Soil is the first component of the environment that can be effected by GM plants, because they do not only consume the nutritive substances from the soil, but also release there different compounds during a growing period, and leave in the soil their remains. If the plants are modified to increase their resistance to plant pathogens, particularly bacteria, they can also affect the other microorganisms important for plant development. Also there are no considerable data about possible effect of GM plants on soil organic matter and chemical processes in soil. For the experiment it is planned to use transgenic potato plants (Solanum tuberosum L. cv. Desiree) expressing a chimerical gene for T4 lysozyme for protection against bacterial infections; - obtaining and short-term growing of GM plants in laboratory conditions; - extraction and collection of root exudates and microbial metabolites from rhizosphere; - analysis of these exudates by Pyrolysis-Field Ionisation Mass Spectrometry (Py-FIMS) in comparison with the exudates of wild-type plants and transgenic controls not harbouring the lysozyme gene, and with dissolved organic matter from non-cropped soil; - creation of 'fingerprints' for each new transgenic line in combination with certain soil on the basis of marker signals. Expected impacts: - New highly cost-effective express testing system for the risk assessment of genetically modified plants at the earliest stages of their introduction; - The conclusion about safety/danger of GM plants for the soil ecosystems; - Model for prediction of possible risk caused by GM plants.
Parasitismus bleibt in unserem Verständnis von Nahrungsnetzen praktisch vernachlässigt. Parasiten herstellen alternative trophische Verbindungen und können sich auf die Kohlenstoffübertragung im Nahrungsnetz auswirken. In aquatischen Ökosystemen führt die Dominanz von schlecht konsumierbarem Phytoplankton zu trophischen Engpässen, die als störend für Kohlenstoffflüsse angesehen werden. Die Infektion von Phytoplankton durch Pilzparasiten wurde vorgeschlagen, um solche Engpässe zu umgehen, indem unzugänglicher Kohlenstoff aus Algen den Zooplanktonkonsumenten als essbare Zoosporen zur Verfügung gestellt wird (Mycoloop). Neue Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die Chytrid-Infektion indirekt andere biotische Komponenten beeinflusst, was wiederum trophische Wechselwirkungen verändern kann. Die Verringerung der Phytoplanktongröße, die unter einer Chytrid-Infektion beobachtet wird, kann das Phytoplankton für Zooplankton genießbarer machen und dadurch den Kohlenstofftransfer zu den Konsumenten über die Herbivoren-Nahrungskette verbessern. Darüber hinaus führt ein erheblicher Anstieg der unter Infektionsbedingungen beobachteten Biomasse heterotropher Bakterien, die von den Verbrauchern genutzt werden können, zu der Hypothese, dass die Chytrid-Infektion den Kohlenstofftransfer durch den mikrobiellen Loop weiter fördert. Mit Hilfe eines künstlich zusammengesetzten Nahrungsnetzes, bestehend aus einem Chytrid-Cyanobakterium Wirtsparasiten-System, einem Zooplankton-Konsumenten und einer heterotrophen Bakteriengemeinschaft, sollen solche indirekten Effekte des Chytrid-Parasitismus auf Kohlenstoffflüsse empirisch untersucht werden. Das experimentelle Nahrungsnetz wird manipuliert, um einzelne Komponenten des Nahrungsnetzes auszuschließen, zu modulieren oder zu kombinieren und Szenarien der Anwesenheit und Abwesenheit von Infektionen zu vergleichen. Experimente werden durchgeführt, um die durch Parasiten vermittelten Effekte auf: i) die pflanzenfressende Nahrungskette zu ermitteln, indem auf Unterschiede in der Fähigkeit von Zooplankton, auf infiziertem und nicht infiziertem Phytoplankton zu verwerten, getestet wird, ii) den Mycoloop, indem sein Beitrag zum trophischen Transfer quantifiziert wird und sein Zusammenhang mit dem sich ändernden Infektionsgrad beschrieben wird, und iii) den mikrobiellen Loop, indem seine vermeintliche Verstärkung durch Chytrid-Infektion und seine möglichen synergistischen Effekte in Kombination mit kleinen Mycoloop-Beiträgen untersucht werden. Schließlich werden die experimentellen Daten genutzt, um ein Modell zu generieren, das erstmals sowohl direkte als auch indirekte Effekte der Chytrid-Infektion auf Nahrungsketten integriert. Dies wird unsere Vorhersagen über den trophischen Transfer in der Basis pelagischer Nahrungsnetze und die Auswirkungen von Parasitismus in großen Kohlenstoffkreisläufen in aquatischen Ökosystemen verbessern.
