Oberflächengewässer sammeln die Wasser- und Stoffflüsse eines Einzugsgebiets. Flüsse liefern daher ein räumlich und zeitlich integriertes chemisches Signal einer Landschaft. Ziel des Projekts ist es, den Einfluss physikalisch-chemischer und biologischer Prozesse auf Transport und Umsetzungsprozesse von Schadstoffen im Gewässer besser zu verstehen. Mittels Lagrange'scher Beprobung in Kombination mit neuen analytischen und bioanalytischen Methoden werden Frachten und Abbaupotentiale bekannter und bisher nicht detektierter Mikroschadstoffe und deren Transformationsprodukte quantifiziert. Mit Hilfe eines neuen Masse/Effekt-Bilanzierungsmodell lassen sich wesentliche Faktoren bezüglich biologischer Wirkung und Umsetzungsprozesse identifizieren und beschreiben.
Das Forschungsvorhaben entstand aus der Forschungskooperation unserer beiden Arbeitsgruppen, die in den letzten Jahren auch durch die DFG im Rahmen von Arbeitsaufenthalten Dr. Ivanova s am HKI gefördert wurde. Das Ziel der Arbeiten ist die Untersuchung von Actinomyceten antarktischer Herkunft mit bekannter taxonomischer Zuordnung hinsichtlich ihres Bildungsvermögens für bekannte und neue Sekundärmetabolite unter Einsatz chromatografischer und instrumentalanalytischer Methoden (z.B. LC-MS, ESI-MS/CID-MS/MS). Folgende Ergebnisse werden erwartet:= Isolierung und Strukturaufklärung neuer bioaktiver Strukturen= Gewinnung von Aussagen über die genetischen Reserven antarktischer Actinomyceten bezüglich Bildung von Sekundärmetaboliten.= Gewinnung von Aussagen über die globale Verbreitung von Bildnern häufig vorkommender Sekundärmetabolite von Actinomyceten und Pilzen (z.B. Nactine, Polyether, Anthracycline und sesquiterpenoide Strukturen).
Beim mikrobiellen Umsatz von organischen Verbindungen wird ein beträchtlicher Anteil des Kohlenstoffs zunächst zum Aufbau von Biomasse durch Bakterien genutzt. Diese Biomasse unterliegt nach ihrem Absterben wieder einem Abbau durch andere Mikroorganismen. In diesem Prozess werden Fragmente der abgestorbenen Zellen entweder selbst wieder zum Substrat für andere Organismen oder direkt in der Bodenmatrix festgelegt. Damit tragen sie substanziell zur Bildung der organischen Bodensubstanz (SOM) bei. Im Rahmen der geplanten Arbeiten sollen vorwiegend durch Markierungsexperimente mit stabilen und radioaktiven Isotopen die mikrobiellen Umsatzraten und die Bildung von Huminstoffen aus bakterieller Biomasse und fraktionierten Zellbestandteilen wie auch aus mikrobiellen Mineralisationsprodukten wie CO2 und NH4 in Modellböden des Schwerpunktprogrammes detailliert untersucht werden. Dazu wird die Transformation isotopisch markierter Biomassebestandteile (14C; 13C; 15N) in Bodenbioreaktoren untersucht. Die festgelegten und umgewandelten Produkte der markierten Biomasse sollen in den verschiedenen Partikel- und Huminstofffraktionen des Bodens bilanziert und mit isotopenchemischen und strukturchemischen Methoden charakterisiert werden. Damit können der stoffliche Beitrag der Biomasse an der Bildung von Huminstoffen im Boden bilanziert und Konversionsfaktoren sowie Raten für die Stoffverteilung abgeschätzt werden. Ergebnisse aus ersten Versuchen lassen zudem auf einen signifikanten Einbau von Kohlenstoff aus CO2 in die SOM schließen. Daraus könnte sich eine Neubewertung von Tracerexperimenten zur Bildung von gebundene Resten aus Xenobiotika ergeben. Im zweiten Schritt sollen Methoden zur Ermittlung der Struktur und Funktionalität der festgelegten Biopolymere entwickelt werden. Besonderes Augenmerk wird auf die Festlegung von Zellwandbestandteilen, Strukturproteinen und Nukleinsäuren gelegt.
Methane has been identified as an important greenhouse gas which has significantly increased in the atmosphere during the last century. In cattle husbandry, the proportion of total methane coming from manure storage is estimated to range around 14 percent. Recently evidence was provided that this proportion can considerably vary and is influenced by the diet of the animals. In particular, the long-term pattern of methane release form stored manure may differ. Based on these considerations, the objectives of the present project are (i) to measure the level of methane emission from rumen fluid and ruminants using diets distinctly differing in composition; (ii) to measure the corresponding methane release from manure when these diets are fed; (iii) to develop a model for overall methane emission based on diet and storage duration. This is a joint project together with the Animal Production group of The Royal Veterinary and Agricultural University Copenhagen. A major part of the project will be carried out at the ETH research station Chamau employing dairy cows and respiratory chambers.
