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.
Das Projekt "Teilprojekte C-1, C-5 und C-6A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesinstitut für Risikobewertung durchgeführt. ZielePathogene Vibrionen in der marinen Umwelt sind potentielle, neu aufkommende Zoonoseerreger. Die Bewertung des Risikos für die Bevölkerung erfordert: - Erfassung des Vorkommens von pathogenen nicht-Cholera-Vibrionen in der Umwelt, in Handelsware und bei menschlichen Erkrankungen durch Sammlung von Daten aus Erkrankungen. -Aufbau einer Stammsammlung sowie Identifizierung und funktionelle Charakterisierung von Virulenzfaktoren. - Ermittlung von Parametern, die das Auftreten, die Vermehrung und Übertragung von pathogenen Vibrionen in der Umwelt in Bezug zu Klimaprozessen fördern. - Ermittlung von Faktoren in der Lebensmittelkette, die die Belastung und Vermehrung von pathogenen Vibrionen in Lebensmitteln fördern. - Identifizierung von Markern (Genen oder Proteinen), die eine schnelle Detektion von pathogenen Vibrionen im klinischen Bereich, in der Lebensmittelproduktion und in der Umwelt ermöglichen.HintergründeDie Zahl der Infektionen mit pathogenen Vibrionen hat weltweit in den letzten Jahren zuge-nommen. Vibrionen sind Gram-negative Bakterien, die in Meeresgewässern und Flussmündungen weit verbreitet sind. Sie stellen eine der Hauptursachen von bakteriellen Durchfallerkrankungen dar, die durch den Verzehr von kontaminierten Meeresfrüchten und Fischprodukten verursacht werden. Die Zunahme von Vibrionen in marinen Organismen wird mit steigenden Wassertemperaturen aufgrund der globalen Erwärmung in Zusammenhang gebracht. Da gleichzeitig der globale Handel mit Fischprodukten und Meeresfrüchten wächst, ist ein Anstieg von Vibriosen bei Menschen zu erwarten. Die Entstehung neuer hochpathogener Klone von Vibrio parahaemolyticus in Südostasien und deren weltweite Verbreitung unterstreichen die Notwendigkeit der Forschung zu Vibriosen als 'emerging disease'. Da Vibrionen mesophile Bakterien sind, ist auch ihre Zunahme in Badegewässern in Perioden mit sehr warmem Wetter beobachtet worden, was die Wahrscheinlichkeit von Wundinfektionen durch Meerwasser-Kontakt erhöht.Das Forschungsnetzwerk wird durch eine Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern aus asiatischen und südamerikanischen Ländern mit hoher Inzidenz von Vibrio-Infektionen ergänzt. Das BfR ist verantwortlich für die internationale Zusammenarbeit im TP C-1 und übernimmt im TP C-5 den Aufbau einer zentralen Stammsammlung, die Entwicklung von MALDI-TOF-basierten Nachweisverfahren und die Untersuchung der Toxinbildung. Im TP C-6 wird eine quantitative Erhebung des Pathogenitätspotentials gegenüber marinen Vektororganismen und dem menschlichen Wirt durchgeführt.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von LEHNER Agrar GmbH durchgeführt. In Europa stellen Schnellkäfer ein zunehmendes Problem im Ackerbau und hier insbesondere im Kartoffel- und Maisanbau dar. Die 5 Arten Agriotes lineatus (L.), A. obscurus (L.), A. sputator (L.), A. sordidus (Illiger) und A. ustulatus Schäller sind in Mitteleuropa als die wichtigsten zu nennen. Gerade weil keine chemischen Insektizide zur Bekämpfung von Drahtwürmern zur Verfügung stehen, wird die Anwendung Insektenpathogener Pilze der Gattung Metarhizium als ein mögliches nachhaltiges Pflanzenschutzverfahren für den biologischen wie integrierten Anbau angesehen. Virulente Metarhizium-Stämme mit Wirkung gegen Drahtwürmer wurden von verschiedenen Forschungsgruppen identifiziert. So werden vom Agriculture and Agri-Food Canada (AAFC) der Metarhizium brunneum-Stamm LRC112 und vom Agroscope (Schweiz) der Stamm 2825 als vielversprechende Biocontrol Agents (BCA) angesehen. Stämme aus der JKI-eigenen Pilzsammlung sowie die genannten Referenzstämme sollen hinsichtlich ihrer Wirksamkeit geprüft und anschließend in einem am JKI, Institut für Biologischen Pflanzenschutz etablierten Granulatherstellungsverfahrens formuliert werden. Eine technische wie betriebswirtschaftliche Umsetzbarkeit des Verfahrens wird von der Firma ABITEP GmbH durchgeführt und gegebenenfalls mit anderen Herstellungsverfahren verglichen. Um den Anwendungsbereich insektenpathogener Pilze zu