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RNAi-basierte epigenetische Krankheitsresistenz in Weizen, Teilprojekt A

Einfluss der Heterogenitaet von Pflanzenbestaenden auf den Befall von Pflanzen durch tierische Schaedlinge

Von Pflanzenbestaenden, die nur eine Pflanzenart enthalten, wird oft ein staerkerer Befall durch tierische Schaedlinge vermutet. Durch Laborversuche mit verschiedenen Arten phytophager Insekten wird geprueft, ob das Aufsuchen der Wirtspflanzen in Reinbestaenden gegenueber Mischbestaenden erleichtert ist.

Entwicklung einer Push- and Pull-Strategie zur Bekämpfung von Drosophila suzukii mittels einer sprühfähigen Matrix und Extrakten aus Koniferen

Die Kirschessigfliege Drosophila suzukii hat sich schnell in ganz Europa verbreitet und verursacht bereits 2014 erhebliche Schäden in Obst- und Rebanlagen in Deutschland - so auch wieder in 2021. D. suzukii Weibchen legen ihre Eier in reifende Früchte, aus den Eiern schlüpfen Maden, die sich zunächst vom Fruchtfleisch ernähren. Durch den Larvenfraß wird der Hauptschaden verursacht. Derzeit stehen keine gut wirksamen Bekämpfungsmaßnahmen für D. suzukii zur Verfügung. Ziel des Projektes ist daher die Etablierung einer alternativen, umweltschonenden Bekämpfungsmethode von D. suzukii, einer sog. Push&Pull Strategie. Dafür soll über eine Pflanzen-freundliche SiO2-basierte sprühfähige, zu einem extrem dünnen durchsichtigen Film polymerisierende, Matrix ein D. suzukii abstoßender Duftstoff auf Wirtspflanzen und ein attraktiver Duftstoff auf Pflanzen außerhalb der Produktionsanlagen aufgebracht werden, zum anderen sollen Lockstofffallen, die einen attraktiven Lockstoff (Fruchtextrakte) für D. suzukii enthalten, die Insekten massenhaft fangen. Es ist bereits bekannt, dass sich in diese Matrix eingebettete Cyclodextrine zur Einbindung und längerfristigen Freisetzung verschiedener Duftstoffe aus der Matrix in anderen industriellen Anwendungsbereichen eignen. Es soll daher zunächst untersucht werden, ob sich die für D. suzukii identifizierten repellenten und attraktiven Duftstoffe so in die Cyclodextrine enthaltende Matrix einbetten lassen, dass diese Duftstoffe nach dem Aufsprühen auf Pflanzenteile über einen längeren Zeitraum in ausreichender Menge freigesetzt werden, um ihre repellente (Push) bzw. attraktive (Pull) Wirkung zu entfalten. Für eine selektive Anlockung von D. suzukii in die Massenfang-fallen und eine damit verbundene Abtötung sollen parallel spezifische attraktiv wirkende Substanzen identifiziert werden. Beide Bausteine zusammen ergeben dann als Push-Pull Systeme eine völlig neuartige, umweltschonende und gezielte Bekämpfungsstrategie für das Schadinsekt.

Biologie und Kontrolle von Orobanche ramosa L.

Das parasitische Unkraut Orobanche ramosa L. verbreitet sich in Mitteleuropa und bedroht die Produktion mehrerer Kulturpflanzen - Tabak, Raps, Kartoffel, Karotte und Tomate. Im Gegensatz zu anderen Unkräutern, die mit der Kulturpflanze um Ressourcen konkurrieren, entnimmt O. ramosa Wasser, Nährstoffe und Assimilate direkt aus der Wirtswurzel. Dies führt zu erheblichen Ertrags- und Qualitätsverlusten. Da O. ramosa unmittelbar mit der Wirtspflanze verbunden ist und 90 Prozent der Parasitenentwicklung unterirdisch stattfinden, ist dieser Parasite schwer zu kontrollieren. In dieser Arbeit werden drei Ziele verfolgt: 1) Wir möchten mehr über die Populationsdynamik und die Verbreitung von O. ramosa in Deutschland erfahren. Zur Beschreibung von Populationen verwenden wir verschiedene klassische, aber auch molekulare Marker-Techniken (Polymerase-Ketten-Reaktion, PCR, mit spezifischen Mikrosatelliten; ISSR-PCR, RAPD). 2) Untersuchung der Pflanze-Pflanze-Interaktion unter besonderer Berücksichtigung von Resistanzmechanismen der Kulturpflanze (in diesem Fall Tabak), sowie Faktoren der Pathogenität von O. ramosa. Analyse der Produktion sekundärer Metabolite, reaktiver Sauerstoff-Zwischenprodukte (ROI), sowie der Exprimierung und Aktivität spezifischer Enzyme und Gene. 3) Entwicklung von Methoden zur Kontrolle von O. ramosa, basierend auf erworbener systemischer Resistenz (SAR) und der Verwendung spezifischer hyperparasitischer Bakterien und Pilze, die zur biologischen Kontrolle verwendet werden können.