'Das Ziel des beschriebenen Projekts ist die Entschlüsselung des gemeinsamen Kontrollmechanismus, der der Phosphatmangelantwort sowie der Entwicklung der arbuskulären Mykorrhiza (AM) in der Modellleguminose Lotus japonicus zugrunde liegt. Bei geringer Verfügbarkeit von Phosphat (Pi) kann die AM die Pi Aufnahme verbessern. Eine hohe Pi Verfügbarkeit hat jedoch einen negativen Einfluss auf die Entwicklung der AM Symbiose. Die Regulationsmechanismen dazu sind weitgehend unbekannt. Hier soll die duale Funktion des Transkriptionsfaktors PHR1 bei der Regulation der Gene der Pi-Mangelantwort und bei der Kontrolle der Symbiosomentwicklung untersucht werden, wobei das Symbiosom der Ort des gegenseitigen Stoffaustausches in der AM ist. Im ersten Teilprojekt werden PHR1-regulierte und PHR1-unabhängige Gene aus der Pi-Mangelantwort (PSI Gene) mit Hilfe einer phr1 Mutante und PHR1 ektopisch-expimierenden Pflanzen identifiziert. In einem zweiten Teilprojekt werden Gemeinsamkeiten bei der Regulation der AM-spezifischen Antwort und der PSI Gene aufgezeigt werden. Dazu werden die oben beschriebenen Mutanten physiologisch untersucht und die PHR1-regulierten, AM-spezifischen Gene identifiziert. Im Rahmen eines dritten Teilprojektes wird ein cis-aktiver regulatorischer Cluster bestehend aus den beiden cis-Elementen CTTC und P1BS untersucht, der AM-spezifische Pi Transportergene reguliert. Insgesamt soll das regulatorische Netzwerk zur Kontrolle der Pi-abhängigen Symbiosomentwicklung in der AM entschlüsselt werden. '
Etwa die Hälfte der weltweiten Primärproduktion erfolgt durch Phytoplankton und dessen Jäger-Beute-Interaktionen mit Zooplankton bilden die Grundlage der gesamten ozeanischen Nahrungskette. Die chemischen Signale, die diese Interaktionen vermitteln, sind bisher größtenteils unbekannt. Vor kurzem konnte die Arbeitsgruppe von Erik Selander erstmals eine Gruppe solcher chemischer Signale identifizieren, die Copepodamide. Copepodamide spielen eine entscheidende Rolle in der Interaktion von Ruderfußkebsen (Copepoda) als marine, zooplanktonische Räuber mit verschiedenen Phytoplanktonspezies, wie der Gattung Alexandrium, welche an der Entstehung der schädlichen Algenblüte beteiligt ist. Die vollständige Funktion von Copepodamiden und deren Wahrnehmung durch Phytoplankton ist jedoch noch weitestgehend unbekannt. Das geplante Forschungsprojekt konzentriert sich auf zwei Hauptziele. Das erste Ziel ist die Identifizierung weiterer, neuer Copepodamide und die Untersuchung spezifischer Copepodamidmuster in verschieden Copepodspezies. Für diesen Zweck ist die Anwendung eines breiten Spektrums chemischer Separations- und Detektionstechniken geplant. Das gastgebende Institut besitzt dazu eine einmalige Kombination aus Ausrüstung, Ausstattung und Wissen um dieses Projekt zu unterstützen und ermöglicht ein tiefgreifendes Training in chemischer Ökologie und NMR-Techniken. Das zweite Ziel ist die Identifikation von Copepodamid-Rezeptorproteinen in den Phytoplanktonspezies Alexandrium tamarense und Skeletonema marioni. Dazu soll zum einen in Kooperation mit der Arbeitsgruppe von Julia Kubanek (Georgia Tech, Atlanta, USA) eine Kombination aus zell-basierten Assays und Elektrophysiologie angewendet werden. Um diese Methoden zu erlernen, ist ein Besuch der Arbeitsgruppe von Julia Kubanek vorgesehen. Des Weiteren sollen Phagen-Display und Protein-Affinitäts-Chromatografie angewendet werden, um die Copepodamid-Rezeptorproteine sowie deren genomische Sequenz zu identifizieren.Die Jäger-Beute-Interaktionen zwischen Zooplankton und Phytoplankton sind von entscheidender Bedeutung für das ökologische Gleichgewicht der Ozeane. Vornehmlich werden diese Interaktionen durch chemische Signale reguliert. Die Identifizierung dieser Signale sowie der entsprechenden Rezeptoren liefert einen entscheidenden Beitrag zum Verständnis planktonischer Interaktionen. Zudem hat das geplante Forschungsprojekt das Potential als ein Meilenstein bei der Entschlüsselung der einflussreichen, bisher jedoch unbekannter, chemischer Sprache der Ozeane zu dienen.