erhöhen, soll für ausgewählte Pilzstämme neben der Granulatherstellung auch eine spritzbare Formulierung entwickelt werden. In Zusammenarbeit mit dem JKI, Institut für Anwendungstechnik im Pflanzenschutz und der LEHNER Agrar GmbH soll die Anwendbarkeit durch Optimierung der Granulate sowie der Anwendungstechnik - einschließlich der Integrierung spritzbarer Metarhizium-Formulierungen - gewährleistet werden. Das JKI, Institut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland, wird sich aufgrund ihrer entomologischen Expertise mit der Entwicklung einer auf insektenpathogenen Pilzen basierten Bekämpfungsstrategie konzentrieren.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ABiTEP GmbH durchgeführt. In Europa stellen Schnellkäfer ein zunehmendes Problem im Ackerbau und hier insbesondere im Kartoffel- und Maisanbau dar. Die 5 Arten Agriotes lineatus (L.), A. obscurus (L.), A. sputator (L.), A. sordidus (Illiger) und A. ustulatus Schäller sind in Mitteleuropa als die wichtigsten zu nennen. Gerade weil keine chemischen Insektizide zur Bekämpfung von Drahtwürmern zur Verfügung stehen, wird die Anwendung Insektenpathogener Pilze der Gattung Metarhizium als ein mögliches nachhaltiges Pflanzenschutzverfahren für den biologischen wie integrierten Anbau angesehen. Virulente Metarhizium-Stämme mit Wirkung gegen Drahtwürmer wurden von verschiedenen Forschungsgruppen identifiziert. So werden vom Agriculture and Agri-Food Canada (AAFC) der Metarhizium brunneum-Stamm LRC112 und vom Agroscope (Schweiz) der Stamm 2825 als vielversprechende Biocontrol Agents (BCA) angesehen. Stämme aus der JKI-eigenen Pilzsammlung sowie die genannten Referenzstämme sollen hinsichtlich ihrer Wirksamkeit geprüft und anschließend in einem am JKI, Institut für Biologischen Pflanzenschutz etablierten Granulatherstellungsverfahrens formuliert werden. Eine technische wie betriebswirtschaftliche Umsetzbarkeit des Verfahrens wird von der Firma ABITEP GmbH durchgeführt und gegebenenfalls mit anderen Herstellungsverfahren verglichen. Um den Anwendungsbereich insektenpathogener Pilze zu erhöhen, soll für ausgewählte Pilzstämme neben der Granulatherstellung auch eine spritzbare Formulierung entwickelt werden. In Zusammenarbeit mit dem JKI, Institut für Anwendungstechnik im Pflanzenschutz und der LEHNER Agrar GmbH soll die Anwendbarkeit durch Optimierung der Granulate sowie der Anwendungstechnik - einschließlich der Integrierung spritzbarer Metarhizium-Formulierungen - gewährleistet werden. Das JKI, Institut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland, wird sich aufgrund ihrer entomologischen Expertise mit der Entwicklung einer auf insektenpathogenen Pilzen basierten Bekämpfungsstrategie konzentrieren.
Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bioland Erzeugerring Bayern e.V. durchgeführt. In den letzten Jahren haben die Drahtwurmschäden im konventionellen und biologischen Kartoffelanbau existenzbedrohende Ausmaße angenommen. Effektive Bekämpfungsstrategien stehen ggw. nicht zur Verfügung bzw. sind nur auf Basis des Artikels 53 verfügbar. Die Antragsteller haben im Rahmen eines BMELV- und eines EU-Projektes die Grundlagen für eine innovative und effektive Bekämpfungsstrategie entwickelt. Kapseln, die auf rein biologischer Basis in Kontakt mit der Bodenfeuchte CO2 produzieren locken die Drahtwürmer an, welche so mit der Kill-Komponente (Metarhizium brunneum) in Kontakt kommen. Durch diese Strategie wird die Infektionswahrscheinlichkeit signifikant gesteigert. Ziel ist es, das bisher entwickelte ATTRACAP® Produkt zu optimieren, um die Wirkungssicherheit der Kapseln zu gewährleisten und die Effizienz anzuheben. Dazu müssen die bisher erarbeiteten innovativen Kapselformulierungen weiterentwickelt und unter unterschiedlichen Feldbedingungen validiert werden. Im Konsortium ist eine Firma vertreten, die das Produkt ATTRACAP® produziert und vertreibt. Die beiden Berater stellen die Kontakte zu den Landwirten her, auf deren Felder die Versuche angelegt werden und helfen bei der Versuchsdurchführung. Mit den im Antrag skizzierten Untersuchungen soll ein optimiertes ATTRACAP® Produkt für die Praxis im Biolandbau und im konventionellen Landbau zur Verfügung gestellt werden.
