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Teil III

Das Projekt "Teil III" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie, Fachgebiet Lebensmittelmikrobiologie und -hygiene durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist, den Einfluss des Bodentyps, von organischem Dünger sowie der Einarbeitung von belasteten Pflanzenresten in den Boden für die Aufnahme und Verteilung von Salmonella enterica und enterohämorrhagischen Escherichia coli (EHEC) in die Nutzpflanzen aufzuklären. Die Ziele des Vorhabens sind in drei Gruppen unterteilt: i) Etablierung von Methoden für den spezifischen Nachweis von Salmonella und EHEC in pflanzlichen Geweben und im Boden; ii) Untersuchung von Faktoren die den Umfang der Besiedlung von Nutzpflanzen mit Humanpathogenen beeinflussen. Aufgrund der bestehenden Gefährdung für den Verbraucher wird die Besiedelung von Kopfsalat und Feldsalat untersucht; und iii) Risikoeinschätzung für den Verbraucher. In dem Teilvorhaben werden spezifische Nachweisverfahren für EHEC in Pflanzen- und Bodenproben unter besonderer Berücksichtigung des Viable But Non-Culturable (VBNC)-Status etabliert (AP1). Weiterhin soll die Rolle von Adhärenzfaktoren für die Aufnahme der EHEC über das Wurzelgewebe und die Persistenz und Verbreitung in Blattgewebe untersucht werden (AP2). Hierzu werden in zwei EHEC-Stämmen der Serogruppen O157:H- und O104:H4 Gene für Adhärenzfaktoren, die bei der Anheftung an und Verbreitung in Pflanzengewebe von Bedeutung sein können, inaktiviert. Darüber hinaus soll das Transkriptom der Bakterien, die mit Pflanzengeweben in Kontakt kommen, untersucht werden. Ferner soll im S3-Labor untersucht werden, ob EHEC-Bakterien über das Wurzelsystem in die Pflanze aufgenommen werden und wie sie sich dort im Gewebe verteilen (AP3). Neben üblichen Färbe- und Schneidtechniken werden auch EHEC-Bakterien verwendet, die mit dem grünen fluoreszierenden Protein markiert wurden und so unter dem Fluoreszenz-Mikroskop analysiert werden können. Parallel hierzu werden in der Forschungsanstalt Wädenswill im S3-Gewächshaus Inokulationsversuche von Feldsalat mit EHEC-Bakterien unter bestimmten Bodenbedingungen durchgeführt.

Teil I

Das Projekt "Teil I" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Phytopathologie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist, den Einfluss des Bodentyps, von organischem Dünger sowie der Einarbeitung von belasteten Pflanzenresten in den Boden für die Aufnahme und Verteilung von Salmonella enterica und enterohämorrhagischen Escherichia coli (EHEC) in die Nutzpflanzen aufzuklären. Die Ziele des Vorhabens sind in drei Gruppen unterteilt: i) Etablierung von Methoden für den spezifischen Nachweis von Salmonella und EHEC in pflanzlichen Geweben und im Boden; ii) Untersuchung von Faktoren die den Umfang der Besiedlung von Nutzpflanzen mit Humanpathogenen beeinflussen. Aufgrund der bestehenden Gefährdung für den Verbraucher wird die Besiedelung von Kopfsalat und Feldsalat untersucht; und iii) Risikoeinschätzung für den Verbraucher. In dem Teilvorhaben soll der Einfluss von Anbaubedingungen auf die Reaktion von Kopf- und Feldsalat auf Infektionen mit EHEC und Salmonella untersucht werden. Darüber hinaus wird die Verteilung der Bakterien in der Pflanze untersucht und eine Einschätzung der Gesundheitsgefährdung der Konsumenten gemacht. In zwei Schritten wird ermittelt, wie Kopfsalat und Feldsalat, die in verschiedenen Böden/Dünger Kombinationen gewachsen, auf die Infektion durch EHEC und S. Typhimurium reagieren. Zunächst wird die Expression ausgewählter Gene ermittelt, danach die globale Änderung der Genexpression. Nachfolgend wird die Effizienz der Abwehrmechanismen untersucht. Die Verteilung der Bakterien in Kopf- und Feldsalat wird mit Hilfe von Wildtypstämmen, die gfp oder dsRed Gene exprimieren und konfokaler Mikroskopie ermittelt. Für die Basis der Einschätzung der Gesundheitsgefährdung der Konsumenten wird die quantifizierte Anzahl der Bakterien in Pflanzengewebe, die bekannte Infektionsdosis von Salmonella und EHEC, sowie die bereits bekannte Virulenz von Salmonella aus pflanzlichem Gewebe dienen.

