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Impact of Intrafollicular Sulfated Steroids on Follicular Cells and the Oocyte's Developmental Capacity in Cattle

Steroid hormones are essential in orchestrating oocyte maturation, i.e. estrogens of follicular origin support the development of the female gamete and fertilization. In this project the concentration of free and conjugated estrogens during follicular development will be analysed and compared to local concentrations in the developing follicle. Cattle are suitable animal models because of the accessibility and suitability for frequent examination and sampling. Furthermore, it has been useful for understanding several features of human reproduction including follicular dynamics, the fate of the emerging follicles is orchestrated mainly by gonadotropins and steroid hormones in a similar manner. Ovarian SULT1E1 participates locally in the regulation of follicular estrogen activity. The ESTcatalysed down-regulation of estrogen activity enables normal ovulation. Conversely, sulfoconjugated estrogens may also be precursors of the production of free estrogens depending on estrogen sulfatase (StS) acitivity. In mammals, follicular luteinisation/ovulation is triggered by a surge in LH and is characterised by numerous physical and biochemical changes, including the decreased production of estradiol (E2). This loss in E2 biosynthetic capacity has been explained by a marked decrease in the expression of key steroidogenic enzymes involved in the follicular production of active estrogens. However, little is known about the regulation of enzymes/proteins responsible for the inactivation and elimination of estrogens, as mediated for example by EST during this period.

GK 1024: Interdisziplinäre Umweltgeschichte - Naturale Umwelt und gesellschaftliches Handeln in Mitteleuropa - PB B: Eindämmung von Natur: Viehseuchen, Schädlingsbekämpfung und Flußregulierung von der Frühaufklärung bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts - B2: Schädlinge in Feld und Forst - Ein Vergleich ihrer Bekämpfung im 18. und 19. Jahrhundert

Schädlinge und die Möglichkeiten ihrer Bekämpfung sind für menschliche Gesellschaften von großer Bedeutung. Seit den Anfängen von Ackerbau und Viehzucht waren es neben den Krankheitserregern und Hausschädlingen vor allem die Ertragsverluste in Agrar- und Forstwirtschaft sowie der Verlust von Nutzvieh und Jagdwild, die eine Bekämpfung von schädlichen Tieren notwendig machten. Bis heute bestimmen Schädlinge große Bereiche des menschlichen Lebens und beeinträchtigen Gesundheit, Ernährung und Wohlbefinden. Über die Geschichte ihrer Bekämpfung und der damit verbundenen impliziten und expliziten Wert- und Unwertvorstellungen über Organismen liegen bisher nur geringe Kenntnisse vor. Seit dem 18. Jahrhundert finden sich in den deutschen Territorien zunehmend gedruckte Ratschläge und Verordnungen zur Schädlingsbekämpfung. Neben solchen Erfahrungsberichten finden sich auch theoretische Schriften über die Naturgeschichte der Schädlinge und ihre Stellung in der Schöpfung. Die Bekämpfung sogenannter 'culturschädlicher Thiere' spielt in dieser Zeit als Untertanenschutz und Vorsorge zur Verbesserung der Lebensbedingungen auch eine zentrale Rolle im staatlichen Handeln, wobei sie sich in den allgemeinen Forschungsgedanken integriert. Trotz vereinzelt auftretender religiöser Bedenken wird die Schädlingsbekämpfung aufgrund der menschlichen Lebensansprüche in öffentliches wie privates Handeln integriert. Ende des 18. Jahrhunderts sind zahlreiche schädliche bzw. als schädlich betrachtete Wirbeltiere aus der Kulturlandschaft verschwunden, sodass sich die vorher auf jene fixierte Schädlingsbekämpfung im 19. Jahrhundert überwiegend auf den Kampf gegen Wirbellose konzentriert. Nach den Ergebnissen der vorausgehenden Projekte des Graduiertenkollegs und der Begleitforschung ist eine weitere thematische Fokussierung auf den Vergleich der Schädlingsbekämpfung in der Land- und Forstwirtschaft lohnend. Diskurse zur Schädlingskunde und zur Schädlingsbekämpfung liefen in beiden Bereichen nicht synchron. Der Arbeit liegt die Beobachtung zugrunde, dass die Systematisierung und Verwissenschaftlichung der praktischen Agrarschädlingskunde in Deutschland mehrere Jahrzehnte später erfolgten als bei der Forstschädlingskunde. Dieser Umstand ist erstaunlich, da eine Schädlingskalamität in der Getreidewirtschaft eher noch zu einer existenziellen Bedrohung werden konnte als eine Forstkalamität und die wissenschaftlichen Voraussetzungen und Erkenntnismittel in beiden Wirtschaftsbereichen gleicher Art waren. Das Ziel der Arbeit ist eine Überprüfung und Analyse dieser Diskrepanz im 18. und 19. Jahrhundert und ihrer möglichen biologischen und gesellschaftlichen Ursachen. In die Analyse werden unterschiedliche Quellengattungen einbezogen. Neben der deutschen Hausväterliteratur des 17. und 18. Jahrhunderts, findet der Gelehrtendiskurs aus wissenschaftlichen Monographien und Artikeln aus Forst-, Agrar- und Jagdzeitschriften Verwendung. usw.

