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s/genetische-vielfalt/Genetische Vielfalt/gi

Schutz und Wiederansiedlung von Seegraswiesen in der südlichen Ostsee, Vorhaben: Hochskalierung von Seegras-Renaturierung mittels Aussaat-basierten Methoden

Weinrebe in Deutschland 2010

In den Jahren 2007-2009 fand mit der Erfassung rebengenetischer Ressourcen in Deutschland zum ersten Mal eine nationale Erhebung statt, die die genauen Mengenverhältnisse der Rebsorten der verschiedenen Weinbauregionen erfasste. Auf der Basis von Rasterzellen in der Größe von 10 km x 10 km wird die Anzahl der angebauten Rebsorten der Weinrebe gezeigt. Ebenso ist die Anzahl der erfassten Stockzahl der Weinrebe pro Rasterzelle in den Daten enthalten. Die Erhebung wurde von der BLE mit Mitteln des BMEL gefördert. Die Ergebnisse der Erfassung rebengenetischer Ressourcen in Deutschland wurden im Jahr 2010 veröffentlicht und bilden die Grundlage der Deutschen Genbank Reben, die ein wesentliches Instrumentarium zur Sicherung rebengenetischer Ressourcen in Deutschland ist.

Genetische Diversität und Struktur der Kiefer in Deutschland - Eine Grundlage für den Schutz und die nachhaltige Nutzung der genetischen Vielfalt

Im Zuge der vierten Bundeswaldinventur (BWI2022) wurden erstmals in ganz Deutschland Proben für die genetische Inventur von sieben Hauptbaumarten gesammelt. Diese durch die Thünen-Institute für Waldökosysteme und Forstgenetik koordinierte deutschlandweite, flächenrepräsentative Probennahme ermöglicht erstmalig einen wirklich fundierten und umfassenden Überblick über die genetische Vielfalt sowie die räumliche Struktur der genetischen Diversität der wichtigsten Waldbaumarten in Deutschland. Anhand der deutschlandweit eingesammelten Proben soll eine hochaufgelöste Karte der genetischen Vielfalt und Struktur der Waldkiefer (Pinus sylvestris L.) erstellt werden. Die Erstellung einer solchen Karte gibt Aufschluss über die aktuelle genetische Vielfalt der Kiefer in Deutschland, die räumliche Verteilung dieser genetischen Vielfalt und den Zusammenhang zwischen genetischer Struktur und Umwelt- sowie Standortfaktoren. Die Kenntnis der genetischen Variation und ihrer Muster ist eine notwendige Grundlage für die nachhaltige Nutzung und Erhaltung forstgenetischer Ressourcen. Das Vorhaben dient damit der genetisch nachhaltigen Bewirtschaftung der Kiefer, dem Schutz ihrer lokalen genetischen Variation und bildet die Grundlage für ein Monitoring künftiger Veränderungen. Es verfolgt somit sowohl forstliche als auch naturschutzfachliche Ziele.

Die genetische Kontrolle morphologischer und ionimscher Anpassung während der Kolonisation Indiens durch Körneramarant

