Development of insecticide resistance in insect pest species is one of the main threats of agriculture nowadays. The cotton bollworm, Helicoverpa armigera, is the noctuid species possessing by far the most reported cases of insecticide resistance worldwide, correlated with one of the widest geographical distributions of any agricultural pest species. This turns H. armigera into an adequate model to study resistance mechanisms in detail. The main mechanisms underlying insecticide resistance are target side insensitivity and metabolism, mainly due to carboxylesterases and cytochrome P450 monooxygenases. Just recently, the resistance mechanism of an Australian H. armigera strain toward the pyrethroid fenvalerate was ascribed to a single P450, CYP337B3. CYP337B3 is a naturally-occurring chimera between CYP337B2 and CYP337B1 evolved by an unequal crossing-over event. This enzyme had acquired new and exclusive substrate specificities resulting in the detoxification of fenvalerate. This is the first known case of recombination as an additional genetic mechanism, besides over-expression and point mutation, leading to insecticide resistance. Therefore, CYP337B1, CYP337B2, and CYP337B3 are ideal candidates for studying structure-function relationships in P450s. The project aims to characterize amino acids that are crucial for the activity of CYP337B3 toward detoxification of fenvalerate. Additionally, cross-resistance conferred by CYP337B3 enables the determination of common structural moieties of pyrethroids favoring detoxification by CYP337B3 and those leading to resistance breaking. Pyrethroids with identified resistance breaking moieties could be used to control even pyrethroid-resistant populations of H. armigera. Another advantage of this system is the conferment of insecticide resistance by CYP337B3 that is not restricted to Australia but seems to be a more common mechanism as recently revealed by the finding of the chimeric P450 in a cypermethrin-resistant Pakistani strain. To shed light on the contribution of CYP337B3 to pyrethroid resistance of H. armigera and even closely related species worldwide, field populations from different countries will be screened by PCR for the presence of CYP337B3 and its parental genes. If applicable, the allele frequency of CYP337B3 will be determined being a convenient method to conclude the resistance level of the tested populations. Finally, the project will result in advising farmers on the control of populations of H. armigera and related species possessing CYP337B3. This will even become more important due to the climate change allowing H. armigera to spread northward including central Europe, where H. armigera is not yet able to survive wintertime.
Seit Beginn der Massenproduktion von Plastik vor 70 Jahren steigt die weltweite Produktion und der Verbrauch kontinuierlich an, dementsprechend macht Plastik mittlerweile bis zu 10% des weltweit anfallenden Abfalls aus. Dieser gelangt oft unkontrolliert bis ins Meer, ohne das bisher viel über die Auswirkungen von Plastik auf die Umwelt bekannt ist. Durch chemische, physikalische und biologische Prozesse wird das Plastik in sogenanntes Mikroplastik (gängigste Definition: Partikel kleiner als 5 mm) fragmentiert. Diesem sogenannten sekundärem Mikroplastik steht das primäre Mikroplastik gegenüber, dass meist aus Schleifmitteln der Industrie und Kosmetika stammt. Obwohl über die Abundanz von Mikroplastik bisher wenig bekannt ist, befindet sich wahrscheinlich ein Großteil in den Sedimenten und kann aufgrund seiner Größe von Filtrierern und Sedimentfressern aufgenommen werden. Es gibt Belege dafür, dass die Partikel mit der Nahrung aufgenommen werden, das Wissen über die Effekte von Mikroplastik auf diese Wirbellose ist jedoch sehr gering. Weiteres Gefahrenpotential birgt das Plastik, wenn es synergistisch mit der chemischen Belastung der Umwelt zusammenwirkt, da Kunststoffe organische Schadstoffe auf ihrer Oberfläche akkumulieren können. Damit kann Plastik als Vektor für Schadstoffe fungieren und durch die Aufnahme im Magen-Darm-Trakt der Organismen die Bioverfügbarkeit der Schadstoffe stark erhöhen. Experimentelle Ansätze zur Erforschung dieser Effekte über lange Zeiträume und bei realistischen Konzentrationen gibt es bisher wenige. Daher sollen in dieser Arbeit die Effekte von Mikroplastik auf die Miesmuschel Mytilus edulis in