SEPP

Das Projekt "SEPP" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Deggendorf, Technologie Campus Freyung durchgeführt. Politische Forderungen sowie die sinkende Wirksamkeit erschweren den Einsatz chemischer Mittel zur Unkrautbekämpfung (Traktor mit Feldspritze). Eine Alternative ist die mechanische Variante aus dem biologischen Bereich (Traktor mit Hackgerät). Jedoch entstehen in der Anwendung, bedingt durch den erheblichen Mehraufwand für den Landwirt, größere Einsatzkosten. Diese Problematik betrachtet das Gründerteam als Chance, diesen Markt nachhaltig zu revolutionieren. Der Agrarroboter SEPP (Smart Efficient Plant Protection) übernimmt die Aufgabe der Unkrautregulierung in Reihenkulturen (z.B. Mais, Ackerbohne, Zuckerrübe). Sein innovatives und patentwürdiges Konzept beinhaltet alle Vorteile einer ökologischen Unkrautdezimierung und neutralisiert die Nachteile einer mechanischen Bearbeitung mittels Traktor mit Hackgerät. Landwirte sollen durch den Einsatz des Agrarroboters SEPP insgesamt Zeit und Kosten bei der Feldpflege einsparen können. Ziel ist es den biologischen Ackerbau durch technischen Fortschritt attraktiver zu machen. Auch soll der konventionellen Landwirtschaft eine wirtschaftliche Alternative zu dem chemischen Mittel angeboten werden. Hierzu soll im EXIST-Zeitraum ein 'Minimum Viable Product' mit folgendem Funktionsumfang entwickelt werden: - effektive mechanische Bodenbearbeitung (Unkräuter werden zwischen den Pflanzenreihen mit einer Erfolgsquote von 90% unschädlich macht) - autonomer Betrieb (Einbindung der Kamera-Daten und Geodaten zur Navigation des Roboters auf dem Acker) - ausreichende Leistung (eine Robotereinheit verfügt über eine Flächenleistung von mindestens vier Hektar pro Arbeitstag).

