Das Projekt "Teilprojekt: Nahrungsaufnahme und Nahrungsverwertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. (AWI) durchgeführt. Die Biologie des antarktischen Krill beim Uebergang zum Winter wird erfasst. Es ist unbekannt, wie spezifischer Ueberwinterungsmechanismus (z.B. karnivore Ernaehrung, Frass von Eisalgen, Reduktion von Koerpergroesse oder Respiration, Nutzung von Lipidreserven) bestimmt wird. Studien aller Aspekte gleichzeitig fehlen bisher. Probennahme und Experimente sollen auf 2 Forschungsfahrten (POLARSTERN) im Rahmen von Southern Ocean - Global Ocean System Dynamics (SO-GLOBEC) und waehrend Forschungen an Landstationen erfolgen. Erstmals fuer den Suedozean sollen hierfuer In-situ- und Labortechniken kombiniert werden (Netzfaenge, verankerte und fahrende Acoustic-Current-Doppler-Profiler, Optical Plankton Counter, Mikroskopie, C/N-Gehalt, Respiration, Exkretion 15N und 13C, Lipidspektrum, freie Aminosaeuren, Darmpigmentspektrum, Verdauungsenzyme, Chitinasen, Proteine). Dieser methodische Ansatz folgt dem SO-GLOBEC Messprotokoll. Die Daten fliessen in die SO-GLOBEC Datenbank ein, zur Abschaetzung bzw. Modellierung der Krillbestaende und zur Strategieentwicklung der nachhaltigen Bewirtschaftung des Krills.
Das Projekt "Teilprojekt 4: Auswirkungen transgener, pilzresistenter Reben auf Nicht-Ziel-Organismen am Beispiel von Rebinsekten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum - Rheinpfalz durchgeführt. Die Expression zellwandhydrolisierender Enzyme, wie Chitinase und 1,3-Glucanase und ribosomen-inaktivierendem Protein stellt eine neuartige transgene Strategie zur Erhoehung der Pilzresistenz bei der Rebe dar und wird seit 1999 im Freiland getestet. Im Rahmen des Verbundes 'Spezifische Umweltwirkungen transgener Gehoelze' soll die Wirkung transgener Expression von Chitinasen und 1,3-Glucanase in der Rebe gegenueber von Arthropoden der Rebe untersucht werden. Am Beispiel des Bekreutzer Traubenwicklers (Lobesia botrana) als Schadinsekt in der Raubmilbe (Thyphlodromus pyri) als Nuetzling, sollen im kombinierten Labor-, Gewaechshaus- und Freilandexperimenten untersucht werden, inwiefern die transgene Enzymexpression eine direkte Wirkung bzw. eine synergistische Wirkung mit natuerlich vorkommenden oder bei Pflanzenschutzmassnahmen applizierten insektenpathogenen Bakterien, Viren und Pilzen auf Rebarthropoden hat. Das Projekt verspricht grundlegende wissenschaftliche Aussagen ueber eventuelle Auswirkungen transgener Chitinase- und Glucanaseexpression auf Rebarthopoden und traegt dazu bei, moegliche oekologische Risiken und Gefahren zu erkennen und zu vermeiden.
Das Projekt "Chitin: Biosynthese, Erkennung und Abbau; Transport Chitin-Oligomeren; Mycel-assoziierte Enzyme und -Proteine; Signalkaskaden; Kaliumkanal KcsA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Osnabrück, Angewandte Genetik für Mikrobiologie durchgeführt. Streptomyceten sind hoch differenzierte, mycelbildende Bakterien, die eine große Artenvielfalt aufweisen, in Erdproben ubiquitär in hoher Anzahl vorkommen, für die Humus- und Kompostbildung essentiell sind, eine wichtige Rolle beim Abbau und der Modifikation von vielen verschiedenen Biopolymeren und Xenobiotika spielen und somit für die Biokonversion eine essentielle Bedeutung haben. Sie synthetisieren ein riesiges Repertoire von chemisch unterschiedlichen Substanzen, die antibakteriell, fungizid oder cytostatisch wirken oder auch wachstumsfördernd für Pflanzen sein können. In der Abteilung 'Angewandte Genetik der Mikroorganismen' wurden neue Enzyme identifiziert, die als Biokatalysatoren (als Ersatz für Chemikalien) für den Abbau der beiden häufigsten Biopolymere-Cellulose und Chitin- wichtig sind und in Folge zur Akkumulation von Cellobiose bzw. Chitobiose führen. Die Bakterien nehmen diese Saccharide als Nahrungsquelle über spezifische ABC- und PTS- Transportsysteme auf, die vertiefend analysiert wurden. Die Charakteristika der entsprechenden Gene, deren Transkription sowie die Funktion von Genen für Regulator-Proteine und für ein neues Zwei-Komponenten-System werden mit Hilfe von zahlreichen Mutanten und Transformanten aufgeschlüsselt. Die Ergebnisse sind für bestimmte Prozesse in der Biotechnologie nutzbar. Mit genetischen, molekulargenetischen, und immunoelektronenmikroskopischen Methoden ließ sich zeigen, dass auf den Hyphen zahlreicher Streptomyceten Proteinkomplexe lokalisiert sind, die die Bindung an hochmolekulare Cellulose vermitteln. Die anschließende Signalkaskade wird untersucht. Weiterhin wurden Proteine identifiziert, die zu einem Netzwerk assemblieren, hochspezifisch an Chitinfasern binden und die Interaktion von Streptomyceten mit Chitinhaltigen Organismen einschließlich verschiedenen Pilzen vermitteln. Zusammen mit den biochemischen und genetischen Untersuchungen zur Chitin- Biosynthese und der Modifikation zu Chitosan werden grundlegende Prinzipien zur Bildung und Assemblierung von Polymerfibrillen aufgeschlüsselt. Diese Studien dienen dem Verständnis der Bildung von Biofilmen, der biologischen Kontrolle von Chitinhaltigen, pathogenen Organismen, dem Auffinden von neuen Inhibitoren und lieferten Einblicke zur Ökologie des Bodens. Weitere Ergebnisse sollen für die Herstellung und Modifikation von Biomaterialien genutzt werden, die in der Medizin und der Nanotechnologie Anwendung finden. In Streptomyceten wurde KcsA als der erste funktionelle, bakterielle Kalium-Ionenkanals entdeckt. Der Kanal besteht aus vier Protein-Untereinheiten und ist inzwischen das wichtigste Modellsystem, um generelle Prinzipien von Ionenkanälen aufzuklären. Die mit genetischen, mikrobiologischen, biochemischen und elektrophysiologischen Methoden durchgeführten Studien dienen dem Verständnis von Funktion, Struktur, Diversität und Evolution von Ionenkanälen bei Pro- und Eukaryoten. usw.