Der Klimawandel und das rapide Bevölkerungswachstum stellen die Nahrungsmittelproduktion vor eine große Herausforderung. Kulturpflanzen mit hoher Nährstoffqualität, wie zum Beispiel Körneramarant, haben ein hohes Potential zur Ernährungssicherung der Zukunft beizutragen. Um zu verstehen wie Pflanzen sich an veränderte Umwelten anpassen können, ist detailliertes Wissen über die genetische Vielfalt und anpassungsrelevante Merkmale notwendig. Anpassungsmerkmale beinhalten nicht nur morphologische, sondern auch physiologische und intrinsische Merkmale, wie das Pflanzenionom. Die weltweite Ausbreitung von Kulturpflanzen ist ideal, um die Anpassung an neue Umwelten zu untersuchen. Auch vernachlässigte Kulturpflanzen haben sich im letzten Jahrtausend über ihr Donestikationszentrum hinaus ausgebreitet. Bevor Körneramarant sich ausbreitete, wurden drei Arten unabhängig voneinander vom gleichen Vorfahren domestiziert. Später kolonisierte Amarant auch Indien, wo sich in den letzten 400 Jahren lokale Landrassen, die gut an ihre neue Umwelt angepasst sind, entwickelten. Unsere Vorarbeiten deuten darauf hin, dass alle drei domestizierten Arten zu heutigen indischen Landrassen beitrugen. Darüber hinaus ist zu vermuten, dass lokale angepasste wilde Amarantarten adaptive genetische Variation zur Anpassung der Kulturpflanze an die neue Umwelt beisteuerten. In diesem Projekt verbinden wir Populations-, quantitative und molekulare Genetik, um die Anpassung während der Ausbreitung von Kulturpflanzen zu verstehen. Mit der Einführung von Amarant nach Indien, werden wir die morphologischen, ionomischen und genomischen Veränderungen untersuchen, um die Herkunft adaptiver genetischer Variation zu verstehen. Darüber hinaus werden wir die molekulare Basis agronomischer und qualitätsrelevanter Merkmale beleuchten. Wir haben vor, die Funktion von Schlüsselkandidatengenen mit Hilfe von Expressionsanalysen und Genomeditierung in Amarant zu validieren. Diese deutsch-indische Kollaboration bringt die Pflanzenzüchtungsforschung und ionomische Expertise des indischen Partners mit der evolutionsgenomischen Expertise des deutschen Partners zusammen, um Synergien dieser Felder zu nutzen. Im speziellen, werden wir 300 Körneramarantakzessionen an drei unterschiedlichen Standorten in Indian morphologisch und ionomisch vergleichen. Diese Daten werden wir mit genomweiten genetischen Markerdaten verbinden, um adaptive Variation zu detektieren und Gene, die für die Anpassung relevant sind, funktionell validieren. Der Vergleich mit genetischer Variation von lokalen Wildarten wird es erlauben, deren Beitrag zur Anpassung von Körneramarant zu verstehen. Durch dieses gemeinschaftliche Projekt werden wir zum Verständnis, wie Kulturpflanzen sich an neue Umwelten anpassen und welche Quellen adaptiver Variation vorhanden sind, beitragen. Wir planen Gene zu identifizieren, die den Nährstoffgehalt regulieren und deshalb zur Verbesserung der Amarantqualität und zu Ertragssteigerungen beitragen können.

Exploiting cereal biodiversity in nutrient use and biological interactions in crop resilience breeding, Teilvorhaben A

Erfassung und Dokumentation der genetischen Variabilität von Wildpopulationen des Flussbarsches (Perca fluviatilis) in Deutschland

Optimierung der Wassernutzungseffizienz von Hopfen (Humulus lupulus L.) für eine nachhaltige Hopfenproduktion, Teilprojekt E

Submarine Kohlendioxyd (CO2) Austritte als natürliche Laboratorien zur Erforschung von Korallenriffen in Bezug auf die Ozeanversauerung

Durch die Aufnahme von anthropogenem CO2 ist eine Verringerung des ph Wertes im Ozean zu erwarten Dies könnte weitrechende Auswirkungen auf Korallenriffe haben und ist daher von großem wissenschaftlichen Interesse. Die Mehrzahl der bisher durchgeführten Studien zur Ozeanversauerung wurde anhand vereinfachter Systeme im Labor vorgenommen. Obwohl diese Studien wichtig und aufschlussreich waren, wiesen sie jedoch Einschränkungen auf, im Besonderen hinsichtlich natürlicher Veränderungen, Beobachtungsdauer, Altersverteilung, genetischer Vielfalt und Wechselbeziehungen zwischen einzelnen Korallenarten. Eine Möglichkeit diese Einschränkungen zu umgehen, ist die Untersuchung von Korallenriffen in der Umgebung von submarinen CO2-Austritten. Der erhöhte CO2 im Meerwasser dort sorgt für pH und Temperaturbedingungen wie sie als Folge der Ozeanversauerung bis zum Jahr 2100 vorausgesagt werden. Drei solche Korallenriffe in Papua Neu Guinea, Japan und den Nördlichen Marianen-Inseln wurden untersucht und interessanter Weise fiel die Auswirkung der Ozeanversauerung an jedem der Standorte unterschiedlich aus. Eine mögliche Erklärung für die beobachteten Unterschiede könnte sein, dass die Studien nicht alle Parameter berücksichtigten, die sich nachteilig auf die Gesundheit von Korallen auswirken. Im Allgemeinen werden submarine CO2-Austritte von submarinen Hydrothermalquellen mit Temperaturen bis zu 100 °C begleitet. Der hydrothermale Eintrag induziert steile Temperaturgradienten und erhöht die Konzentrationen von Schwermetallen in dem zu untersuchenden Gebiet. Diese zwei Effekte gilt es bei einer solchen Untersuchung zur Ozeanversauerung in Betracht zu ziehen. In diesem Sinne dient die geplante internationale Zusammenarbeit dem Ziel, ein Expertenteam aus der Aquatischen Chemie und der Korallenphysiologie zusammenzubringen, um detaillierte chemische und biologische Untersuchungen an Korallenriffen mit CO2-Austritten vorzunehmen, um die Auswirkungen der Ozeanversauerung besser zu verstehen.