Untersuchungen ueber den Einfluss herbizid-induzierter Veraenderungen von Getreide und Raps auf saugende Insekten

Durch Anwendung von Herbiziden wird vielleicht die Wirtspflanzenqualitaet von Kulturpflanzen fuer tierische Schaedlinge, besonders fuer saugende Insekten, geaendert. Untersucht wird das Ausmass solcher Veraenderungen bei Blattlaeusen.

Entwicklung einer Push- and Pull-Strategie zur Bekämpfung von Drosophila suzukii mittels einer sprühfähigen Matrix und Extrakten aus Koniferen, Teilvorhaben 1: Identifizierung, Herstellung und Wirksamkeitstestung repellenter Duftstoffe

Die Kirschessigfliege Drosophila suzukii hat sich schnell in ganz Europa verbreitet und verursacht bereits 2014 erhebliche Schäden in Obst- und Rebanlagen in Deutschland - so auch wieder in 2021. D. suzukii Weibchen legen ihre Eier in reifende Früchte, aus den Eiern schlüpfen Maden, die sich zunächst vom Fruchtfleisch ernähren. Durch den Larvenfraß wird der Hauptschaden verursacht. Derzeit stehen keine gut wirksamen Bekämpfungsmaßnahmen für D. suzukii zur Verfügung. Ziel des Projektes ist daher die Etablierung einer alternativen, umweltschonenden Bekämpfungsmethode von D. suzukii, einer sog. Push&Pull Strategie. Dafür soll über eine Pflanzen-freundliche SiO2-basierte sprühfähige, zu einem extrem dünnen durchsichtigen Film polymerisierende, Matrix ein D. suzukii abstoßender Duftstoff auf Wirtspflanzen und ein attraktiver Duftstoff auf Pflanzen außerhalb der Produktionsanlagen aufgebracht werden, zum anderen sollen Lockstofffallen, die einen attraktiven Lockstoff (Fruchtextrakte) für D. suzukii enthalten, die Insekten massenhaft fangen. Es ist bereits bekannt, dass sich in diese Matrix eingebettete Cyclodextrine zur Einbindung und längerfristigen Freisetzung verschiedener Duftstoffe aus der Matrix in anderen industriellen Anwendungsbereichen eignen. Es soll daher zunächst untersucht werden, ob sich die für D. suzukii identifizierten repellenten und attraktiven Duftstoffe so in die Cyclodextrine enthaltende Matrix einbetten lassen, dass diese Duftstoffe nach dem Aufsprühen auf Pflanzenteile über einen längeren Zeitraum in ausreichender Menge freigesetzt werden, um ihre repellente (Push) bzw. attraktive (Pull) Wirkung zu entfalten. Für eine selektive Anlockung von D. suzukii in die Massenfang-fallen und eine damit verbundene Abtötung sollen parallel spezifische attraktiv wirkende Substanzen identifiziert werden. Beide Bausteine zusammen ergeben dann als Push-Pull Systeme eine völlig neuartige, umweltschonende und gezielte Bekämpfungsstrategie für das Schadinsekt.

Entwicklung einer Push- and Pull-Strategie zur Bekämpfung von Drosophila suzukii mittels einer sprühfähigen Matrix und Extrakten aus Koniferen, Teilvorhaben 3: Entwicklung einer SiO2-Cyclodextrin-Matix zur Einbindung repellenter und attraktiver Duftstoffe für Drosophila suzukii