Partikel Konzentrationen, wie sie bereits auf Norderney oder Hawaii im Sediment vorkommen, in einer 12 monatigen Studie identifiziert werden. Da Organismen in ihrer Umwelt meist mehreren Stressoren ausgesetzt sind, soll in einer weiteren Studie die Hitzetoleranz unter Mikroplastikexposition ermittelt werden. Es sollen zwei Hauptfragestellungen untersucht werden: 1. Ab welcher Partikeldichte und innerhalb welcher Zeitspanne hat Mikroplastik und kontaminiertes Mikroplastik negative Auswirkungen auf die Miesmuschel M. Edulis? - 2. Verstärken sich die möglichen Effekte des Mikroplastiks wenn es in Kombination mit Wärmestress auftritt? Um diese Fragestellungen zu beantworten sollen in einer maximal 12 monatigen Studie Miesmuscheln 5 verschiedenen PVC Partikeldichten ausgesetzt werden. In einem parallelen Ansatz werden die Plastik Partikel mit 2 Mikro g x l-1 Fluoranthen befrachtet und die Muscheln damit belastet. Alle 8 Wochen werden Antwortvariablen gemessen, die die physiologische Fitness der Muscheln wiederspiegeln. Gemessen werden Wachstum (? Schalenlänge), der Body Condition Index (Verhältnis Weichkörper zur Schalde), die Energiereserven in Form von Glykogenspecihern, die Filatrationsleistung, die Produktion von Pseudofaeces und von Byssusfäden sowie deren Festigkeit. (Text gekürzt)
Vor dem Hintergrund anhaltend hoher Stickstoffeinträge sollen die derzeit angewandten Grenzwerte für Critical Limits für Stickstoff in Wäldern, die bisher lediglich auf Experteneinschätzungen beruhen, überprüft werden. Neben der Erhebung einer objektiven Datenbasis zur Ableitung von Critical N Limits ziel das Projekt darauf ab, die Grenzwerte für kritische N-Einträge stärker als bisher zwischen den unterschiedlichen Waldgesellschaften und FFH-Lebensraumtypen zu differenzieren. Hierfür sind zeitgleiche Erhebungen von Vegetationsdaten und Standorts- bzw. Bodenkennwerten sowie der Stickstoffdeposition in ausgewählten (stickstoffsensitiven) Waldgesellschaften Baden-Württembergs entlang eines Stickstoffdepositionsgradienten geplant. Das Kriterium zur Bewertung der Stickstoffsensitivität der verschiedenen Waldgesellschaften ergibt sich aus dem Vergleich zwischen Stickstoffverfügbarkeit und Erhaltungszustand der FFH-Lebensraumtypen. Letzterer wird durch den Anteil nicht zum Grundbestand der FFH-Lebensraumtypen gehörigen nitrophilen Pflanzen definiert.
Meeresmüll ist ein globales Problem: Plastik im Meer wird aufgrund seiner niedrigen Abbaurate als besonders problematisch angesehen. In Europa besteht etwa 70-80 % des Meeresmülls aus Plastik. Insbesondere kleine Plastikpartikel, sogenanntes Mikroplastik (kleiner als 5 mm), werden aus ökologischer Sicht als bedenklich angesehen, da sie von vielen marinen Organismen aufgenommen werden, sich in der Nahrungskette anreichern und Schädigungen sowie eine erhöhte Schadstoffbelastung verursachen können. PlasM untersucht die Frage, in welchem Umfang Plastikmüll von Meeresfischen in Nord- und Ostsee aufgenommen wird und ob Plastik bzw. Mikroplastik nachteilige Auswirkungen auf die Fischgesundheit hat. Das Ziel ist es, das Risiko durch Plastik in der Meeresumwelt für Fische besser bewerten zu können. Das Projekt umfasst analytische Arbeiten zu Extraktion und Bestimmung von Mikroplastik in Fischen, die Untersuchung von Fischarten aus Nord- und Ostsee auf Plastik sowie einer Wirkungsstudie mit Expositionsexperimenten, um die im Freiland gefundenen Mengen an Mikroplastik bewerten zu können. Diese Untersuchungen sind im Zusammenhang mit der Umweltbewertung gemäß der europäischen Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie zu sehen. Im Einzelnen werden die folgenden Fragen bearbeitet: - Welche Fischarten und geografische Regionen sind besonders betroffen? - Gibt es Unterschiede zwischen verschiedenen Lebensstadien der Fische? - Welche Plastikarten und -größen dominieren? - Welche Rolle spielen Plastikpartikel am Meeresgrund und an der Meeresoberfläche? - Wirken sich aufgenommene Plastikpartikel auf den Gesundheitszustand von Wildfischen aus? - Wie wirken sich aufgenommene Plastikpartikel im Experiment auf Fische aus? - Besteht ein Risiko durch Plastik-assoziierte Schadstoffe? - Welches sind die geeignetsten Methoden zur Extraktion von Plastikpartikeln aus Fischen? - Welches sind die effizientesten Methoden zum Nachweis und zur Charakterisierung von Plastikpartikeln im Rahmen der Meeresüberwachung?.