Genetische Untersuchungen bei Cerviden (Cervidae; Artiodactyla, Mammalia)

Mit Hilfe der genetischen Analyse sind bei Cerviden genetische Marker auf der Ebene der Zelle (Chromosomenpolymorphismen), des Genproduktes (Protein-Polymorphismen) und ggf. der DNA (Restriktionsfragmentlaengen-Polymorphismen) zu identifizieren. Zugleich sollen aus diesen Untersuchungen erste Erkenntnisse ueber die genetischen Strukturen von Hirschpopulationen, welche seit langer Zeit einer menschlichen Beeinflussung unterliegen, gewonnen werden. Die geplanten Untersuchungen stellen gleichzeitig einen Beitrag zur Kenntnis der genetischen Grundlagen fuer das Management freilebender und in menschlicher Obhut, etwa in zoologischen Gaerten oder als landwirtschaftliche Nutztiere, gehaltener Hirschpopulationen dar.

Nachhaltige Integrierte Farmsysteme für die Mitigation und Anpassung an den Klimawandel mit Kleinbauern in Indien, Teilprojekt 2

Ernaehrungsphysiologische Bewertung von unkonventionellen oder speziell aufbereiteten Futtermitteln

a) Ermittlung von Kenndaten fuer den Einsatz sowohl unkonventioneller Futtermittel wie Krillmehl, Regenwurmmehl u.a. als auch besonders aufbereiteter Futtermittel wie Leguminosen und Stroh in der Ernaehrung landwirtschaftlicher Nutztiere. b) Analytische Untersuchung dieser Futterstoffe sowie tierexperimentelle Versuche mit Ratten, Schweinen und Wiederkaeuern. c) Langfristige Arbeiten.

Trinkwassersammelstrategien im frühbronzezeitlichen Jawa (NO-Jordanien): Experimentelle Anwendungen archäologischer, speläologischer und geophysikalischer Methoden in der Identifikation und Erforschung natürlicher Zisternen

Im Umfeld der frühbronzezeitlichen befestigten Höhensiedlungen in der Basaltwüste Nordostjordaniens wurden die bislang ältesten komplexen hydraulischen Anlagen Vorderasiens entdeckt. Mit diesen Systemen wurde in den Regenzeiten der Oberflächenabfluss gesammelt, um damit Terrassengärten zu bewässern und Wasser in offenen Reservoirs zu speichern. Während das in offenen Reservoirs gespeicherte Wasser sich zum Tränken des Viehs und als Brauchwasser eignete, ist es für den menschlichen Konsum ungenießbar. Wie die Versorgung der Bewohner der befestigten Höhensiedlungen mit Trinkwasser ausgesehen hat, ist bislang nicht geklärt und soll im Rahmen dieses Projektes untersucht werden. Als eine mögliche Strategie zur Trinkwasserversorgung könnte die Nutzung von Lavahöhlen als natürliche Zisternen in Betracht gezogen werden. Solche Lavahöhlen, in denen sich zur Regenzeit Wasser sammelt, welches dort unter Sonnenlichtabschluss lange genießbar bleibt, sind an einigen Stellen in der Basaltwüste Nordostjordaniens nachgewiesen und werden teilweise auch traditionell von Beduinen zur Wasserversorgung genutzt. Die durch jüngste Raubgrabungen erfolgte Aufdeckung dreier natürlicher Kavernen unter der Siedlungsoberfläche der frühbronzezeitlichen befestigten Höhensiedlung Jawa, lieferte nun erste Hinweise auf eine mögliche Existenz von Lavahöhlen unter der Siedlungsoberfläche einer befestigten Höhensiedlung. Das Projekt verfolgt das Ziel, diese Entdeckung zu verifizieren, in dem diese Höhlen in Jawa archäospeläologisch dokumentiert und archäohydrologisch auf ihre mögliche Funktion als Trinkwasserspeicher untersucht werden. Darüber hinaus sollen für die Weiterentwicklung bzw. Anpassung geophysikalischer Methoden zur Lokalisierung von verborgenen Lavahöhlen unterschiedliche geophysikalische Methoden experimentell in Testbereichen im Umfeld der bekannten Höhlen erprobt werden, um im Erfolgsfall in einem künftigen Projekt die verbleibenden Siedlungsareale von Jawa und einige der zeitgleichen befestigten Höhensiedlungen in der jordanischen Basaltwüste auf vergleichbare natürliche Zisternen hin zu untersuchen. Da die Kontrolle von Trinkwasserreservoirs in einer solchen ariden Region auch in der Frühbronzezeit einen erheblichen strategischen Vorteil bot, war sie möglicherweise eine Hauptursache für die Errichtung von Fortifikationen an diesen Siedlungsstandorten.