Das Projekt "Exzellenzcluster 80 (EXC): Ozean der Zukunft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), Forschungsbereich 3: Marine Ökologie, Forschungseinheit Evolutionsökologie Mariner Fische durchgeführt. Global climate change leads to the emergence and increase of diseases in marine ecosystems. In eelgrass, Zostera marina, mass mortality possibly induced by the protist Labyrinthula zosterae (wasting disease) was first observed in the 1930s and since then appeared circumpolar coinciding with environmental stress. Despite the ecosystem consequences of eelgrass loss, little is known on distribution and virulence of L. zosterae, any background infection level of Z. marina, and the environmental triggers for epidemics. We will quantify L. zosterae in European Z. marina-populations with quantitative PCR (targeting rDNA ITS region). Differences among L. zosterae-strains will be identified by microsatellite analysis and correlated with Z. marina genetic structure. The virulence of strains of different origin will be experimentally tested against different eelgrass hosts, with and without stress. Our results will reveal how the host-pathogen-genotype-interaction is affected by environmental stress, resulting in marine epidemics with massive ecological consequences.
Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-BeratungsGesellschaft mbH durchgeführt. In den letzten Jahren haben die Drahtwurmschäden im konventionellen und biologischen Kartoffelanbau existenzbedrohende Ausmaße angenommen. Effektive Bekämpfungsstrategien stehen ggw. nicht zur Verfügung bzw. sind nur auf Basis des Artikels 53 verfügbar. Die Antragsteller haben im Rahmen eines BMELV- und eines EU-Projektes die Grundlagen für eine innovative und effektive Bekämpfungsstrategie entwickelt. Kapseln, die auf rein biologischer Basis in Kontakt mit der Bodenfeuchte CO2 produzieren locken die Drahtwürmer an, welche so mit der Kill-Komponente (Metarhizium brunneum) in Kontakt kommen. Durch diese Strategie wird die Infektionswahrscheinlichkeit signifikant gesteigert. Ziel ist es, das bisher entwickelte ATTRACAP® Produkt zu optimieren, um die Wirkungssicherheit der Kapseln zu gewährleisten und die Effizienz anzuheben. Dazu müssen die bisher erarbeiteten innovativen Kapselformulierungen weiterentwickelt und unter unterschiedlichen Feldbedingungen validiert werden. Im Konsortium ist eine Firma vertreten, die das Produkt ATTRACAP® produziert und vertreibt. Die beiden Berater stellen die Kontakte zu den Landwirten her, auf deren Felder die Versuche angelegt werden und helfen bei der Versuchsdurchführung. Mit den im Antrag skizzierten Untersuchungen soll ein optimiertes ATTRACAP® Produkt für die Praxis im Biolandbau und im konventionellen Landbau zur Verfügung gestellt werden.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BIOCARE Gesellschaft für biologische Schutzmittel mbH durchgeführt. In den letzten Jahren haben die Drahtwurmschäden im konventionellen und biologischen Kartoffelanbau existenzbedrohende Ausmaße angenommen. Effektive Bekämpfungsstrategien stehen ggw. nicht zur Verfügung bzw. sind nur auf Basis des Artikels 53 verfügbar. Die Antragsteller haben im Rahmen eines BMELV- und eines EU-Projektes die Grundlagen für eine innovative und effektive Bekämpfungsstrategie entwickelt. Kapseln, die auf rein biologischer Basis in Kontakt mit der Bodenfeuchte CO2 produzieren locken die Drahtwürmer an, welche so mit der Kill-Komponente (Metarhizium brunneum) in Kontakt kommen. Durch diese Strategie wird die Infektionswahrscheinlichkeit signifikant gesteigert. Ziel ist es, das bisher entwickelte ATTRACAP® Produkt zu optimieren, um die Wirkungssicherheit der Kapseln zu gewährleisten und die Effizienz anzuheben. Dazu müssen die bisher erarbeiteten innovativen Kapselformulierungen weiterentwickelt und unter unterschiedlichen Feldbedingungen validiert werden. Im Konsortium ist eine Firma vertreten, die das Produkt ATTRACAP® produziert und vertreibt. Die beiden Berater stellen die Kontakte zu den Landwirten her, auf deren Felder die Versuche angelegt werden und helfen bei der Versuchsdurchführung. Mit den im Antrag skizzierten Untersuchungen soll ein optimiertes ATTRACAP® Produkt für die Praxis im Biolandbau und im konventionellen Landbau zur Verfügung gestellt werden.