This project is aimed at the characterization of the systemic reprogramming in barley, which modulates the compatible interaction with the biotrophic leaf pathogen Blumeria graminis f.sp. hordei upon root infestation with the mutualistic endophyte Piriformospora indica. We have recently shown that the basidiomycete P. indica - upon successful establishment in the roots - reprograms barley to salt stress tolerance, resistance to root diseases and higher yield (Waller et al., 2005). Successful powdery mildew infections in barley leaves are also disturbed by the mutualistic fungus. These processes are associated with a strong change in plant metabolism, especially with a drastic alteration of leaf and root antioxidants. On the basis of these findings we will perform an in-depth analysis of the barley metabolome (B6) and transcriptome (B7) with two specific foci: First, to elucidate the process of establishment of the mutualistic fungus within the barley roots; second, to characterize elements of the systemic response in leaves leading to an interruption or failure of compatibility processes required for successful establishment of biotrophic leaf pathogens like Blumeria. New gene candidates will be pre-selected systematically for their regulatory role in compatibility by means of transiently transformed barley leaves upon Blumeria inoculation. Stable transgenic barley and maize lines (B3) generated with verified gene candidates and genes identified by other projects (A1, A2, B5, B6) will be tested with Blumeria and P. indica. By comparing candidate genes in the different plant - microbe systems, we will identify common regulatory processes, metabolites and metabolic networks implicated in compatibility including those required for successful interactions with mutualistic fungi.
Untersuchungen an epidemisch verbreiteten Fischtumoren (derzeit vor allem: Papillomatose des europaeischen Aals und Hauttumoren der nordpazifischen und nordatlantischen Plattfische) 1) Epidemiologie: Regionlae Befallsrate, saisonale Fluktuationen. 2) Pathologie: Histologie der Tumorgenese, Struktur und Wachstum der Geschwulste unter verschiedenen Umweltbedingungen. 3) Aetiologie: Beziehung zwischen Befallsrate und Gewaesserbelastung, Suche nach eventuellen beteiligten Viren, experimentelle Beeinflussung des Tumorwachstums, Versuche zur experimentellen Tumorgenese. 4) Therapie: Versuche zur Wachstumshemmung und Redifferenzierung der Tumoren mittels Stoffwechselinhibitoren/aktivatoren, Versuche zur selektiven Schaedigung des Tumorgewebes.
Es sollen: 1. Kuenstliche Infektionen an verschiedenen Fischarten aus der 'Forellenbachregion' mit den Larven der Flussperlmuschel vorgenommen werden; 2. In Laborversuchen weitere Erkenntnisse fuer die Aufzucht von Jungmuscheln gewonnen werden; 3. Versuche durchgefuehrt werden, Muschellarven in kuenstlichen Naehrloesungen ohne Zwischenwirt zur Entwicklung zu bringen; 4. Die Restvorkommen der Flussperlmuschel in den ehemaligen 'Perlbaechen' der Lueneburger Heide festgestellt und kartiert werden. Dabei sollen geeignete Plaetze fuer die Wiederansiedlung der Muschel erkundet und nach oekologischen Gesichtspunkten untersucht werden.
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.
Die Bundesrepublik Deutschland ist nach den Kriterien der Weltorganisation für Tiergesundheit (OIE) seit September 2008 frei von terrestrischer Tollwut (Rabies), nicht aber von Fledermaustollwut. Diese Form der Tollwut wird durch Infektionen mit den Lyssaviren EBLV-1 und EBLV-2 verursacht für die eigene Übertragungszyklen bestehen. Deutschlandweit wurden im Zeitraum 1954-2009 bei mehr als 220 Fledermäusen EBLV-Infektionen diagnostiziert. Der Schwerpunkt ihrer Verbreitung liegt in den an Nord- und Ostsee angrenzenden Bundesländern. Aussagekräftige Daten über die Verbreitung der Fledermaustollwut in Bayern liegen bislang nicht vor.