Erosionsprozesse in degradierten Arganbeständen in Südmarokko

Boden und Vegetation endemischer Arganbestände in Marokko werden durch Expansion und Intensivierung der Agrarwirtschaft sowie Überweidung zunehmend degradiert. Überschirmte Flächen nehmen ab, unbedeckte Flächenanteile zwischen den Arganien nehmen zu. Infolge verminderter Infiltration steigen Oberflächenabfluss- und Bodenabtragsraten stark an. Auf den degradierten Böden kann sich nur lückenhafter Unterwuchs (Krautige und Gras) und kein Jungwuchs mehr ausbilden. Durch Untersuchungen verschieden stark degradierter Arganbestände werden in diesem Vorhaben Grenzwerte herausgearbeitet, ab denen bodenerodierende Prozesse initiiert werden, sowie solche, ab denen von einer Dynamisierung der Prozesse, insbesondere Rinnen- und Gully-Erosion, auszugehen ist. Dazu werden in drei Testgebieten im Hohen und Anti-Atlas eingezäunte Aufforstungsflächen mit ungeschützten Flächen auf verschiedenen Hangneigungen verglichen. Die Entwicklung der Bestandsdichten wird mit hochauflösenden CORONA-Satellitenbildern aus dem Jahr 1968 und großmaßstäbigen Luftbildern von 2017/18 quantifiziert, welche mit unbemannten Fluggeräten (UAVs) aufgenommen werden. Die Wuchsform der Bäume wird mit Structure from Motion (SfM)-Verfahren (3D-Modelle aus Multikopter-Aufnahmen) dokumentiert und klassifiziert. Untersuchungen zur Korngrößenverteilung, Aggregatstabilität, organischen Bodensubstanz und Bodennährstoffen sollen hypothesengeleitet den - mit steigendem Abstand der Bäume - sinkenden Einfluss der baumüberschirmten Fläche auf die erweiterten Zwischenbaumflächen aufzeigen. Mit Beregnungsversuchen und Infiltrationsmessungen werden Erodibilität und Infiltrationsvermögen der Zwischenbaumflächen in verschiedenen Degradationsstadien untersucht. Der Sedimentaustrag aus linearen Erosionsformen wird durch ein SfM-Monitoring mittels 3D-Modellen quantifiziert. Steinbedeckung und Viehwege lassen sich aus den selbst erstellten Luftbildern ermitteln. Viehzählungen und Interviews mit Schlüsselinformanten ergänzen die Kenntnisse über den Beweidungsdruck durch Schafe und Ziegen auf die Arganbestände. Anhand der Untersuchungen zur Degradation von Bestandsdichten, Zwischenbaum- und baumüberschirmten Flächen können die Arganbestände in mit Werten unterfütterte Stabilitätsklassen unterteilt werden. Die durch das Multi-Methoden-Konzept erarbeiteten Grenzwerte zeigen die Dynamisierung der Bodenerosionsprozesse unter Arganbeständen und belegen, dass bestimmte Erosionsprozesse verschiedenen Degradationszuständen der Fläche sowie unterschiedlichen Bestandsdichten zugeordnet werden können. Dies ist eine notwendige Voraussetzung für die nachhaltige Bewirtschaftung der Arganbestandsflächen.

Gerätekombination für Next-Generation-Sequenzierungen, High-Density Genotypisierungen und Expressionsmessungen