Das Projekt "Enzymaktivitaeten und mikrobielle Populationen der Horizont-Abfolge einer sauren Braunerde unter Buche" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Institut für Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz durchgeführt. Auf der Grundlage neuentwickelter, loeslicher Polysaccharid/Protein-Farbstoff-Konjugate wurden in einem an Mikrotiter-Platten adaptierten, methodisch einheitlichen Testsystem die Aktivitaeten extrahierbarer, endo-spaltender Cellulasen, Xylanasen, Amylasen, 1,3-beta-Glucanasen, Chitinasen und Proteasen der Horizontabfolge L, F, H, Ahh und Aeh einer sauren Braunerde unter Buche ermittelt (Solling B 1). Parallel hierzu wurden unter Verwendung dieser Konjugate als C- bzw N-Quelle die Populationsdichten (CFU) der entsprechenden Gruppen an polysaccharid- bzw proteinabbauenden Bakterien und Actinomyceten bzw Pilzen bestimmt (plate clearing assay). Zu allen Terminen wurden die hoechsten extrahierbaren Enzymaktivitaeten in dem Auflagehorizont F (gefolgt von L) gemessen. Demgegenueber waren idR die Aktivitaeten in dem Horizont H und in dem Uebergangshorizont Ahh signifikant geringer. In dem mineralischen Horizont Aeh wurden stets nur Spuren nachgewiesen. Die Aktivitaetsprofile nach gelpermeationschromatographischer Auftrennung von Extrakten waren nahezu deckungsgleich und stimmten mit den Elutionsprofilen der loeslichen Huminstoffe bzw Proteine ueberein. Die hoechsten Populationsdichten (CFU) polysaccharid- bzw proteinabbauender Bakterien- und Actinomyceten bzw Pilze wurden zu allen Terminen in den Horizonten H und Ahh nachgewiesen. Demgegenueber wurden bis zu 100 Prozent geringere Dichten in dem mineralischen Aeh-Horizont ermittelt. Die jeweils hoechsten Dichten wurden fuer die xylan-, staerke- bzw chitinabbauenden, die niedrigsten Dichten fuer die proteinabbauenden Populationen bestimmt.
Das Projekt "Isolierung und Charakterisierung von Bakterien als Produzenten extrazellulaerer Enzyme und antifungaler Wirkstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Rostock, Fachbereich Biologie durchgeführt. Die Nachfrage nach biotechnisch relevanten mikrobiellen Produzentenstaemmen, speziell fuer Enzyme, steigt staendig. Solche Staemme entfalten auch oft antifungale und pflanzenwachstumsfoerdernde Wirkungen. Zielstellung: Screening auf biotechnisch nutzbare Produzenten von Enzymen (vor allem Lipasen, DNase, Chitinase) sowie Fungiziden und auf ihre pflanzenwachstumgsfoerdernden Wirkungen. Teilaufgaben: Isolierung und Charakterisierung von psychrophilen Boden- und Rhizosphaerenbakterien mit den gesuchten Faehigkeiten; Optimierung ihrer Kulturbedingungen und Wirkstoffproduktion; in-vivo-Pruefung auf antagonistische und wachstumsfoerdernde Effekte an Brassicaceae und Gramineae; Versuche zur Aufklaerung der antagonistischen Wirkprinzipien.
Das Projekt "Powdery mildew resistance, field performance and molecular analysis of GM wheat expressing barley chitinase and glucanase" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Institut für Agrarwissenschaften, Departement Biologie durchgeführt. How does fungal resistance of transgenic wheat behave in the open? Fungi, and most particularly mildew, cause enormous losses in wheat harvests. To overcome this, wheat was genetically engineered to resist mildew. But there is still very little information about how this resistance functions in open cultivation. Background Mildew and other fungi cause tremendous damage in wheat production, necessitating the use of sprayed crop-protection products. It has been possible to use genetic engineering to overcome this problem by incorporating a specific barley gene in the wheat genome. This gene produces proteins that degrade the cell walls of fungi and destroy the pests. Little is known, though, about the efficacy of this method in open cultivation or the conceivable risks. Objectives The project aims to investigate how fungal resistance in genetically modified wheat behaves in the open. The aim is to measure the efficacy of this resistance against fungal diseases and to assess the potential benefit for agriculture. Methods The efficacy of mildew resistance will be investigated in three successive years as part of the field trial with transgenic wheat (cf. Keller project I). Among other things, the activity of the resistance genes and the productivity of the wheat lines will be measured. Parallel trials will check the results of the field trial under greenhouse conditions. Significance Plants behave differently in the greenhouse and in the open. It is therefore necessary to test the action of the additional resistance genes in field trials. This project will evaluate both resistance to true mildew and resistance to other pathogenic fungi.
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