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Teilprojekt: IME-MB

Das Projekt "Teilprojekt: IME-MB" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Etablierung von Nutzpflanzen mit erhöhter Produktivität bei reduzierter Nutzung von Ressourcen wie Wasser und Dünger und verbesserter Resistenz gegen abiotischen Stress. Hierdurch soll der steigende Bedarf an landwirtschaftlicher Produktion verursacht durch das globale Bevölkerungswachstum und die Nutzung von Biomasse zur Energieproduktion befriedigt werden. Die Photorespiration der wichtigen Nutzpflanzen Raps und Reis soll durch Überexpression einer Glycolatdehydrogenase in den Chloroplasten reduziert werden. Der transgene Ansatz soll durch Nutzung alternativer Konstrukte optimiert werden. Dazu werden initial transgene Arabidopsis Linien umfassend charakterisiert. Am Ende der Förderperiode soll Saatgut für erste Feldtests zur Verfügung stehen. Die erzielten Ergebnisse werden eine fundierte Voraussage über das ökonomische Potenzial der eingesetzten Technik ermöglichen. Ein optimierter Ansatz soll im direkten Anschluss in mehreren Nutzpflanzen verwirklicht werden. Die entwickelten Technologien können zur Analyse weiterer wissenschaftlicher Fragestellungen genutzt werden.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt, Projekt Europäisches Forschungszentrum für Maßnahmen zur Luftreinhaltung durchgeführt.

Wirkung von UV-Strahlung auf die Primaerprozesse der Photosynthese

Das Projekt "Wirkung von UV-Strahlung auf die Primaerprozesse der Photosynthese" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Max-Volmer-Institut für Biophysikalische und Physikalische Chemie durchgeführt. Durch den Einfluss verschiedener, zivilisatorisch bedingter Luftverunreinigungen wird moeglicherweise die Dicke der atmosphaerischen Ozonschicht vermindert und dadurch der Anteil an UV-Strahlung, die den Erdboden erreicht, erhoeht. In diesem Forschungsvorhaben soll der direkte Einfluss einer erhoehten UV-Strahlung auf die Primaerprozesse der Photosynthese untersucht werden. Es soll hierbei festgestellt werden, welche funktionellen Komponenten bzw. welche Reaktionen primaer geschaedigt werden. Durch vergleichende Untersuchungen an isolierten Chloroplasten und an intakten Pflanzen werden Schutzwirkungen durch die Epidermis und der darin eingelagerten Pigmente geklaert. Darueberhinaus werden synergistische Effekte untersucht, d.h. der Einfluss von UV-Strahlung bei gleichzeitigem auftreten anderer Stressfaktoren (wie z.B. die Einwirkung von Herbiziden, Schadgasen). Die letztgenannten Untersuchungen sind besonders wichtig, da bekannt ist, dass kleine, praktisch insignifikante Schaedigungen durch gleichzeitige Einwirkung weiterer Schadfaktoren erheblich verstaerkt werden koennen.

Umweltforschung Stadt Esslingen (UFES)

Das Projekt "Umweltforschung Stadt Esslingen (UFES)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 2 Biologie,Chemie, Pflanzenökologie durchgeführt. Die Belastungssituation der Stadt Esslingen wird laufend untersucht ueber Flechtenkartierung und Bioindikation, z.T. ueber Transplantate. Ziel ist die Erstellung eines Belastungskatasters, das mit Grundlage fuer die Stadtplanung sein kann (Umwelt-Atlas). Methoden: Wachstumsanalysen, Fluoreszenz von Chloroplasten in vivo, Enzymaktivitaet u.a.

Teilprojekt D: Bayer CropScience

Das Projekt "Teilprojekt D: Bayer CropScience" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayer CropScience AG durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Etablierung von Nutzpflanzen mit erhöhter Produktivität bei reduzierter Nutzung von Ressourcen wie Wasser und Dünger und verbesserter Resistenz gegen abiotischen Stress. Hierdurch soll der steigende Bedarf an landwirtschaftlicher Produktion verursacht durch das globale Bevölkerungswachstum und die Nutzung von Biomasse zur Energieproduktion befriedigt werden. Die Photorespiration der wichtigen Nutzpflanzen Raps und Reis soll durch Überexpression einer Glycolatdehydrogenase im Chloroplasten reduziert werden. Gleichzeitig werden Technologien zur Sichtung der hergestellten Linien im Hochdurchsatz etabliert, die eine Prognose der zukünftigen Leistungsfähigkeit im Feld erlauben. Der transgene Ansatz soll durch Nutzung alternativer Konstrukte optimiert werden. Am Ende der Förderperiode soll Saatgut für erste Feldtests zur Verfügung stehen. