Comprehension of belowground competition between plant species is a central part in understanding the complex interactions in intercropped agricultural systems, between crops and weeds as well as in natural ecosystems. So far, no simple and rapid method for species discrimination of roots in the soil exists. We will be developing a method for root discrimination of various species based on Fourier Transform Infrared (FTIR)-Attenuated Total Reflexion (ATR) Spectroscopy and expanding its application to the field. The absorbance patterns of FTIR-ATR spectra represent the chemical sample composition like an individual fingerprint. By means of multivariate methods, spectra will be grouped according to spectral and chemical similarity in order to achieve species discrimination. We will investigate pea and oat roots as well as maize and barnyard grass roots using various cultivars/proveniences grown in the greenhouse. Pea and oat are recommendable species for intercropping to achieve superior grain and protein yields in an environmentally sustainable manner. To evaluate the effects of intercropping on root distribution in the field, root segments will be measured directly at the soil profile wall using a mobile FTIR spectrometer. By extracting the main root compounds (lipids, proteins, carbohydrates) and recording their FTIR-ATR spectra as references, we will elucidate the chemical basis of species-specific differences.
Im Gegensatz zu anderen landwirtschaftlichen Arten sind die im Weinbau verwendeten Sorten sehr alt, Riesling mindesten 500 Jahre, Spätburgunder mindestens 1000 Jahre. Reben werden vegetativ vermehrt und im Laufe der Zeit haben sich durch Mutationen bei traditionellen Sorten zahlreiche Spielarten entwickelt. Gelegentlich betreffen diese Veränderungen deutlich sichtbare Merkmale wie die Blattbehaarung oder die Beerenfarbe. So entstanden aus dem blauen Spätburgunder die Sorten Ruländer und Weißburgunder. Doch die meisten dieser genetischen Veränderungen bleiben unscheinbar, wie eine veränderte Beerengröße, Beerenstiellänge, Seitentriebbildung oder Säuregehalt der Früchte. Es sind jedoch gerade diese Veränderungen, die die Voraussetzungen für die Entwicklung neuer, den Belangen der Praxis besser angepasster Klone bildet. Diese erlauben des dem Winzer den für seine Produktionsziele besten Klon zu benutzen. So erfolgreich die deutsche Klonenselektion in den vergangenen 100 Jahren auch war, so gefährdet ist sie jedoch auch. Durch den Ersatz alter Weinberge, die noch nicht mit Klonen bepflanzt wurden, durch Klonen reine Bestände, verschwindet die genetische Vielfalt innerhalb alter traditioneller Sorten wie Riesling oder Burgunder. Damit reduziert sich gleichzeitig die Möglichkeit zur Entwicklung neuer Klone, die den Erfordernissen eines zunehmend kompetitiven globalen Marktes, gewachsen sind. Eine Erhaltung dieses Material ist daher dringend geboten. Zurzeit dürften weniger als 500ha der deutschen Rebfläche nicht mit Klonenmaterial bepflanzt sein. Viele dieser Weinberge stehen in sehr alten, schwer zugänglichen Steillagen an der Mosel und sind sowohl wegen ihres hohen Alters als auch ihrer geringen Wirtschaftlichkeit bedroht. Die Zahl nimmt durch Betriebsaufgaben und Flurbereinigungen ständig ab und damit auch die genetische Streubreite alter Sorten, wie Riesling. Zur Sicherung der genetischen Vielfalt innerhalb traditioneller deutscher Sorten sammelt das Fachgebiet in alten Rebanlagen phänotypisch interessant erscheinendes Material, testet es auf wirtschaftlich wichtige Viruserkrankungen und sichert gesundes Material in situ auf den Flächen des Fachgebiets bzw. denen von Partnerinstitutionen.
Vergleich von Winterweizensorten aus konventioneller Landwirtschaft mit Sorten, die speziell fuer den biologischen Landbau gezuechtet wurden, in Feldversuchen unter den praktischen Bedingungen des biologischen Landbaus. Untersuchung von Ertragsentwicklung, Ertragsstruktur und anderen Parametern.
Hintergrund: Staudenmischungen können auch eine gute Lösung für Dachbegrünungen sein. In diesem Fall soll getestet werden, ob die Zusammenstellung der trockenverträglichen Arten bei einer Vegetationstragschicht von 21 cm langfristig harmoniert bei minimaler künstlicher Bewässerung. Zudem sind in den aufgestellten Hochbeeten, die in Form von Schiffchen die Pflanzfläche rhythmisieren, Gräser-Geophyten-Mischungen aufgepflanzt. Zielsetzung: Ziel des Versuchs ist, die Zusammenstellung der Mischung zu testen und als Komplettlösung für die Dachbegrünung anzubieten. Des Weiteren soll in einer Langzeitbeobachtung die Entwicklung der eingebrachten Geophyten beobachtet werden.
Hintergrund: In der Vergangenheit lag der Schwerpunkt dieser Arbeit eindeutig in der Erprobung und Erforschung von Staudenmischpflanzungen für die Lebensbereiche Freifläche und sonnigen Gehölzrand. In einer ersten Versuchsphase von 2009 bis 2015 wurden 12 Mischungen für den Lebensbereich Gehölz und absonnigen Gehölzrand getestet, die nun in der zweiten Versuchsphase optimiert aufgepflanzt wurden. Zielsetzung: Ziel des Versuchs ist, diese neu kombinierten Mischungen zu testen und als Komplettlösung für die Bepflanzung von schattigen / absonnigen Partien an Gebäuden bzw. als Unterpflanzung von Gehölzen anzubieten. Des weiteren soll in einer Langzeitbeobachtung die Entwicklung der eingebrachten Geophyten beobachtet werden.
Hintergrund: Gräserhecken können eine interessante Alternative zu Gehölzhecken als temporäre sichtschützende Raumteiler oder als raumwirksame Elemente in Pflanzungen sein. In diesem Fall soll getestet werden, wie und in welchem Zeitraum des Jahres die ausgewählten Arten als Raumteiler bzw. Sichtschutz wirksam sind und wie sie ästhetischen Kriterien gerecht werden. Geophyten können als Mischpflanzung intensive Farbaspekte über einen längeren Zeitraum im Frühjahr hervorbringen und damit die wirkungsarme Zeit der Gräser überbrücken. Zielsetzung: Die attraktive Kombination von Gräsern mit Geophyten in dieser Form ist bislang nicht auf dem Markt zu finden und könnte zukünftig eine gute Alternative zu relativ eintönigen Gehölzhecken darstellen. Des Weiteren soll in einer Langzeitbeobachtung die Entwicklung der eingebrachten Geophyten-Einzelarten sowie die Mischung in ihrer Gesamtwirkung beobachtet werden.
Im extensiven Streuobstbau werden im Regelfall keine Pflanzenschutzmittel eingesetzt, sodass die Bäume mehr oder weniger häufig von Schorf, Mehltau o.a. befallen werden. Neue, resistente Züchtungen, z.B. aus Dresden-Pillnitz, sind aber hauptsächlich für den Intensivanbau auf Spindelbüschen oder Niederstämmen gedacht. An verschiedenen Standorten testet dieser Langzeitversuch die Eignung der wichtigsten neuen Sorten für den extensiven Streuobstanbau auf Hochstämmen - auch im Vergleich mit jeweils altbewährten Apfelsorten. Am Standort Reichenbach können auch Obstertrag und -qualität sowie die Vitalität von Spindelbüschen und Hochstämmen unter gleichen Voraussetzungen verglichen werden.
Cassava is a crop used by subsistence farmers in tropical and subtropical regions. It is extensively cultivated in certain regions of India and also in other Asian and African countries, and its cultivation is expected to further increase due to climate changes and increased water shortage, since cassava is drought-adaptive. Viruses, especially the begomoviruses Indian cassava mosaic-, Sri Lankan cassava mosaic- and African Cassava mosaic viruses (ICMV,SLCNV,ACMV here commonly I/SL/ACMV) cause dramatic losses in cassava cultivation. The plant recognizes viral RNA in the form of double-strand (ds)RNA, a by-product of virus replication. Long dsRNA is chopped by dicer enzymes into small interfering (si)RNAs, 21 to 24 base pair duplexes, consisting of a guide and a passenger-strand. The guide-strand forms together with the Slicer protein AGO a 'RISC'-complex which recognizes and cleaves cognate, i.e. in our case viral RNA. A remarkable feature of RNA interference (RNAi) is that, once started, it initiates a positive feedback loop, whereby the sliced RNA fragments are converted to more dsRNA by host RNA-dependent RNA polymerase, which give rise to more siRNAs. Furthermore, siRNAs or other components of the silencing pathway invade the plant systemically and protect from virus proliferation. Our antiviral strategy is to shift this equilibrium in favour of the plant by providing dsRNA cognate to the virus sequences. As a result, more siRNAs are produced, more virus RNA is destroyed and more systemic silencing signal reaches the growing tissue. Finally plants recover fast from initial infection or even become immune to incoming virus. Our project involves isolation, sequencing and cloning of the I/SL/ACV virus populations and their satellites occurring in the states of Andhra Pradesh, Maharashtra, Kerala, and Tamil Nadu. From these sequences a series of constructs will be derived that express hairpins, i.e. dsRNA with a loop between the RNA arms. We will construct variants that target all these viruses, including those that mimic natural micro (mi)RNAs or transacting (ta)siRNAs down-regulating host genes, and those provided with constitutive or virus-inducible promoters. We will optimize these constructs in transient assays to select those most efficient in initiating siRNA production. Selected constructs will then be cloned in Agrobacterium Ti-plasmid vectors and used for transformation of host plants. Although virus-resistant cassava is our goal, preliminary tests of the constructs could also be performed with the easily transformable Nicotiana benthamiana in one of our labs, as has been done by the applicants for African cassava mosaic begomovirus or with a more easily transformable model cassava cultivar with the help of Dr. Peng Zhang, Chinese academy of Science, Shanghai, thus extending a former collaboration of the Basel group with him.
*This project will establish the research facility infrastructure and experimental plots as basis for the work of all projects. The coordination project will be responsible for the overall plot management. The scientific coordinator will not only supervise the technical staff, but participate in research with studying the flora of invading plant species and with investigation on the effect of competition on 48 cultivars of Lolium perenne. The coordination project will also be responsible for data management and statistical support. The data manager will share research by studying the development of plot patterns as they evolve over time in the experimental plots.
Hintergrund: Gerade in Regionen, in denen der ländliche, eher durch extensive Bewirtschaftung geprägte traditionelle Hochstammobstbau nicht durch intensivere Verfahren im Obstbau verdrängt wurde wie am Bodensee, ist ein beachtliches Reservoir an seltenen und erhaltungswürdigen alten Sorten vorzufinden. Zielsetzung: Kartiert wird in den Landkreisen Ober-, Ost-, Unterallgäu und Lindau sowie den kreisfreien Städten Kempten, Memmingen und Kaufbeuren, also im gesamten bayerischen Allgäu. Bis 2013 werden die in den Obstgärten vorkommenden Kernobstsorten erfasst und Konzepte zur Sortenerhaltung erarbeitet. In diesem Zusammenhang finden im Fachzentrum Analytik der LWG Inhaltstoffanalysen ausgewählter Arten statt. An der Versuchsstation für Obstbau Schlachters wird ein Sortengarten aufgebaut.
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