PV-H2-Boot Solgenia

Das Projekt "PV-H2-Boot Solgenia" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Konstanz Technik, Wirtschaft und Gestaltung, HTGW, Institut für Angewandte Forschung , Energiewandlung in Solarsystemen (IAF,EWIS) durchgeführt. 1. Introduction: In view of the increasing problem of energy supply, the University of Applied Sciences Konstanz developed a research boat powered by photovoltaic and fuel cells. The core question of the research project is, if such a combination represents a viable option for recreational and commercial boating. To answer this question, long-time performance-studies of each component by itself and in combination with others in marine environment are necessary. An Information-Management-System (IMS) interfacing to about ninety parameters was developed, providing the basis for analysis. 2. Energy Supply System: The energy supply system consists of two energy conversion units (PV-generator and fuel cell) and two energy storage units (battery and hydrogen tank). A DC/AC-inverter together with an asynchronous motor converts the electrical energy into mechanical energy for the propeller. The voltages between the three fuel cell modules as well as the PV-generator and the battery are adjusted by DC/DC-converters (see figure 1). The hydrogen will be provided by an electrolysis unit within the laboratory driven by a PV-generator and stored on land. One of the research aims is to adapt the hydrogen production depending on solar radiation to the hydrogen demand by the stationary fuel cells (in the laboratory) and the mobile fuel cells (in the boat). 3. Information management system (IMS): The requirements which the IMS has to fulfil are quite complex: 1. a real-time control-system has to operate the boat and process the parameters, 2. a graphical user interface has to provide meaningful and clear information for skipper as well as service and scientist, 3.measured data has to be periodically transmitted to a data bank at the institute for further processing. Use of the Internet gives independence of location. 4. Energy management: Energy management is one of the main tasks of the IMS. One of the research aims is to develop and optimize the management rules. The energy system itself consists of one controllable (fuel cell) and one not controllable energy converter (PV-generator) as well as of two energy storage devices (battery and H2-tank). Parameters affecting the energy management are among others: speed of boat, distance to travel, battery capacity and solar radiation. These parameters are either measured directly or calculated by the IMS. The Solgenia additionally will be used as laboratory unit in teaching: The students shall become familiar with the fundamental problems of managing renewable energies. 5. Graphical user interface: An industrial touch panel PC serves as man-machine-interface. The graphical user interface was divided into two basic groups: skipper and service/scientist. The menu for the latter group was protected by password to prevent an inexperienced skipper from creating any mischief. etc.

UV-B-Wirkungen auf Zooplankton

Das Projekt "UV-B-Wirkungen auf Zooplankton" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität München, Zoologisches Institut, Limnologische Abteilung durchgeführt. Bevorzugte Untersuchungsobjekte waren herbivore Planktoncrustaceen: die in Seen lebende Daphnia galeata (=D.g.) und die in Gebirgstuempeln lebende Daphnia pulex obtusa (=D.p.o). Durch die Funktion als Mikroalgenfiltrierer nimmt D.g. in ihrem Lebensraum eine Schluesselposition ein. Ihre Elimination haette fatale Folgen fuer das Seeoekosystem. Zumindest zwischen Mai bis Juli hat D.g. im Gegensatz zu D.p.o. (ca. 80 Prozent tolerieren eine Dosis groesser 60 kJ/m2) keine Chance, innerhalb einer 2 cm-Wasserschicht nach Ueberschreiten von ca. 53 kJ/m2 zu ueberleben. Die empfindlicheren Jugendstadien werden durch UV-B-Dosen um 35 kJ/m2 getoetet. UV-B-Dosen kleiner 20 kJ/m2 fuehren bei erwachsenen D.g. zu diversen Wirkungen, die insgesamt das Populationswachstum vermindern. Das Maximum der UV-B-Wirkung liegt bei 260 nm, das Maximum der 'reparaturwirksamen' Strahlung (Blauviolettlicht) bei 430 nm. D.p.o. erweist sich gegenueber D.g. hinsichtlich ihrer Faehigkeit, durch UV-B hervorgerufene Schaedigungen zu reparieren, als deutlich ueberlegen. Die Reparaturfaehigkeit bleibt nach Abschluss der UV-B-Strahlung noch mindestens 2 Stunden erhalten. Durch Melaninanreicherung wird die UV-B-Vertraeglichkeit ebenfalls erhoeht. Die Synthese des Melanins ist zu Lasten der Reproduktion mit metabolischen Kosten verbunden. Sichtbare Pigmente gefaehrden die Existenz der Daphnien in fischreichen Gewaessern. Aus Expositionen verschiedener Arten in verschiedenen Wassertiefen ergibt sich eine Reihung aufgrund unterschiedlicher Empfindlichkeit gegenueber UV-B. Letale UV-B-Wirkungen sind in schwach mesotrophen Seen zumindest im Juni an sonnigen Tagen (Bewoelkung kleiner 3/10) bis in Tiefen um 20-25 cm moeglich. In oligotrophen Seen sind letale Dosen bis in ca. 2 m Tiefe moeglich, in meso-eutrophen Seen nur innerhalb weniger Dezimeter unter dem Wasserspiegel. Mehrtaegige Expositionen in 'enclosures' fuehren zu Abundanzminderungen bis in 60 cm Tiefe, die nicht nur auf letalen Wirkungen, sondern auch auf einer Verminderung des Populationswachstums beruhen. D.g. ist in der Lage, UV-B wahrzunehmen und zur Orientierung waehrend der tagesperiodischen Vertikalwanderung zu nutzen. Indem sich die Plankter tagsueber in Tiefen groesser 5 m aufhalten, befinden sie sich weit ausserhalb der Grenzen, innerhalb derer Gefaehrdungen bisher nachgewiesen worden sind. Es gibt Hinweise, wonach hohe Dosisraten auch schon bei relativ kurzer Dauer in ihrer Wirkung nicht vernachlaessigbar sind.

