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Im Teilprojekt 1 von P1 sollen Möglichkeiten zur integriert-biologischen Kontrolle tierischer Schädlinge (Lepidopterenarten, Weiße Fliegen, Blattläuse, Thripse) in Tomatenkulturen Thailands untersucht werden. Im Vordergrund steht die Nutzung geschützter Anbaubedingungen (Netzhäuser mit Foliendächern), um einerseits die Dispersionsdynamik und Orientierung (Wirtswahl) einzelner Schädlingsarten zu manipulieren und um andererseits wie in Mitteleuropa einen effektiveren Einsatz von Nutzorganismen (Makro- und Mikroorganismen) zu ermöglichen. Zudem ist die Eignung selektiver Pflanzenschutzmittel (e.g. Neem, Bt) für das System zu überprüfen. Im Vordergrund steht die Optimierung, Systemadaptierung und Integration bewährter und vielversprechender Ansätze. Zur Entwicklung und Bewertung des Systemansatzes bei Verknüpfung mit anderen Projekten der Forschergruppe ist neben spezifischen Teiluntersuchungen ein Zentralversuch geplant, der die Ergebnisse kontinuierlich 'lernend' zusammenführt. Im 2. Teilprojekt sollen grundlagenorientierte Studien zur Populationsdynamik von Tripsen durchgeführt und neue Verfahren der biologischen Kontrolle mittels Parasitoiden gegenüber oberirdischen sowie räuberischen Bodenmilben und entomopathogenen Nematoden und Pilzen gegen Bodenstadien entwickelt und erprobt werden. In enger Kooperation mit P5 soll das Potential biologischer Maßnahmen für eine Reduktion des Vektorpotentials der Thripse untersucht werden. Als Kooperationspartner wird Dr. Banpot Napompeth vom National Biological Contral Research Center für die Selektion, Zucht und Effizienzprüfung von Parasitoiden und Prädatoren gegenüber Weißen Fliegen, Blattläusen und Thripsen verantwortlich zeichnen.
Vor dem Hintergrund der Ausbreitung des Eichenprozessionsspinners, den damit einhergehenden gesundheitlichen Risiken für den Menschen aufgrund der Brennhaare, der aus naturschutzfachlicher Sicht kritisch zu betrachtenden chemischen Bekämpfung der Art sowie der bisher unzureichenden Untersuchung und Anwendung von alternativen Bekämpfungsmethoden zur Förderung natürlicher Antagonisten besteht weiterer Forschungsbedarf. Das durch die Hochschule Anhalt in Zusammenarbeit mit dem Ministerium für Umwelt, Landwirtschaft und Energie des Landes Sachsen-Anhalts (MULE) und dem Biosphärenreservat Drömling initiierte Projekt soll hierzu einen Beitrag leisten. Inhalt des Projektes ist ein systematischer Vergleich unterschiedlicher Bekämpfungsvarianten gegen den Eichenprozessionsspinner in Hinblick auf ihre Wirksamkeit und unter Berücksichtigung ihrer Auswirkungen auf die Biodiversität. Dabei sollen anhand der Eichenprozessionsspinner-Population, der Vitalität der Eichen und geeigneter faunistischer Indikatorgruppen die Auswirkungen unterschiedlicher Bekämpfungsvarianten untersucht werden. Neben häufig eingesetzten Bekämpfungsvarianten, wie Absaugen der Raupennester (mechanische Bekämpfung) und Verwendung von Bt-Toxin (chemische Bekämpfung auf Basis von Bacillus thuringensis) werden im Versuch insbesondere innovative Alternativen, z.B. das noch recht neuartige EPS-Solve-Verfahren (Heißwasserverfahren (thermische Bekämpfung)), der Einsatz von Nematoden sowie nachhaltige Präventivmaßnahmen durch Erhöhung der Biodiversität, z.B. das Aufhängen von Nistkästen zur Förderung natürlicher Fraßfeinde (biologische Methoden) berücksichtigt. Darüber hinaus sollen weitere konzeptionelle Ansätze in Hinblick auf Möglichkeiten zur Förderung der natürlichen Feinde durch Maßnahmen zur Erhöhung der Biodiversität geprüft und ggf. fortentwickelt werden. Die Durchführung der Bekämpfungsmaßnahmen erfolgt dabei in enger Zusammenarbeit mit den Drömlings-Gemeinden (Flechtingen, Hansestadt Gardelegen, Klötze und Oebisfelde-Weferlingen). Außerdem besteht ein fachlicher Austausch mit Professor Wolfgang Rohe von der HAWK Göttingen und seinen Praxispartnern.
