Das Isolat Fusarium graminearum China 9 (Fg-ch9) zeigt nach Infektion auf Weizen und Mais gegenüber anderen Isolaten, wie dem Wildtyp Fg-PH1, eine verringerte Virulenz. Dieses Phänomen der Hypovirulenz ist von einigen filamentösen phytopathogenen Pilzen beschrieben worden und wird durch Mykoviren verschiedener Genera verursacht. Auch aus dem Fg-ch9 konnte ein isometrisches 35 bis 40 nm Mykovirus isoliert werden (V-ch9), dessen Sequenz eine hohe Ähnlichkeit mit Chrysoviren (Familie Chrysoviridae) aufweist. Das Genom dieses Mykovirus ist auf fünf dsRNAs verteilt, auf welchem jeweils ein Offenes Leseraster (ORF) für Proteine zwischen 79 und 127 kDa kodiert. Das 127 kDa Protein des ORF von RNA 1 kodiert für die RNA-abhängige RNA Polymerase, welche Bestandteil des Partikels ist. Die Translationsprodukte der ORFs von RNA 2 und RNA 3 bilden als prozessierte Derivate das Kapsid. Das Translationsprodukt von RNA 5 ist nicht Bestandteil des Partikels und weist Zink-Finger Motive auf. Für dieses Protein wurde die Fähigkeit zur Suppression von gene silencing nachgewiesen. Ob das Translationsprodukt von RNA 4 prozessiert wird und welche Funktion es hat, ist gegenwärtig unklar. Das Interesse an Mykoviren ist erst in den letzten Jahren gestiegen, so dass die Replikation und Interaktionen zwischen Pilz und Virus wenig erforscht sind. Nach der Sequenzierung und Klonierung der viralen RNAs des V-ch9 und ersten Analysen zur Funktion der von den ORFs exprimierten Proteine und deren Prozessierung sollen deswegen im nächsten Schritt die Prozessierung sowie das zeitliche Auftreten während der Replikation genauer untersucht werden. Aus diesen Daten können möglicherweise Rückschlüsse auf deren Funktion(en) gezogen werden. Die genaue Analyse der Funktion muss dann in einem weiteren Schritt mit Hilfe der Reversen Genetik analysiert werden. Da dsRNA Viren für ihre Replikation ihre RNA-abhängige RNA Polymerase und eine schützende Hülle benötigen, ist für das V-ch9 und alle anderen dsRNA Mykoviren die Reverse Genetik zwar prinzipiell möglich, jedoch ungleich aufwändiger als für ssRNA Viren, bei denen eine virale RNA infektiös ist. Neben dem System an sich fehlen für das Virus aus Fg-ch9 eine einfache Methode der Infektion und ein Wirt, in dem das Virus stabil repliziert. Hier sollen über die Testung der Infektion über Anastomosen und die Etablierung eines geeigneten Wirtes für die Replikation über Eliminierung des Virus aus Fg-ch9 bzw. Modifikation eines Laborstammes von F. graminearum weitere Voraussetzungen für das Etablieren eines Systems zur Reversen Genetik geschaffen werden.Bei Kenntnis der Replikation und Kenntnis der Funktion der viralen Proteine können Konzepte für den Einsatz der Hypovirulenz in der Praxis entwickelt werden.
