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.
Ziele: Charakterisierung abbauender Mischpopulationen und Identifizierung der am Abbau unmittelbar beteiligten Mikroorganismen, Nachweis dieser Mikroorganismen in Batch-Kulturen und Bioreaktoren mit dem Ziel, den mikrobiellen Abbau gezielt beeinflussen zu koennen. Fragestellungen: Wie gross ist die Diversitaet abbauender mikrobieller Populationen. Welche Organismen sind fuer die spezifischen Schritte verantwortlich und welche sind am Abbau nur sekundaer beteiligt? Hypothesen: Bestimmung der mikrobiellen Diversitaet anhand vergleichender 16S rRNASequenzierung erlaubt Aussagen ueber die Wahl der Kultivierungsparameter. Aufgaben: Bestimmung der mikrobiellen Diversitaet. Nachweis abbauender Mikroorganismen durch FISH und IF mittels spezifischer Antikoerper gegen Enzyme des Abbauweges.
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.
Protozoen sind als wesentliche Elemente von Biofilmen in der Lage, sehr rasch auf Änderungen im Betrieb von biologischen Abwasserreinigungsanlagen zu reagieren. Die ihr Wachstum beeinflussenden Faktoren sind weitgehend ungeklärt. Klassische Populationsanalysen in Kombination mit der Anwendung spezifischer rRNS-gerichteter Sonden und der entsprechenden Hybridisierungstechniken sollen ein möglichst vollständiges Bild der Diversität von Protozoen in den zu untersuchenden Anlagen geben. Die vielfach schwierigen und arbeitsintensiven klassischen Identifizierungsmethoden sollen vermehrt durch In-situ-Sondertechniken ergänzt werden. Sequenzanalysen von rDNS aus isolierten sowie kultivierten Organismen sollen zur Entwicklung weiterer rRNS-gerichteter Oligonukleotidsonden führen. Mit Projektende soll ein Sondensatz zur Verfügung stehen, mit dem schnell und effektiv umfassende Populationsanalysen durchgeführt und Lebenszyklen untersucht werden können. Parallel dazu sollen Labor- und Feldexperimente Aufschluss über die Nahrungsbeziehungen ausgewählter Organismen bzw. Organismengesellschaften geben, um so deren ökologische Bedeutung für Funktion und Betrieb der Kläranlagen bewerten zu können. Ein Hauptaugenmerk gilt dabei Untersuchungen zur Selektivität des Fraßverhaltens gegenüber Mikroorganismen.
In 2002 the COST Action E27 'Protected Forest Areas in Europe - Analysis and Harmonisation' was launched to provide a better understanding of national and international distinctions of Protected Forest Areas (PFAs). With the aim to analyse and harmonise the wide range of PFA categories used in European countries within the context of existing international systems of Protected Areas, until 2006 about 100 researchers and experts from multiple disciplines, representing 25 European countries (see figure below), worked together in three Working Groups, organised as follows: WG 1 'Description and analysis of Protected Forest Areas - national dimension', WG 2 'Harmonisation and improvement of information on European Protected Forest Areas - international dimension', WG 3 'A clearing house mechanism for European Protected Forest Areas'.Working Group 1, in which R. Bürger-Arndt and J. Welzholz represented Germany, described the different sorts of PFAs that exist in the COST Action E27 countries, reviewed their current state and historical development and provided an understanding of what the differences are between them and why. The information gathered in this process was used for a thorough description and analysis of PFAs in Europe, helped Working Group 2 to formulate recommendations for the enhancement of the quality and clarity of information on PFAs at the European level and is intended to be a source of information for scientists, foresters, policy makers and conservationists at the national and international level.The achievements of Working Group 1 were mainly made available by two project publications and two project homepages. The country reports (LATHAM et al. 2005) supply a detailed description of national Protected Area types with their historical and socio-economic background, including information on the historical development of PFAs, responsible organisations, selection criteria and representativity, inventories and monitoring and wider landscape issues. In conjunction with the elaboration of the PFA country reports, national PFA tables were compiled. They contain summary statistics on area, size, ownership, motivations for protection and management restrictions. Summarising and comparing synthesis reports on the examined issues are part of the final report of the COST Action E27 (FRANK et al. 2007). Two homepages built up by Working Group 3 provide several documents and interactive databases on PFAs produced in the course of the COST Action E27.
Mit etwa 130 bekannten Arten stellen die mantelliden Froschlurche Madagaskars eine der artenreichsten Radiationen landlebender Wirbeltiere dar, deren Monophylie zuverlässig abgesichert ist und deren Evolution auf ein geographisch überschaubares Gebiet beschränkt ist. Die Vielfalt innerhalb der Mantellidae, sowie die Existenz vieler morphologisch kaum unterscheidbaren Zwillingsarten, qualifiziert sie als Modellgruppe für evolutionsbiologische Fragen. Im Projekt sollen auf drei Ebenen Daten erhoben werden: (1) Die Stammesgeschichte zwischen und innerhalb von Arten wird mittels Sequenzanalysen des mitochondrialen 16S rRNA Gens rekonstruiert. Die molekularen Phylogien werden mit Verbreitung, Morphologie, Ökologie und Reproduktionsbiologie korrelliert, um die Bedeutung von Schlüsselinnovationen und Ausbreitungsereignissen zu ermitteln. (2) Die genetische Differenzierung zwischen Zwillingsarten, die bioakustisch, geographisch, altitudinal oder ökologisch voneinander isoliert sind, wird verglichen; zu klären ist, welcher dieser Isolationsfaktoren zeitlich zuerst auftritt und damit möglicherweise bei der Artbildung relevant ist. (3) Durch Untersuchung des Genflusses bei temporal, geographisch und ökologisch getrennten Subpopulationen ausgewählter Modellarten mittels hochvariabler molekularer Marker werden weitere Hinweise auf die entscheidenden Faktoren bei Spezifikationen erwartet. Die Kombination der Ergebnisse wird wichtige empirische Hinweise auf Schlüsselfaktoren in adaptiven Radiationen und Speziationsvorgängen bei terrestrischen Vertebraten liefern.
Molekulare Analysen des Abbaupotentials bakterieller Lebensgemeinschaften bieten die Chance, besser als bisher die Erforderlichkeit und Erfolgsaussichten eines Einsatzes von Spezialorganismen beurteilen sowie ein Monitoring der in ein System eingefuehrten Gene durchfuehren zu koennen. Erschwert wird die Detektion von Abbaugenen jedoch durch ihre relativ geringe Konservierung. Wege des Chloraromaten-Abbaus ueber Chlorbrenzkatechine sind zwar mindestens zweimal unabhaengig voneinander entstanden, aber vermutlich existiert nur eine kleine Anzahl von Verwandschaftsgruppen. Deshalb sind im Rahmen des Vorhabens zunaechst PCR-Primer zu entwickeln, mit denen die Chlorbrenzkatechin-Gene moeglichst vollstaendig erfasst und ihre Diversitaet sowie die moegliche Dominanz einzelner Sequenzen innerhalb von Verwandschaftsgruppen untersucht werden koennen. Darauf aufbauend soll das Vorkommen der jeweiligen dominierenden Sequenzen miteinander verglichen werden.
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