Das Projekt "UV-B-Schirmpigmente/ Einfluss von UV-B-Strahlung auf die Schirmpigmente der Buche" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GSF - Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit GmbH, Institut für Biochemische Pflanzenpathologie durchgeführt. Erste Arbeiten zu Schutzmechanismen von Waldbaeumen gegen erhoehte UV-B-Strahlung hatten gezeigt, dass Nadelbaeume auf zunehmende UV-B-Strahlung mit einer verstaerkten Bildung von Flavonoiden reagieren. Die Verbindungen tragen neben ihrer Flavonol-Grundstruktur, die eine Abschirmung in den Bereichen UV-A und UV-B erlaubt, zwei substituierte Zimtsaeurereste, die vor allem eine starke Absorption von UV-B-Strahlung zur Folge haben. Diese Pigmente wurden ausschliesslich in der Epidermis der Nadeln nachgewiesen, was eine Funktion als UV-B-Schirmpigmente unterstuetzte. In dem vorliegenden Projekt konnte nun gezeigt werden, dass die Buche als wichtigster Laubbaum in Bayern verwandte Schutzmechanismen aufweist. Dazu wurden in zwei Experimenten Buchenkeimlinge unter jeweils vier unterschiedlichen UV-B-Bedingungen kultiviert und die UV-B-abhaengige Bildung phenolischer Inhaltsstoffe untersucht. Diese Metabolite wurden isoliert und ihre Struktur mit Hilfe spektroskopischer Methoden ermittelt. Es zeigte sich, dass auch die Buche Pigmente aus der Klasse der Flavonoide bildet, die substituierte Zimtsaeuren zur wirksamen UV-B-Abschirmung tragen. Ausserdem wurden grosse Mengen aehnlicher Strukturen in den Zellwaenden vor allem der Epidermiszellen gefunden. Mit Hilfe der UV-induzierten Chlorophyllfluoreszenz konnte zudem eine starke Abschirmung von UV-A- und UV-B-Strahlung durch die Blattepidermis gezeigt werden. Am natuerlichen Standort ist die Buche einem Zusammenspiel vieler oekologischer Faktoren ausgesetzt. So kann die Erhoehung der UV-B-Strahlung eine Aenderung der Empfindlichkeit gegenueber anderen Stressfaktoren zur Folge haben. Als Beispiel fuer eine Wechselwirkung zweier Faktoren wurde in einem weiteren Expositionsexperiment die UV-B-bedingte Praedisposition der Buchenblaetter fuer die Infektion durch das Blattpathogen Apiognomia errabunda untersucht. Die ersten Ergebnisse deuten an, dass erhoehte UV-B-Strahlung eine nachfolgende Infektion durch das Pathogen foerdert.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Institut für Forstgenetik durchgeführt. Pappeln werden in Kurzumtriebsplantagen (KUP) für die Produktion von Bioenergie angebaut. Während der gesamten Zeit ist die Plantage Pilzerregern ausgesetzt, die schwere Schäden an den Bäumen verursachen können. Die meisten der schädlichen Pilzerreger bei der Pappel sind biotrophe Rostpilze der Gattung Melampsora. Die kosmopolitische Art Melampsora larici-populina stellt die größte Bedrohung für Pappelplantagen dar, da sie jährlich Wachstumseinbußen von bis zu 50 Prozent verursacht. Pflanzen erkennen Pilze über Rezeptoren, die das Pathogen-assoziierte molekulare Muster ('pathogen-associated molecular pattern'; PAMP) Chitin als Ligand binden. Wesentliche Bestandteile dieser Chitin-Rezeptoren sind 'Lysin-Motif-Receptor-Like-Kinasen' (LysM-RLKs). Analysen der Chitin-Signalkette in dikotyledonen Pflanzen zeigen, dass enzymatisch aktive und inaktive LysM-RLKs miteinander interagieren müssen, um einen funktionellen Rezeptor zu bilden. Die Wahrnehmung des Chitins löst in Pflanzen eine Immunantwort aus, die zu einer Resistenz gegen den Eindringling führen kann. Auf der anderen Seite müssen pilzliche Symbionten diese Immunantwort umgehen oder unterdrücken, um die Etablierung einer Mykorrhizierung zu erreichen. In dieser Hinsicht könnten LysM-Effektoren als Modulatoren der pflanzliche Immunantwort eine Rolle spielen. Ferner wird die Kommunikation zwischen der Pflanze und dem Mykorrhizapilz durch pilzliche Myc-Faktoren erleichtert, die von LysM-Rezeptoren des Wirts wahrgenommen werden. Das Ziel des beantragten Projekts ist es, LysM-RLK-Gene in Pappeln und LysM-Effektor-Gene in dem Mykorrhiza-Pilz Laccaria bicolor zu identifizieren. Diese Gene sollen funktionell charakterisiert werden, um dann ausgewählte Gene für die Verbesserung von Pathogenresistenz und Mykorrhizierung zu nutzen. Zu diesem Zweck werden transgene Linien hergestellt. Zusätzlich ist geplant CRISPR/Cas9 zur Genom-Editierung zu verwenden.