In dem Teilprojekt wird die Auswirkung der auch in anderen Teilprojekten untersuchten Herbizide Metazachlor und Fluvenacet auf wurzelnde und frei schwebende Makrophyten stehender Gewässer unter kontrollierten Bedingungen im Versuch dokumentiert und in Kleingewässern überprüft. Im Rahmen des Arbeitspaketes wird der Einfluss von Herbizidanwendungen auf Makrophyten dokumentiert, indem Vegetationsaufnahmen der Makrophyten vor und nach der Pflanzenschutzmittelanwendung angefertigt werden. Der Schwerpunkt des Teilprojekts liegt in der Entwicklung eines Indikatorsystems für Pflanzenschutzmittelbelastungen in Fließ- und Kleingewässern. Hierfür findet zunächst eine Auswertung landesweit erhobener Daten zur Makrophytenbesiedlung schleswig-holsteinischer Fließgewässer statt, um potentiell durch Herbizide beeinflusste Standorte und deren Artenzusammensetzung zu identifizieren. Als Ergänzung werden behördlich registrierte Verstöße gegen die Ausbringung von Herbiziden zusammengestellt und eine anlassbezogene Kartierung der Makrophytenbestände vor und nach der Einleitungsstelle vorgenommen. Dabei werden sowohl aktuelle Meldungen als auch Verstöße der letzten 2 Jahre ausgewertet. Des weiteren werden Laborexperimente zur unterschiedlichen Wirkung von Pflanzenschutzmitteln in stehenden Gewässern durchgeführt. Hierbei kommen zwei Pflanzenschutzmittel in fünf Parallelen zum Einsatz, die an wurzelnden und frei schwebenden Wasserpflanzenarten durchgeführt werden. Versuchsbecken mit unterschiedlichen Konzentrationen werden mit einer Kontrollvariante ohne Pflanzenschutzmittel verglichen. In einem weiteren Versuch werden verschiedene Wasserpflanzenarten in Sedimente aus einem belasteten und einem unbelasteten Kleingewässer gepflanzt und deren Entwicklung in mehreren Parallelen dokumentiert.
Ziel des Verbundvorhabens ist die Bestimmung, Quantifizierung und Bewertung von Mikrokunststoffen (MKS) in Komposten, Gärprodukten und Böden. Innerhalb des Teilprojektes des Lehrstuhles Tierökologie I der Universität Bayreuth werden bereits bestehende und etablierte Methoden zur Probenaufbereitung ( Dichteseparation und enzymatische Aufreinigung) sowie zur Identifizierung und Quantifizierung von MKS aus aquatischen Umweltproben (ATR-FTIR und FPA-basierte micro-FTIR-Spektroskopie) an die noch nicht standardisierte Analyse von Gärprodukten, Komposten und Böden adaptiert. Die FTIR Spektroskopie wird zudem mit anderen Verfahren (TED-GC/MS und PFE-FTIR) im Kontext exemplarisch verglichen, um mögliche Synergien aufzuzeigen. Darüber hinaus wird das bereits etablierte Verfahren der ATR-FTIR Spektroskopie an exemplarischen Proben genutzt, um eine Stoffstromanalyse in technischen Anlagen vom Substrat bis zu den stofflichen Produkten der Anlagen (z.B. Komposte, flüssige Gärreste) durchzuführen. Zur Abschätzung des Verhaltens von MKS in Böden und deren Auswirkungen auf Bodenorganismen und -funktionen werden in einem integrierten Lösungsansatz Feld- und Laborversuche zum Abbauverhalten und den Effekten auf die Bodenfunktion-durchgeführt. Hierbei wird die FPA-basierte micro-FTIR-Spektroskopie zur Analyse von Partikelgrößenverteilung und die eventuelle Oxidation der Polymere genutzt. Ökotoxikologische Effekte von MKS auf die Bodenfauna werden anhand von Laborversuchen mit Regenwürmern untersucht. Das generierte Wissen zum Langzeitverhalten von MKS im Boden sowie deren Effekte auf die Bodenqualität und -fauna wird es ermöglichen die Relevanz des Eintrags von MKS über Komposte und Gärprodukte, sowie die Gefährdung des Schutzgutes Boden zu beurteilen.