Die Kirschessigfliege Drosophila suzukii hat sich schnell in ganz Europa verbreitet und verursacht bereits 2014 erhebliche Schäden in Obst- und Rebanlagen in Deutschland - so auch wieder in 2021. D. suzukii Weibchen legen ihre Eier in reifende Früchte, aus den Eiern schlüpfen Maden, die sich zunächst vom Fruchtfleisch ernähren. Durch den Larvenfraß wird der Hauptschaden verursacht. Derzeit stehen keine gut wirksamen Bekämpfungsmaßnahmen für D. suzukii zur Verfügung. Ziel des Projektes ist daher die Etablierung einer alternativen, umweltschonenden Bekämpfungsmethode von D. suzukii, einer sog. Push&Pull Strategie. Dafür soll über eine Pflanzen-freundliche SiO2-basierte sprühfähige, zu einem extrem dünnen, durchsichtigen Film polymerisierende, Matrix ein D. suzukii abstoßender Duftstoff auf Wirtspflanzen und ein attraktiver Duftstoff auf Pflanzen außerhalb der Produktionsanlagen aufgebracht werden, zum anderen sollen Lockstofffallen, die einen attraktiven Lockstoff (Fruchtextrakte) für D. suzukii enthalten, die Insekten massenhaft fangen. Es ist bereits bekannt, dass sich in diese Matrix eingebettete Cyclodextrine zur Einbindung und längerfristigen Freisetzung verschiedener Duftstoffe aus der Matrix in anderen industriellen Anwendungsbereichen eignen. Es soll daher zunächst untersucht werden, ob sich die für D. suzukii identifizierten repellenten und attraktiven Duftstoffe so in die Cyclodextrine enthaltende Matrix einbetten lassen, dass diese Duftstoffe nach dem Aufsprühen auf Pflanzenteile über einen längeren Zeitraum in ausreichender Menge freigesetzt werden, um ihre repellente (Push) bzw. attraktive (Pull) Wirkung zu entfalten. Für eine selektive Anlockung von D. suzukii in die Massenfang-fallen und eine damit verbundene Abtötung sollen parallel spezifische attraktiv wirkende Substanzen identifiziert werden. Beide Bausteine zusammen ergeben dann als Push-Pull Systeme eine völlig neuartige, umweltschonende und gezielte Bekämpfungsstrategie für das Schadinsekt.

Die Wirkung der Arborizid-Wirkstoffe 2,4,5-T und Glyphosate auf die Entwicklung des Hallimasch (A. mellea) und auf die Befallsdisposition seiner Wirtspflanzen

Erweiterung des Wirtspflanzenspektrums bei einem bedeutenden Schädling an Kohl und der Einfluss auf assoziierte Parasitoide

Herbivore Insekten sind häufig mit einem artenreichen und spezialisierten Gegenspielerkomplex, vor allem Parasitoiden, assoziiert. Wechselbeziehungen zwischen herbivoren Insekten und den Parasitoiden sind gekennzeichnet durch hochspezialisierte Vermeidungsstrategien auf Seiten des Wirtes und entsprechende Verhaltensanpassung und optimierte Suchstrategien der Parasitoide zum Auffinden ihrer Wirte. Wirtspflanzenspezialisation bei herbivoren Insekten wird einerseits als Optimierung an die Nahrungsressource und andererseits als koevolutiver Wettlauf zwischen Wirt und Parasitoid verstanden. Am Beispiel eines weltweit verbreiteten und wichtigsten Kohlschädlings, der Kohlmotte Plutella xylostella L. (Diamondback Moth; DBM), bietet sich die seltene Möglichkeit, die oben genannten Hypothesen an einem konkretem Fall zu überprüfen. Die Kohlmotte hat, bisher noch lokal, eine Population aufgebaut, die von der bisherigen Wirtspflanzenspezialisierung (Arten der Familie Brassicaceae) abweicht und eine vollkommen neue Pflanzenfamilie (Erbsen) befällt. Anhand von Labor- und Freilandversuchen soll der Einfluss dieses Wirtspflanzenwechsels auf den Gegenspielerkomplex und die Effizienz der assoziierten Parasitoiden überprüft werden. Vergleichend sollen dazu Experimente zum Verhalten und der Fitness einer spezialisierten und einer weniger spezialisierten Parasitoidenart durchgeführt werden.

Nachweis der Expression von cellulolytischen Enzymen des Rapsschädlings Leptosphaeria maculans in planta

In der Interaktion zwischen dem phytopathogenen Pilz Leptosphaeria maculans und seiner Wirtspflanze Raps spielen Cellulose-abbauende Enzyme eine entscheidende Rolle. Mit Hilfe dieser Enzyme ist der Pilz in der Lage, den Sproß der Pflanze bis zur Wurzelhalsregion so zu degradieren, dass die Pflanze umfällt. Die Krankheit wird deshalb auch Umfallkrankheit genannt. die Knickstelle befindet sich meist im Wurzelhalsbereich. Cellulose-abbauende Enzyme des Pilzes sind neben den Pektinasen demzufolge die Ursache dieses Symptoms, das der Umfallkrankheit ihren Namen gab. Über die Regulation und die Wirkungsweise des cellulolytischen Enzymkomplexes in der Pflanze ist bisher wenig bekannt. Mit Hilfe von Reportergenfusionen, die durch Transformation in dem Rapsschädling Leptosphaeria maculans exprimiert und dann in situ untersucht werden sollen, wollen wir die Expression dieser Gene in planta messen und ihre Genprodukte im Pflanzengewebe lokalisieren. Durch die Verwendung multipler Reportersysteme soll das Expressionsverhalten gleichzeitig und aufeinander bezogen dargestellt werden. Dieser Ansatz läßt neue Aspekte in der Wirkungsweise synergistisch wirkender Enzymkomplexe erhoffen

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