Mykorrhizen sind in der Lage, das Wachstum der Bäume durch erhöhte Aufnahme von Nährstoffen zu verbessern. Im Gegensatz zu Phosphat und Nitrat, ist nur wenig über die Bedeutung der Mykorrhiza für die Aufnahme und den Metabolismus von Schwefel bekannt, obwohl schwefelhaltige Stoffe eine wichtige Rolle bei Rhizobiumwurzel Symbiose spielen, die in vielen Aspekten ähnlich zu Mykorrhizierung ist. Ziel des Projekts ist es, Gene des Schwefelhaushalts von Wurzeln zu identifizieren, die bei der Wechselwirkung Wurzelpilz eine Rolle spielen, und deren Expression und Regulation zu analysieren. Als Modellsystem soll dabei die Pappel und der Pilz Amanita muscaria eingesetzt werden. In diesem Modellsystem soll die Hypothese überprüft werden, dass der Pilz die Sulfatversorgung der Pflanze durch eine erhöhte Aufnahme sowie einen intensiven Austausch mit der Wurzel verbessert und, in Analogie zu Rhizobien, dem Pilz von der Pflanze reduzierter Schwefel in Form von Glutathion zur Verfügung gestellt wird. In der ersten Phase wird der Einfluss der Schwefel- und Stickstoffernährung auf die Expression der Gene des Schwefel-Metabolismus in Pappel und im Pilz untersucht. Weiterhin soll der Einfluss der Modulation des Schwefelhaushalts in Pappeln durch genetische Manipulation auf die Wechselwirkung im Schwefelhaushalt zwischen Wurzel und Pilz analysiert werden.
Das Spurenelement Eisen (Fe) ist an vielen essentiellen Stoffwechselvorgängen in Pflanzen beteiligt. Daher ist eine ausreichende Fe-Konzentration in pflanzlichen Geweben von außerordentlicher Bedeutung. Gramineen, die im Hinblick auf die Sicherung der Welternährung zu den wichtigsten Kulturpflanzen gehören, geben zur Aneignung von Fe Schwermetallchelatoren, sogenannte Phytosiderophore (PS), ab und nehmen Fe(III)-PS-Komplexe auf. Während das Transportprotein des Fe(III)-PS-Komplexes in Mais, eine der Modellpflanze der Gramineen, bereits molekular charakterisiert wurde, sind die Komponenten, die an der Abgabe der PS beteiligt sind, noch nicht isoliert worden. Ziel dieses Projektes ist es daher, das YS3-Gen, welches direkt oder indirekt an der Abgabe von PS in Mais beteiligt ist, zu klonieren und charakterisieren. Hierzu soll ein kartengestützter Klonierungsansatz verwendet werden. Parallel dazu soll ein direktes Transposon-tagging mit Mutator- (Mu) und Activator/Dissociator- (Ac/Ds) Transposons durchgeführt werden. Mit den in diesen Experimenten unabhängig generierten ys3-Allelen, soll schließlich der Nachweis geführt werden, dass das richtige Gen kloniert wurde. Zum Abschluss der ersten Förderperiode soll eine erste funktionelle Charakterisierung des YS3 Gens durchgeführt werden.
Publizierte Daten über die Wirkung des Stresshormons Abscisinsäure (ABA) auf die hydraulische Leitfähigkeit von Wurzelsystemen (Lp,) sind widersprüchlich. Abhängig von den angewandten Methoden wurden an Wurzelsystemen Stimulationen und Hemmungen beobachtet, die möglicherweise auf den Einfluss der ABA auf die Aktivität von Aquaporin zurückgehen. In diesem interdisziplinären Projekt soll die hormonelle Steuerung der hydraulischen Leitfähigkeit von Wurzeln Lp, durch das Pflanzenhormon Abscisinsäure untersucht werden. Erstmals werden ABA-Gehalte und -Wirkungen sowohl auf der Ebene der ganzen Wurzel (Einzelwurzel, Wurzelsysteme) und von Einzelzellen unter verschiedenen Bedingungen (Kontrolle, Salzstress, Anaerobiose) erfasst. Es wird untersucht, wie ABA in die hydraulische Leitfähigkeit auf der Zell- und Wurzelebenebeeinflusst und wie diese Änderungen mit endogenen Schwankungen des ABA-Gehaltes und der Expression von Aquaporinen in Wurzelgeweben und einzelnen Zellen korrelieren. In die Untersuchungen zur hormonellen Regulation der Wasseraufnahme wird auch bereits verfügbarer genetisch veränderter Mais einbezogen, bei dem ein heterologes Aquaporin aus A. Thaliana in der Plasmamembran konstitutiv experimentiert ist. Da diese Expression ABA-unabhängig erfolgt, sollen diese Experimente einen zusätzlichen Nachweis auf eine Steuerung der Aktivität von Wasserkanälen durch ABA liefern.