Ziel des Verbundvorhabens ist die Bestimmung, Quantifizierung und Bewertung von Mikrokunststoffen (MKS) in Komposten, Gärprodukten und Böden. Innerhalb des Teilprojektes des Lehrstuhles Tierökologie I der Universität Bayreuth werden bereits bestehende und etablierte Methoden zur Probenaufbereitung ( Dichteseparation und enzymatische Aufreinigung) sowie zur Identifizierung und Quantifizierung von MKS aus aquatischen Umweltproben (ATR-FTIR und FPA-basierte micro-FTIR-Spektroskopie) an die noch nicht standardisierte Analyse von Gärprodukten, Komposten und Böden adaptiert. Die FTIR Spektroskopie wird zudem mit anderen Verfahren (TED-GC/MS und PFE-FTIR) im Kontext exemplarisch verglichen, um mögliche Synergien aufzuzeigen. Darüber hinaus wird das bereits etablierte Verfahren der ATR-FTIR Spektroskopie an exemplarischen Proben genutzt, um eine Stoffstromanalyse in technischen Anlagen vom Substrat bis zu den stofflichen Produkten der Anlagen (z.B. Komposte, flüssige Gärreste) durchzuführen. Zur Abschätzung des Verhaltens von MKS in Böden und deren Auswirkungen auf Bodenorganismen und -funktionen werden in einem integrierten Lösungsansatz Feld- und Laborversuche zum Abbauverhalten und den Effekten auf die Bodenfunktion-durchgeführt. Hierbei wird die FPA-basierte micro-FTIR-Spektroskopie zur Analyse von Partikelgrößenverteilung und die eventuelle Oxidation der Polymere genutzt. Ökotoxikologische Effekte von MKS auf die Bodenfauna werden anhand von Laborversuchen mit Regenwürmern untersucht. Das generierte Wissen zum Langzeitverhalten von MKS im Boden sowie deren Effekte auf die Bodenqualität und -fauna wird es ermöglichen die Relevanz des Eintrags von MKS über Komposte und Gärprodukte, sowie die Gefährdung des Schutzgutes Boden zu beurteilen.
a) Die EU Kommission hat 2014 unter Beteiligung von 6 Generaldirektionen und den EU-Agenturen die Implementierung einer 'European Human Biomonitoring Initiative' (HBM4EU) initiiert. Das Ziel ist, die Belastung der Menschen durch das Messen von Schadstoffen in Humanproben (z. B. Blut oder Urin) EU-weit differenziert und vergleichbar zu erfassen. Nur so ist es möglich, unterschiedliche Belastungen in Europa zu erkennen und passgenaue regulatorische Maßnahmen ergreifen zu können. Deutschland besitzt mit zwei großen Humanbiomonitoring-Instrumenten (Deutsche Umweltstudie zur Gesundheit - GerES und der Umweltprobenbank des Bundes - UPB), der HBM-Kommission und der Initiative zur Weiterentwicklung des HBM in Zusammenarbeit zwischen BMUB und VCI maßstabsetzende HBM-Kompetenzen, deren Erfahrungen in den EU-Prozess eingebracht werden sollen. Dies ist auch nötig, um, aufgrund unzureichender Vorkenntnisse anderer HBM4EU-Partner Fehlentwicklungen vorzubeugen. Im Rahmen der HBM4EU Initiative muss das UBA wissenschaftliche Beiträge liefern, die nicht aus dem Budget der EU-Kommission erstattet werden. Diese Beiträge betreffen: 1) Messung von Belastungsdaten der Stoffe, die im HBM4EU priorisiert wurden, aber bisher nicht in GerES oder der UPB untersucht werden 2) Im Projekt ist die Entwicklung von Effektmarkern geplant. UBA ist hier nicht aus eigenen experimentellen Erfahrungen sprachfähig. Daher muss externe Expertise einbezogen werden und die Beteiligung Deutschlands an der Effektmarker Entwicklung/Validierung (co)finanziert werden und 3) Die Verknüpfung von HBM mit Kohortenstudien, um Belastungsdaten mit möglichen Gesundheitseffekten in Korrelation zu setzten b)Output des Vorhabens sind Messdaten zur Schadstoffbelastung der Bevölkerung Deutschlands und wissenschafts-konzeptionelle Berichte zu den Themen 'Entwicklung und Validierung von Effektmarkern im HBM' und 'Stärkere Verknüpfung von HBM mit Kohortenstudien zur Verbesserung des Wissenstandes Exposition und Gesundheit'
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 80 |
| Land | 7 |
| Wissenschaft | 34 |
| Zivilgesellschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 80 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 80 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 67 |
| Englisch | 28 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 33 |
| Webseite | 47 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 60 |
| Lebewesen und Lebensräume | 80 |
| Luft | 68 |
| Mensch und Umwelt | 80 |
| Wasser | 57 |
| Weitere | 80 |