Untersuchungen ueber die Wirkungsmechanismen von Hyperparasiten von Rostpilzen und die Moeglichkeiten zur Anwendung in der Rostbekaempfung. Der imperfekte Pilz Aphanocladium album ueberwaechst mit seinem Myzel die Sommersporenlager verschiedener Rostpilze; er bewirkt eine rasche Keimung der Sommersporen, loest die Keimschlaeuche auf und dringt in die Sporen ein. In der Folge bildet der Rostpilz Wintersporen, die erst nach einer Ruheperiode keimen. Wir versuchen, die wirksamen Stoffwechselprodukte des Hyperparasiten zu isolieren und ihre Einsatzmoeglichkeiten zu pruefen. Andere Rostpilze bilden nur eine Form von Sporen, die sofort keimen und den Pilz verbreiten. Hier scheint ein direkter Einsatz des Hyperparasiten zur Rostbekaempfung im Gewaechshaus moeglich.
Die Ährenfusariose des Weizen ist eine weltweit auftretende Pilzkrankheit. In den letzten Jahren wurde dieser Getreidekrankheit erhöhte Bedeutung beigemessen. Neben beträchtlichen Ertragseinbussen schädigt der Befall mit Fusarium die ernährungsphysiologische Qualität des Getreides stark. Verpilztes Getreide kann nämlich sekundäre Stoffwechselprodukte enthalten, die sogenannten Mykotoxine, welche für Mensch und Tier gefährlich sind. Die Mehrzahl dieser Pilzgifte ist hitzestabil und daher auch in verarbeiteten Lebensmitteln wie Brot oder Makkaroni vorhanden, wenn toxinverseuchtes Getreide als Rohstoff diente. Pflanzenbauliche und chemische Maßnahmen erlauben keine zuverlässige Bekämpfung dieser Krankheit. Der Anbau von widerstandsfähigen Weizensorten könnte eine Schlüsselrolle in der integrierten Bekämpfung der Ährenfusariose einnehmen. Die gegenwärtig in Mitteleuropa zugelassenen Weizensorten sind allerdings mittel bis stark anfällig. Resistente Linien stammen aus Asien oder Südamerika, und sind daher für österreichische Anbaubedingungen ungeeignet. Die gezielte Einkreuzung von Resistenzgenen aus den hoch-resistenten Herkünften in heimische Weizenformen dauert mit herkömmlichen Zuchtverfahren mindestens 10-15 Jahre, könnte allerdings mit modernen molekularen Diagnoseverfahren wesentlich beschleunigt werden. Im vorliegenden Projekt wurden daher Resistenzgene mittels molekularer Markertechniken genetisch kartiert. Für die Kartierung dienten uns zwei verschiedene Kreuzungspopulationen aus resistenten und anfälligen Weizenlinien. Mehr als 200 Nachkommen jeder Kreuzung wurden in wiederholten Feldversuchen auf ihre Resistenzeigenschaften überprüft. Parallel dazu entwickelten wir molekulare Kopplungskarten in beiden Populationen. Die gemeinsame biometrische Analyse der Felddaten mit den Markerdaten erlaubte die Identifizierung jener Genomabschnitte, welche mit hoher Wahrscheinlichkeit Resistenzgene aufweisen. Die beiden Kreuzungen unterscheiden sich deutlich in ihrer Genetik. In einer Population fanden sich zwei Genorte mit relativ großen Effekten und in der anderen Kreuzung mehrere Loci mit mittleren bis geringen Einzeleffekten. Die so identifizierten Genomregionen können nun mit molekularen Markern basierend auf der Polymerasekettenreaktion (PCR) detektiert werden. Es genügt ein kleines Stück Pflanzengewebe, z.B. von einem Keimling, um die Resistenzeigenschaft einer Pflanze einschätzen zu können. Aufwändige Resistenzprüfungen im Feld oder Glashaus lassen sich somit einsparen und die Entwicklung lokal angepasster Sorten mit erhöhter Fusariumresistenz könnte deutlich beschleunigt werden. Mehrere Pflanzenzüchter in Europa und in Übersee setzen diese Techniken mittlerweile in Ihren Zuchtprogrammen ein. Neue Weizensorten mit geringer Anfälligkeit für Mykotoxinverseuchung sind daher für die kommenden Jahre zu erwarten.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 1102 |
| Kommune | 7 |
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| Wirtschaft | 2 |
| Wissenschaft | 506 |
| Zivilgesellschaft | 19 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 1093 |
| Text | 9 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 9 |
| Offen | 1093 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1018 |
| Englisch | 165 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 2 |
| Dokument | 17 |
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| Topic | Count |
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| Boden | 728 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1072 |
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