Wildtiergenetik

Das Projekt Wildtiergenetik ist gedacht als Basisprojekt für populationsgenetische Untersuchungen an Wildtieren in Baden-Württemberg. Es hat eine Laufzeit von 2008 bis 2013. Es soll dazu dienen Fragestellungen rund um Wildtiere zu beantworten, die nicht oder nur sehr aufwendig mit herkömmlichen Methoden gelöst werden können. Zum Beispiel kann man mit Hilfe von Merkmalen der DNA Populationszugehörigkeiten berechnen. Aus diesen Informationen kann man dann Rückschlüsse auf Wanderbewegungen, Ausbreitungen, Barrieren zwischen Populationen oder Vermischungen zwischen Arten ziehen. Aktuell werden über das Projekt Fragen zur Ausbreitung der Wildkatze in Baden-Württemberg bearbeitet. Im Rahmen der Wildtiergenetik sind weiterhin populationsgenetische Untersuchungen zum Auerhuhn geplant. Ziel ist es mit genetischen Methoden die Verbreitung der Wildkatze in Baden-Württemberg zu erfassen. Darüber hinaus soll die Wildkatzenpopulation in den Rheinauen und am Kaiserstuhl genetisch charakterisiert werden. Es sollen Fragestellungen wie der Grad an Hybridisierung mit Hauskatzen, die Vernetzung mit benachbarten größeren Vorkommen und ihre Isolation untersucht werden. Grundlage für das Projekt ist das Wildkatzenmonitoring. Im Monitoring werden in ausgewählten Gebieten Wildkatzennachweise durch die Lockstockmethode gewonnen. Mit Baldrian besprühte Stöcke locken die Katzen an, beim Reiben an den Stöcken verlieren sie Haare, die dann im Labor genetisch auf als Wild- oder Hauskatze bestimmt werden. Für die genetischen Untersuchungen verwenden wir zwei verschiedene Ansätze. Das ist zum einen eine Sequenzierung von mitochondrialer DNA, zum anderen eine Längenfragmentanalyse mittels Mikrosatelliten. Inzwischen gilt in Baden-Württemberg die Wildkatze in der gesamten Oberrheinebene zwischen Karlsruhe und Lörrach, am Stromberg und mit vereinzelten Nachweisen im Osten Baden-Württembergs als sicher nachgewiesen. Seit 2006 konnten an 1022 aufgestellten Lockstöcken bisher insgesamt 633 Haarfunde und zusätzlich 54 Totfunde gesammelt und untersucht werden. Von den so insgesamt 687 Proben konnten 49% Wildkatzen, 27% Hauskatzen und 24% nicht zugeordnet werden. Bereits abgeschlossener Projektteil: In diesem ersten Teil wurde die genetische Struktur des Rotwildes in Baden-Württemberg untersucht. Die Fragestellung lautete, ob, ausgelöst durch die Beschränkung des Rotwildes auf sogenannte Rotwildgebiete und den Abschuss wandernden Rotwildes außerhalb dieser Gebiete, der genetische Austausch von Rotwild beeinträchtigt ist. Zur Beantwortung dieser Frage wurde die genetische Diversität der einzelnen Rotwildpopulationen Baden-Württembergs anhand von Mikrosatelliten analysiert. Dabei konnte gezeigt werden, dass die aktuellen Rotwildpopulationen nicht vollständig voneinander isoliert sind. (Text gekürzt)

Erhaltung und Nachzucht seltener Baum- und Straucharten

Ziel des Projektes ist die langfristige Sicherung und Erhaltung von Vorkommen seltener Baumarten, sowie die Etablierung neuer/verjüngter Vorkommen an geeigneten Standorten. Zunächst erfolgt die Evaluierung, Auswahl und Beerntung erhaltungswürdiger Bäume aus südwest-deutschen Wald- und Feldvorkommen (insbes. Elsbeere, Speierling, Wildapfel, Wildbirne, Schwarzpappel, Ulme, Walnuss und Eibe; außerdem Straucharten) mit entsprechender Dokumentation. Anschließend erfolgt eine vegetative und generative Weitervermehrung zum Aufbau von Erhaltungs-Klonsammlungen bzw. zum Aufbau von Erhaltungs-Samenplantagen, (ex-situ Generhaltung). Parallel dazu werden o.g. seltene Baumarten vegetativ und generativ mit 1- bis 3-jähriger Kulturzeit nachgezogen und an interessierte bzw. am Evaluierungsprozess beteiligte Forstämter abgegeben (in-situ Generhaltung) und dort langfristig weiterbeobachtet.

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