Um die lückenhaft über große Flächen und oft unberechenbar verteilten Meeresressourcen zu nutzen, fliegen Albatrosse und Sturmvögel oft Hunderte von Kilometern pro Tag und füttern ihre Küken selten. In marinen Ökosystemen unter starkem anthropogenem Einfluss wird die Verfügbarkeit von Beute oft durch die Anwesenheit der Fischereifahrzeuge verändert, die große Mengen an Abfällen wie Innereien von verarbeitetem Fisch, Nichtzielarten und zu kleine Fische verwerfen. Dadurch erzeugen sie nicht nur eine vorhersehbare und reichliche Nahrungsquelle für Seevögel, sondern Fischerei-Abfälle erschließen Seevögeln auch den Zugriff auf demersale Organismen wie Bodenfische als neuartige Nahrungsquelle. In vielen fischreich genutzten Meeresgebieten stellen Abfälle daher einen großen Anteil der Nahrung von Seevögeln. Dies kann erhebliche Auswirkungen auf die Ernährungsökologie der Seevögel haben. Das Ziel der geplanten Studie ist es, unser Verständnis von Verhaltensanpassungen als Reaktion auf Änderungen in der Verfügbarkeit von Beute zu vertiefen. Wir schlagen dazu eine Fallstudie an Sturmtauchern Calonectris diomedea im Mittelmeer vor, einer Art, die sowohl natürliche Beute als auch Fischereiabfälle als Nahrung nutzt. Um das Ausmaß und die Auswirkungen der Nahrungsquellen zu bewerten, werden wir eine Kombination aus GPS-Tracking, Messungen der Stoffwechselrate mit 2 Methoden (Beschleunigungsdaten und Schwerwassermethode) und nicht-invasive genetische Nahrungsbestimmung verwenden. Wir werden untersuchen, ob die Nutzung der Fischereiabfälle durch die Sturmtaucher als Reaktion auf geringe Verfügbarkeit von ihrer natürlichen Beute auftritt oder ob diese Art sich an die neue Nahrungsquelle angepasst hat, und sie unabhängig von der Verfügbarkeit ihrer natürlichen Beute regelmäßig nutzt. Darüber hinaus werden wir erfahren und neue Brutpaare vergleichen, um zu bewerten, wie die Qualität von Alttieren dieses Verhalten beeinflusst, sowie die Energiebilanz der natürlichen Beute und von Fischereiabfällen vergleichen.
Energiereiche Strahlung und zahlreiche Agentien veraendern oder unterbrechen die genetischen Regelprozesse in Abhaengigkeit von der Dosis, mit dem Risiko der Krebsinduktion oder der Vererbung von Mutationen. Fuer die meisten aktuellen Schadstoffe (z.B. Schwermetalle, Dioxine, Nitrosoverbindungen) und fuer Strahlung ist die Wirkung kleiner Dosen noch weitgehend unverstanden. Die zu diesem Problemkreis durchgefuehrten Untersuchungen beziehen sich auf folgende Fragen: Welchen Einfluss haben Transport, Ablagerung und biologische Halbwertszeit der Aktiniden und anderer Schwermetalle auf zellbiologische Parameter in Leber, Lunge und Knochen, wobei der Mikrodosimetrie als Grundlage der Risikokalkulation besondere Bedeutung zukommt? Welcher Mechanismus liegt der Genaktivierung nach Einwirkung von Strahlung oder chemischen Agentien zugrunde? Welchen Einfluss haben Steroidhormone beim Signaltransfer in der Zelle? Wie und in welchem Ausmass wird ein Schaden an der DNA repariert?