Umwelt-Wettbewerb 'meine Erde - deine Erde' (1993/1994)

Das Projekt "Umwelt-Wettbewerb 'meine Erde - deine Erde' (1993/1994)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zeitbild-Verlag Bonn durchgeführt.

Long-term changes in baltic algal species and ecosystems

Das Projekt "Long-term changes in baltic algal species and ecosystems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Meereskunde, Abteilung Meeresbotanik durchgeführt. General Information: The most interesting biogeographical aspects of the Baltic are its salinity gradient, which extends from the Atlantic with oceanic salinity down to near fresh water in the inner parts of the Baltic estuary, and its young age, being only about 7.000 years old as a brackish water basin. These characteristics have led to strong selection pressure among the organisms in the Baltic Sea, and therefore the area is especially tractable for testing evolutionary diversification and adaptation. Ecophysiological comparisons between the Atlantic and Baltic sea algae show that morphological and physiological (measured as photosynthetic performance, growth rate and salinity tolerance) variation is widespread among the species. Also genetic differentiation has been found along the salinity gradient with no apparent hybridization along the contact zones. Our aim is to find out, how common the morphological, physiological and genetic adaptation is in the Baltic Sea algae, whether these are linked together, and what is the history behind the adaptive strategies. This will be done by the study of three integrated levels of the benthic algal populations along the salinity gradient. The central objectives will be to establish a comprehensive reference culture collection from the Baltic Sea across the Skagerrak/Kattegat salinity gradient (task 1), to assess the growth, survival and dispersal performance of salinity ecotypes and phylogeny of bio geographic populations (task 2), and finally to explore the genetic diversity in Baltic Sea populations (task 3). Task 1 The baseline culture collections will be established and maintained in the Scandinavian Culture Collection for Algae and Protozoans, University of Copenhagen, and they will include all important species of red, brown and green algae. Task 2. The salinity ecotypes occurring over a range of salinity will be assessed using classical gradient tables. Task 2 and 3. DNA sequencing will be used for assessing cryptic level species and subspecies diversity. Phylogenetic history and distributional patterns will be studies in selected species of Enteromorpha, Ceramium and Fucus, which provides the link between the palaeoclimatic events and the dominant role they have in their present habitats. Information from task 2 and 3 will be used for correlation analyses between ecotypes and population differentiation. The project will be coordinated from University of Copenhagen (Denmark), and partners are University of Groningen (the Netherlands), University of Kiel (Germany), University of Oslo (Norway) and University of Helsinki (Finland). Prime Contractor: Kobenhavns Universitet, Department of Phycology, Botanical Institute; Kobenhavn; Denmark.

Biber in Kroatien

Das Projekt "Biber in Kroatien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wildbiologische Gesellschaft Muenchen e.V. durchgeführt. Ziel des Projekts ist die Etablierung einer ueberlebensfaehigen Biberpopulation in Kroatien. Die Wiedereinbuergerung erfolgt gemaess den Richtlinien der Akademie fuer Naturschutz in Laufen. Insgesamt werden aus bayerischen Bestaenden 60 Biber gefangen und in 2 Auslassungsgebieten freigesetzt. (Save-Auen und Mur-Auen). Die beiden ersten Tiere ziehen seit 21. April, 16.10 Uhr ihre Kreise in Kroatien.