Das beantragte Gerätesystem kombiniert die Leistungsfähigkeit und hohe Auflösung der Next-Generation- Sequenzierung mit der Hochdurchsatz-Kapazität von Genotypisierungs- und Expressionsarrays. Es deckt den gesamten Bereich niedriger bis sehr hoher Plexitätsgrade ab und ermöglicht Untersuchungen auf DNA-, RNA- und Protein-Ebene. Es wird hauptsächlich von den überwiegend neu besetzten Fachgebieten Genetik und Züchtung landwirtschaftlicher Nutztiere, Nutzpflanzenbiodiversität und Züchtungsinformatik, Ernährungsphysiologie der Kulturpflanzen und Physiologie und Biotechnologie der Pflanzen genutzt. Die beiden genetischzüchterisch ausgerichteten Fachgebiete werden das Gerät schwerpunktmäßig für Sequenzierungen einzelner Gene und ganzer Genome und für Array-basierten Genotypisierungen und Expressionsanalysen nutzen. Die eher physiologisch ausgerichteten Fachgebiete werden das Gerät für die auf RNA-Sequenzierung basierende Expressionsanalyse, die Identifizierung von Mutationen durch next-genration-mapping, sowie für die Sequenzierung ausgewählter Gene landwirtschaftlicher Kulturpflanzen nutzen. Durch das mächtige Gerätesystem können diese Fachgebiete die Möglichkeiten der modernen Genomforschung in ihren jeweiligen Forschungsschwerpunkten mit einbauen und dadurch international sichtbare und hochkompetetive Projekte realisieren.

Anorganische Schadstoffe in der Nahrungskette

Anorganische Elemente in Futtermittel und Lebensmittel tierischer Herkunft, Untersuchungen zum Carry Over aus Futtermitteln in landwirtschaftliche Nutztiere.

ERA-NET SUSCROP: Entwicklung von standfestem und klimaangepasstem Roggen - ein Beitrag zur nachhaltigen Getreideproduktion in marginalen Umwelten ()RYE-SUS)

Roggen ist in Europa ein traditionelles Brotgetreide und eine wertvolle Energie- und Eiweißquelle für das Vieh. Die Anbauflächen von Roggen sind in Europa in den letzten Jahrzehnten allerdings kontinuierlich gesunken und dadurch verringerte sich auch die Diversität am Feld und am Teller bzw. im Trog. Weizen, Mais und Gerste dominieren heute als Nahrungs- bzw. Futtermittel. Das Ziel von RYE-SUS ist eine nachhaltige Steigerung und Sicherung der Roggenproduktion ohne Erhöhung des Wasser- und Düngemitteleinsatzes, vor allem auch in Produktionsrandlagen die für die Weizenproduktion ungeeignet sind. Erreicht wird dies durch eine Veränderung der Pflanzenarchitektur. RYE-SUS wird neuartige Gibberellin-sensitive Halbzwerg-Roggen mit optimiertem Ernteindex, hohem Ertragspotential, verbesserter Standfestigkeit, verbesserter Dürretoleranz und geringer Anfälligkeit für Mutterkorn entwickeln. RYE-SUS wird die Wettbewerbsfähigkeit von Roggen in der europäischen und kanadischen Landwirtschaft verbessern durch: (i) die Nutzung der Hybridzüchtung: Roggen ist fremdbefruchtend (offen abblühend). Die Selbstinkompatibilität gewährleistet eine hohe Durchkreuzung innerhalb einer Population. (ii) die Steigerung der zielspezifischen Selektionseffizienz und Beschleunigung der Züchtungsprozesse durch genombasierte Präzisionszucht: Ein kürzlich entwickelter 20k SNP-Array für Weizen, Roggen und Triticale wird zur Erstellung genomweiter Fingerabdrücke verwendet. (iii) die Verbesserung der Standfestigkeit, Frost- und Dürretoleranz sowie der Nährstoffeffizienz: durch die Einkreuzung des Kurzstrohgenes Ddw1 wird nicht nur die Wuchshöhe verringert und die Standfestigkeit verbessert, sondern auch die Assimilatumlagerung ins Korn erhöht. (iv) die Reduktion toxischer Mutterkornalkaloide im Erntegut: eine ausreichend hohe Pollenproduktion in den RYE-SUS Experimentalhybriden wird durch die markergestützte Introgression der Restorergene Rfp1, Rfp2 und Rfp4 gewährleistet. (v) die Nutzung natürlicher Genetik und die Entwicklung neuer molekularer Technologien: die genomweite Genotypisierung und die intensive Phänotypisierung an mehreren europäischen sowie kanadischen Standorten ermöglichen das Auffinden von Genregionen die für wichtige Merkmale des Roggens verantwortlich sind und (vi) die Entwicklung eines Wachstumsmodells für Roggen welches eine nachhaltige und optimierte Kulturführung von Roggen ermöglichen wird: erstmals wird für Roggen ein Wachstumsmodell entwickelt welches auch die Auswirkungen des Klimawandels auf die Roggenproduktion erfassen wird. Dafür wird ein bereits etabliertes Wachstumsmodell für Weizen durch umfangreiche Datensätze mit standortspezifischen Boden- und Tageswetterdaten, Aussaatterminen, Düngeintensitäten, Erntemanagementdaten, morphologische Daten sowie Daten zu Ertrag und Ertragskomponenten aus Langzeitversuchen an diversen Standorten in Deutschland und Europa angepasst. (Text gekürzt)

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