Zielsetzung: Bei der Furunkulose handelt es sich um eine weltweit vorkommende und in Deutschland zunehmende Relevanz bekommende Infektionskrankheit zahlreicher Fischarten, verursacht durch das Bakterium Aeromonas salmonicida subsp. salmonicida. Eine Infektion kann zu hohen Verlusten in Teichwirtschaften und ökologischen sowie kommerziellen Fischhaltungen führen. Unbehandelt führt die akute Erkrankungsform häufig zum Tod der Fische, aber auch die chronische Form schließt eine weitere Nutzung der Tiere als Lebensmittel bedingt durch krankheitsverursachte Veränderungen in der Haut und Muskulatur in der Regel aus. Zur Therapie der Erkrankung werden Antibiotika eingesetzt, deren Einsatz aber vor dem Hintergrund einer Resistenzselektion, des Umweltaustrags aus Teichwirtschaften sowie einer beschriebenen Multiresistenz des Erregers kritisch bewertet werden muss. Um dieses Problem zu lösen, soll im vorliegenden Projekt die Applikation von natürlich in der Umwelt vorkommenden Bakteriophagen zur Bekämpfung des Erregers der Furunkulose angewendet werden. Dazu werden Phagen isoliert und aufkonzentriert, ihre Effektivität gegen den Erreger unter unterschiedlichen Bedingungen getestet, sowie eine Sicherheitsbewertung durchgeführt. Durch eine Überprüfung von Kombinationen werden synergistische Effekte der Phagen ermittelt. Die Applikation findet anschließend sowohl bei erkrankten Fischen, die aus Teichwirtschaften zur Verfügung gestellt werden, sowie an Fischen in Haltungen mit bakterienversetztem Wasser statt, um das therapeutische und prophylaktische Potential zu ermitteln. Auch Praxistest in Teichwirtschaften sollen nach erfolgreicher Erprobung erfolgen. Für das Projekt haben sich Vertreter/innen aus den Bereichen Lebensmittel, Fischkrankheiten, Fischbestandsbetreuung und -diagnostik sowie von Teichwirtschaften zusammengeschlossen, um diese alternative Maßnahme zur Antibiotikaanwendung zu erproben, um einem Verwurf von Fischen aus der Lebensmittelnutzung vorzubeugen und den Antibiotikaeinsatz zu reduzieren. Fazit: Insgesamt konnten in der Projektphase erste vielversprechende Phagen isoliert und charakterisiert werden, die zur Lyse von A. salmonicida, dem Erreger der Furunkulose und weiterer Aeromonas spp. geeignet erscheinen. Somit hat die Entwicklung der Alternativmaßnahme einen der Projektphase entsprechenden Fortschritt im Berichtszeitraum erzielen können.
Arbuskuläre Mykorrhizen erhöhen zwar die Resistenz von Pflanzen gegenüber pilzlichen Wurzelpathogenen und Bodennematoden, in oberirdischen Pflanzenteilen scheinen aber die Verteidigungsmechanismen unterdrückt zu werden. Auf der anderen Seite gibt es Hinweise, dass Blätter von Pflanzen, die mit dem Wurzelendophyt Piriformospora indica besiedelt sind, weniger stark von Blattpathogenen befallen werden. Diese Phänomene sollen auf cytologischer und molekulargenetischer Ebene untersucht werden. Der Einfluss des Mykorrhizapilzes Glomus spec. und des Wurzelendophyten Piriformospora indica auf die Infektion von Blättern und Wurzeln der Gerste mit nekrotrophen und biotrophen pilzlichen Pathogenen wird einmal makro- und mikroskopisch untersucht. Außerdem sollen Gene isoliert und charakterisiert werden, deren Expression (1) in den Blättern durch die Besiedelung der Wurzel mit Glomus spec. und P. indica oder (2) in den Wurzeln durch gleichzeitige Besiedelung mit Glomus spec. oder P. indica und mit einem Pathogen induziert ist. Als dritten gilt es, Gene zu identifizieren, bei denen durch die Anwesenheit eines Mykorrhizapilzes in der Wurzel die chemische Induktion ihrer Expression in den Blättern inhibiert ist.
Im Zusammenhang mit Versuchen zur Wiederverwertung von an Schlachthoefen anfallenden Schweinemageninhalt, soll das parasitologische Risiko ermittelt werden, das bei einem Recycling fuer die Umwelt entsteht. Stichproben werden durch Sedimentation-Flotations-Verfahren und Kultivierung auf Geschlechtsprodukte und Ueberlebensstadien von Helminthen und Protozoen untersucht. Bisher wurden in 300 untersuchten Proben bei etwa 10 Prozent Eier von Magendarmstrongyliden und bei 4 Prozent Eier von Askariden, sowie bei 1 Prozent weitere Helmintheneier und bei 4 Prozent Eier von als 1 Prozent Protozoenzysten nachgewiesen. Es ist geplant, die Ueberlebens-, Entwicklungs- und Ansteckungsfaehigkeit der im Schweinemageninhalt gefundenen Stadien zu untersuchen, um eine Aussage ueber ein Ansteckungsrisiko bei Weiterverfuetterung machen zu koennen.
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