante Linien identifiziert. Die Genotypisierung soll durch SNP- Detektion/Verifizierung erfolgen. Nach Phänotypisierung der F3-Generation und Kartierung werden Marker für MAS ausgewählt. Basierend auf vergleichender Sequenzanalyse zwischen einem anfälligen und einem resistenten bulk sowie dem resistenten Elter wird anhand ermittelter SNPs eine Vorhersage über Kandidatengene auf Kopplungsgruppe 1 getroffen. Für die Genomanalyse werden NGS-basierte Sequenzierungen durchgeführt.
Die Remipedia zählen zu den bemerkenswertesten zoologischen Neufunden der letzten 30 Jahre. Diese Gruppe blinder und pigmentloser Höhlenkrebse wurde erst 1980 während eines Tauchgangs auf den Bahamas entdeckt. Obwohl inzwischen 16 Arten beschrieben worden sind, sind einige fundamentale biologische Aspekte der Remipedia immer noch gänzlich unbekannt. So weiß man zum Beispiel nicht, wie sich Remipedien fortpflanzen und entwickeln. Auch ist relativ wenig über die Ökologie und das Verhalten dieser Krebse bekannt. Das primäre Ziel dieses Forschungsprojekts ist eine Analyse der Verwandtschaftsbeziehungen innerhalb der Remipedia an Hand genetischer Sequenzen sowie morphologischer Datensätze. Darüber hinaus soll die stammesgeschichtliche Stellung der Gruppe innerhalb der Crustacea näher bestimmt werden. Um die phylogenetischen Beziehungen der Remipedia zu analysieren, wird eine Matrix aus 35-40 morphologischen Merkmalen erstellt. Zusätzlich werden fünf mitochondriale und vier nukleare Gene sequenziert. Dieses Forschungsprojekt beinhaltet erstmalig eine umfangreiche Analyse molekularer und morphologischer Daten für alle Arten einer höheren Gruppe der Crustacea. Die Kombination verschiedener Datensätze und -typen liefert die Grundlage für eine rigorose phylogenetische Analyse der Gruppe. Hierdurch wird zum einen eine stabile taxonomische Revision der Remipedia ermöglicht und, zum anderen, ein weiterer wichtiger Schritt zur Vervollständigung der Tree of Life-Initiative geleistet. Die umfangreiche Selektion genetischer Marker erlaubt außerdem die Evaluierung geeignete Kandidaten-Gene für universelle Standardverfahren bei der Identifizierung von Arten (Bar-Coding).
Bei der Verwendung von E.coli als 'Standard'-Wirtsorganismus für die Durchmusterung von metagenomischen Genbanken mit funktionsbasierten Screeningmethoden ist die Detektionsausbeute eingeschränkt auf solche heterologen Umweltgene, die in E.coli auch exprimiert werden. In diesem Projekt soll das extrem thermophile Bakterium Thermus thermophilus als alternativer Wirtsorganismus weiter entwickelt und dessen Potential für das funktionelle Screening von Umweltgenbanken nach Genen für industriell relevante Enzyme erkundet und eingesetzt werden. Weitere Ziele umfassen die Expression interessant erscheinender Gene, die Charakterisierung der davon kodierten Enzyme und die Auslotung der Anwendbarkeit dieser Enzyme für biotechnologische Prozesse. Vorgehensweise: Das neue Thermus Wirt/Vektor-System soll in verschiedenen Punkten verbessert werden (Optimierung der Transformationsmethodik; proteasefreie Stämme; Einsetzbarkeit sowohl bei hohen, als auch bei moderaten Temperaturen; verbesserte Selektionsmarker; Überexpression in Thermus). In einem vergleichenden Screening-Experiment soll ein und dieselbe Metagenom-Genbank in T.thermophilus und parallel (bei anderen Verbundpartnern) auch in anderen Wirtsorganismen nach Esterase-Genen durchforstet werden. Daneben soll das neue T.thermophilus Wirt/Vektor-System für die Suche nach anderen industriell relevanten Enzymen (z.B. Amadoriasen, Monooxygenasen) eingesetzt werden.
Der Einsatz von Biomasse gehört zu den wichtigsten Quellen für erneuerbare Energien in Deutschland. Neben der Nutzung fester Biomasse wird eine sehr große Menge an Strom und Wärme aus Biogas gewonnen. Um diese Marktposition weiter zu stärken und die Zuverlässigkeit dieser Energiequelle zu erhöhen, ist es zielführend die Kontrollierbarkeit des Anlagenbetriebes von Biogasanlagen auszubauen und so den Biogasprozesses zu stabilisieren und eventuelle wirtschaftliche Verluste zu vermeiden. Moderne Biogasanlagen sind heutzutage bereits in vielerlei Hinsicht optimiert. Eine weitere Verbesserung der etablierten Anlagentechnik und eine verbesserte Prozesseffizienz ist daher nicht zu erwarten bzw. lohnenswert. Das aktuelle Interesse der Biogasbetreiber bestehlt vielmehr darin, die Raumbelastung und damit die Energieausbeute der bestehenden Anlagen zu erhöhen ohne dabei den laufenden Anlagenbetrieb und die damit verbundenen biologischen Fermentationsprozesse zu gefährden. Daher ist es für die Anlagenbetreiber von höchstem Interesse, negative Veränderungen in der mikrobiellen Gemeinschaft so früh wie möglich zu erfassen, um schnellstmöglich reagieren und gegensteuern zu können. In den letzten Jahren wurden vermehrt mikrobielle Untersuchungen in Biogasfermentern mithilfe von molekularbiologischen Methoden durchgeführt. Derartige Untersuchungen sind allerdings zurzeit weit davon entfernt zur Routineanalytik in Biogasanlagen zu gehören, nicht zuletzt, weil diese häufig zeitaufwendig sind und somit jegliche Nutzbarkeit als Frühwarn-Indikator verlieren. Ziel dieses Forschungsprojektes ist daher ein Online-Messverfahren bzw. einen Schnelltest zu entwickeln, der möglichst zeitnah Veränderungen in der mikrobiellen und damit funktionellen Struktur der Anlage anzeigt. Im Rahmen des Projektes sollen zunächst verschiedene Techniken auf ihre Eignung für diesen Zweck getestet werden, um schließlich mit dem am besten geeigneten Verfahren die Sensorentwicklung voranzutreiben. Als Herangehensweise bieten sich einerseits optische (hochauflösende Bilder der Schlammstrukturen, Fluoreszenz) bzw. elektrische Eigenschaften (Zeta-Potential-Messungen) an. Anderseits stellen molekularbiologische Methoden einen sinnvollen Ansatzpunkt dar (phylogenetische Bestimmung mittels der DNA-Sequenzen Art-spezifischer Gene, Gen-Aktivitätsmessung mittels mRNA). Optimalerweise soll der zu entwickelnde Sensor während des laufenden Betriebes von Biogasfermentern eingesetzt werden können. Dies ist für die optischen und das elektrische Verfahren anzustreben. Für die molekularbiologischen Ansätze ist derzeit die Umsetzung als Schnelltest-Verfahren realistisch. Das Ziel dieses Verfahren ist, bestenfalls nicht nur Aussagen über die Abundanz verschiedener Organismengruppen mittels der Art-spezifischen DNA-Sequenzen zu treffen, sondern auch Hinweise auf den Aktivitätszustand der Mikroorganismen mittels einer quantifizierenden Charakterisierung der mRNA zu erlangen.
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