Viele Populationen großer Huftiere sind in Mitteleuropa managementrelevant. Im in Südwest-Deutschland gelegenen Pfälzerwald kommen sowohl Wildschweine (Sus scrofa) als auch Rothirsche (Cervus elaphus) in mutmaßlich großen, aber letztendlich unbekannten Dichten vor. Für ein nachhaltiges Management beider Arten sind verlässliche und akkurate Populationsschätzungen nötig. Nicht-invasive genetik-basierte Methoden repräsentieren in diesem Zusammenhang ein nützliches Instrument für das Wildtiermanagement, da sie es erlauben, Tiere zu erfassen, ohne sie zu fangen oder anderweitig zu beeinflussen. Nicht-invasive Methoden arbeiten meist mit Haar- oder Kotproben, die genotypisiert werden und so eine Unterscheidung zwischen Individuen ermöglichen. Eine der Anwendungen nicht-invasiver Methoden ist die Populationsschätzung. Im Rahmen eines Promotions-Projekts wurde ein nicht-invasiver genetik-basierter Ansatz für die Populationsschätzung bei Wildschweinen und Rothirschen entwickelt, im Freiland getestet und anschließend evaluiert. In ersten Versuchen am Wildschwein wurde die Haarbeprobung mittels beköderter 'Haarfänger' getestet. Dabei zeigte sich, dass die Methode für diese Tierart für den Zweck der Populationsschätzung nicht geeignet ist. Grund hierfür waren signifikante alters- und gruppenstatusabhängige Verhaltensunterschiede bei der Beprobung. Im Folgenden wurde sowohl für Wildschweine als auch für Rothirsche die Kotbeprobung entlang von Transektlinien getestet und angewandt; die so gewonnenen Proben wurden genotypisiert und zum Berechnen von Populationsschätzungen verwendet. Für beide Tierarten sind die geschätzten Populationszahlen erheblich höher als zuvor angenommen, da bislang lediglich die Jagdstreckenstatistik und - im Fall des Rothirsches - Scheinwerferzählungen als Anhaltspunkt genommen werden konnten. Die hier vorgestellte Methode stellt eine viel versprechende Alternative zu den traditionell angewandten Methoden wie z.B. Jagstreckenstatistiken oder Losungszählverfahren dar, da sie absolute Populationszahlen ergibt und damit eine quantitative Bewertung des Erfolgs von Managementmaßnahmen ermöglicht. Die Methode könnte auch auf andere Huftierarten übertragen angewandt werden. Mittlerweile ist eine nicht-invasive genetik-basierte Bestandesschätzung auch für Rehe (Capreolus capreolus) entwickelt und getestet worden.
Genetische Determinanten und Funktionsmechanismen fungizid-resistent gewordener, pflanzenpathogener Pilze werden mit molekulargenetischen Methoden analysiert. Die Untersuchungen sollen Grundlagen schaffen zur Entwicklung neuer Strategien bei der Bekaempfung pilzlicher Nutzpflanzenschaedlinge und insbesondere dazu beitragen, die Entwicklung fungizidresistenter Pilzmutanten besser zu kontrollieren und einzudaemmen.
Obwohl bei Triticale partielle Fremdbefruchtung vorkommt, werden derzeit bei der Entwicklung neuer Sorten Methoden der Linienzüchtung eingesetzt. Untersuchungen zur Heterosis lassen jedoch erkennen, dass die Hybridzüchtung eine aussichtsreiche Alternative zur Linienzüchtung darstellt. Es gilt nun, die genetischen und methodischen Grundlagen zu untersuchen, ein stabiles System für die cytoplasmatisch männliche Sterilität (CMS) zu etablieren und die Restorerfähigkeit zu analysieren. Auf Basis von Untersuchungen zur genetischen Diversität werden Konzepte zur Entwicklung Heterotischer Gruppen erarbeitet.
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