Mit dem geplanten Vorhaben sollen alternative Wirkmechanismen von Bt-Proteinen sowie kombinatorische Wirkungen zwischen Bt-Proteinen und zwischen Bt-Proteinen und Stressoren untersucht werden. Aufbauend auf diesen Ergebnissen soll ein Konzept zur Wirkungsprüfung von kombinatorischen Bt-Effekten mit konkreten Empfehlungen für den Vollzug entwickelt werden. Im ersten halben Jahr soll eine systematische Analyse der verfügbaren Literatur zu Bt-Effekten auf Nichtziel-Organismen außerhalb des primären Aktivitätsspektrums erstellt werden und Anhaltspunkte für alternative Wirkmechanismen von Bt-Toxinen geprüft werden, einschließlich eines Forschungsplans und der zu prüfenden Hypothesen. Die folgenden 2 Jahre wird der experimentelle Forschungsplan durchgeführt. Den Abschluss bilden dann die Auswertung und Darstellung der Ergebnisse in Form von wissenschaftlichen Publikationen und Tagungsbeiträgen, sowie die Durchführung eines Fachgesprächs mit externen Experten im BfN.
Bei der Kontrolle wirtschaftlich bedeutsamer Schädlinge an Nutzpflanzen können transgene Anbaupflanzen eine wirksame Alternative zur chemischen Bekämpfung bieten. Dies gilt besonders für die Anbaupflanze Mais und hinsichtlich des neu eingewanderten Schädlings Maiswurzelbohrer Diabrotica virgifera virgifera, der zusammen mit dem Maiszünsler Ostrinia nubilalis eine ernste Bedrohung des Maisanbaus in Deutschland darstellt. Vor einer kommerziellen Anwendung transgener Nutzpflanzen muss jedoch eine umfassende Bewertung hinsichtlich ihrer ökologischen Auswirkungen vorgenommen werden. Das Ziel des Teilprojekts 'Effekte von Bt-Mais mit multiplen Maiszünsler- und Maiswurzelbohrer- Resistenzgenen auf Nicht-Zielorganismen' ist es, im Rahmen des oben benannten Forschungsverbundes mögliche ökologische Auswirkungen von Bt-Mais auf Nicht-Zielorganismen der Maisbiozönose zu bewerten. Im Rahmen der Förderrichtlinie 'Beiträge zur Biologischen Sicherheit gentechnisch veränderter Pflanzen' leistet das geplante Forschungsvorhaben somit einen wichtigen Beitrag bei der freisetzungsbegleitenden Sicherheitsforschung an transgenem Mais, welcher in Europa in der grünen Gentechnik eine Vorreiterrolle spielt. Im Mittelpunkt des Projektes steht ein Freisetzungsversuch mit dem neuen Maishybrid MON89034 x MON88017, einem 'stacked' Bt-Produkt, welches neben einer Herbizidtoleranz eine kombinierte Resistenz gegenüber Maiszünsler und Westlichem Maiswurzelbohrer besitzt. Anhand von Feldbeobachtungen und -experimenten im Rahmen des Freisetzungsversuchs mit MON89034 x MON88017-Mais soll getestet werden, ob Schlüsselarten der Maiskrautschicht und des Bodens, sowie Tagschmetterlinge in den Nachbarhabitaten durch den Anbau von transgenem Mais negativ beeinflusst werden. Durch den parallelen Anbau des Bt-Maises mit der nah-isogenen und zwei konventionellen Maissorten im Parzellendesign wird es dabei möglich sein, Sorteneffekte auf die Nicht-Zielorganismen von Bt-Effekten zu unterscheiden. Ergänzend soll in Laborexperimenten die Aufnahme und Toxizität des Bt-Toxins für die jeweiligen Nicht-Zielorganismen untersucht werden. Bei beiden Ansätzen werden klar definierte Hypothesen getestet und qualitative wie quantitative Aussagen über die möglichen ökologischen Effekte des Anbaus der transgenen Maissorte gemacht.