Forest management and habitat structure - influences on the network of song birds, vectors and blood parasites

Das Projekt "Forest management and habitat structure - influences on the network of song birds, vectors and blood parasites" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Forstzoologisches Institut, Professur für Wildtierökologie und Wildtiermanagement durchgeführt. Forest structure is altered by humans for long times (Bramanti et al. 2009). The long lasting modification of forests pursuant to human demands modified the living conditions for birds as well as for many other animals. This included changes in resource availability (e.g., food, foraging, nesting sites) and changes of interspecific interactions, e.g., parasitism and predation (Knoke et al. 2009; Ellis et al. 2012). Also species compositions and the survivability of populations and even species are affected. The loss of foraging sites and suitable places for reproduction, the limitation of mobility due to fragmented habitats and the disturbances by humans itself may lead to more stressed individuals and less optimal living conditions. In certain cases species are not able to deal with the modified requirements and their populations will shrink and even vanish. Depending on the intensity of management and the remaining forest structure, biodiversity is more or less endangered. Especially in systems of two or more strongly connected taxa changing conditions that affect at least one part may subsequently affect the other, too. One system of interspecific communities that recently attracted the attention of biologists includes birds, blood parasites (haemosporidians) and their transmitting vectors. For instance, avian malaria (Plasmodium relictum) represents the reason for extreme declines in the avifauna of Hawaii since the introduction of respective vectors (e.g. Culicidae) during the 20th century (van Riper et al. 1986, Woodworth et al. 2005). With the current knowledge of this topic we are not able to predict if such incidences could also occur in Germany. All in all, different management strategies and intensity of forest management may influence the network of birds, vectors and blood parasites and change biodiversity. To elucidate this ecological complex, and to understand the interactions of the triad of songbirds as vertebrate hosts, dipteran vectors and haemosporidians within changing local conditions, I intend to collect data on the three taxa in differently managed forest areas, the given forest structure and the climatic conditions. I will try to explain the role of abiotic factors on infection dynamics, in detail the role of forest management intensity. Data acquisition takes place at three spatially divided locations: inside the Biodiversity Exploratory Schwäbische Alb, at the Mooswald in Freiburg, and inside the Schwarzwald.

Dark survival strategies in benthic diatoms from polar waters

Das Projekt "Dark survival strategies in benthic diatoms from polar waters" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Rostock, Institut für Biowissenschaften, Lehrstuhl Angewandte Ökologie durchgeführt. The highly productive microphytobenthos of polar shallow water zones is dominated by diatoms which have to cope with long periods of darkness between late autumn and early spring. Since the dark survival strategies of these organisms are almost unstudied, a comprehensive and precise evaluation of the underlying mechanisms will be carried out under controlled conditions in the laboratory with representative species abundant in the Arctic Kongsfjorden and the Antarctic Potter Cove. The mechanisms to be studied include the maximum survival period which will be determined using various cell biological markers (macromolecular composition, ultrastructure, viability, activity) as well as genetic markers (expression of functional genes involved in the degradation of chrysolaminaran and lipids). In addition, the capability to recover after re-irradiation by measuring growth and photosynthesis, and the effect of temperature on the dark survival potential will be evaluated. Arctic and Antarctic benthic diatoms will be compared to outline specific response patterns which are probably related to the different cold water history of both regions and hence to a different degree of adaptation to extreme low temperatures in the respective taxa. If environmental changes such as the observed Arctic warming are negatively affecting the dark survival potential of benthic diatoms, their ecological function as important primary producers in polar regions may be strongly reduced with consequences for all higher trophic levels.

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