Der Einsatz von Pestiziden ist in der Landwirtschaft weit verbreitet. Mineralisierung von Pestiziden findet im Boden hauptsächlich durch aerobe mikrobielle Prozesse statt. Bereiche hoher mikrobieller Aktivität im Boden schließen die Drilosphäre mit ein, d.h. Gänge, Darminhalt und Kot von Regenwürmern. Das Treibhausgas Distickstoffmonoxid (N20) wird in der Drilosphäre durch die dort ablaufenden Nitrifikation und Denitrifikation gebildet, welche von Pestiziden beeinflußt werden können. Allerdings sind die physikalisch-chemischen Parameter, aerobe und anaerobe Pestizid Abbauwege, sowie die Pestizid-abbauenden Mikroorganismen in der Drilosphäre nur wenig untersucht. Der Einfluß von Pestiziden und deren Abbauprodukte auf die Nitrifikation und Denitrifikation in der Drilosphäre sind größtenteils unbekannt. Daher sollen die folgenden Hypothesen mit Hilfe von Regenwürmer-enthaltenden Bodensäulen getestet werden: (i) In der Drilosphäre kommen bislang unbekannte, hoch aktive Prokaryotcn vor, die Phenoxyessigsäure Herbizide und deren Abbauprodukte umsetzen; und (ii) Phenoxyessigsäure-Herbizide und deren Abbauprodukte inhibieren die N20-Bildung und das Wachstum von bislang unbekannten Nitrifikanten und Denitrifikanten in der Drilosphäre. Zwischen- und Abbauprodukte sollen mit Hilfe von Gaschrornatographie (GC) und Hochdruckflüssigkeitschromatographie- Massenspektrometrie (H PLC-MS) bestimmt werden. 16S rRNA und mRNA basiertes 'Stable Isotope Probing', Quantifizierung funktioneller Gene mittels quantitativer 'real time' PCR (qPCR), 'Most Probable Number' (MPN) Analysen und zielgerichtete Isolierungsmethoden sollen zur Identifikation und Charakterisierung der prozeß-assoziierten, mikrobiellen Populationen und Mikroorganismen eingesetzt werden
Das Projekt ist Teil des Forschungsverbundes zur freisetzungsbegleitenden Sicherheitsforschung an Mais mit multiplen Bt-Genen zur Maiszünsler- und Maiswurzelbohrerresistenz. Es ist bekannt, dass Cry-Proteine über Ernterückstände, Wurzelausscheidungen und Polleneintrag in die Böden gelangen und dort an Bodenpartikeln sorbiert werden, wodurch der mikrobiologische Abbau dieser Proteine eingeschränkt ist. Ziel unseres Teilprojektes ist die Quantifizierung der Retardation sowie des Konkurrenz- und Mobilitätsverhaltens der Cry-Proteine Cry1A.105, Cry3Bb1, Cry2Ab2, die in der Bt-Maislinie MON89034 x MON88017 exprimiert werden. Unter Berücksichtigung der physikalischen-chemischen Eigenschaften der Böden der Freisetzungsfläche und der Struktur und Chemie der Cry-Proteine wird die Art der Bindung der multiplen Cry-Proteine in den Böden der Freisetzungsfläche erfasst. Im ersten Modul erfolgt die bodenkundliche Charakterisierung der Freisetzungsböden und die chemisch-physikalische Analyse der Bodenfraktionen. Weiterhin werden die multiplen Cry-Proteine auf ihre Aminosäuresequenz, Ladungsverteilung und Struktur analysiert, damit eine Verknüpfung zwischen der Höhe der Sorption der Cry-Proteine und den Eigenschaften der Fraktionen der Böden erfolgen kann. Im zweiten Modul werden Wurzelexsudate der Bt-Maislinie MON89034 x MON88017 gewonnen und auf ihre Gehalte an multiplen Cry-Proteinen untersucht. Auf dieser Datenbasis werden Sorptions- und Austauschisothermen aufgenommen, um das Konkurrenzverhalten der multiplen Cry-Proteine um Bindungsplätze erfassen zu können. Des Weiteren werden Untersuchungen zur Mobilität und Verlagerung der Cry-Proteine in Perkolationsexperimenten durchgeführt. Um verallgemeinerungsfähige Aussagen zum Anbau von Bt-Mais treffen zu können, werden diese Ergebnisse mit den Ergebnissen der letzten beiden Projekte (FKZ 0312631H, 0313279G) zur freisetzungsbegleitenden Sicherheitsforschung an Bt-Mais in Beziehung gebracht.
Mögliche Risiken einer neuen Maissorte mit multiplen Bt-Resistenzen für die ökologisch und ökonomisch bedeutsame Honigbiene werden mit folgenden Zielen untersucht: 1) Die Auswirkungen von Bt-Maispollen auf die Entwicklung einzelner Honigbienenlarven, die Volksentwicklung und die Überwinterungsfähigkeit werden quantifiziert. 2) Kombinierte Effekte von Bt-Toxinen und Krankheitserregern werden getestet. 3) Effekte von Bt-Toxinen auf Parasiten im Bienenvolk und damit mögliche indirekte Effekte auf die Honigbiene werden untersucht.4) Die Nutzung von Maispollen durch Bienenvölker wird in unterschiedlich strukturierten Agrarlandschaften untersucht, um das potentielle Expositionsrisiko abzuschätzen Es werden Fütterungsexperimente mit Cry-Proteinen im Labor, Käfigversuche mit standardisierten Kleinstvölkern in einem Freisetzungsversuch, standardisierte Infektion mit Bienenparasiten und Experimente zur Auswirkung von Bt-Toxinen auf Parasiten im Bienenvolk durchgeführt. Freilandexperimente und Pollenanalysen entlang eines Landschaftsgradienten mit unterschiedlicher Maisanbaufläche ermöglichen Aussagen zum Expositionsrisiko. Die Ergebnisse ermöglichen eine umfassende Risikoabschätzung.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 48 |
| Europa | 2 |
| Land | 3 |
| Wissenschaft | 22 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 47 |
| Text | 1 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 2 |
| Offen | 47 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 45 |
| Englisch | 10 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 1 |
| Keine | 20 |
| Webseite | 29 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 34 |
| Lebewesen und Lebensräume | 49 |
| Luft | 30 |
| Mensch und Umwelt | 49 |
| Wasser | 29 |
| Weitere | 49 |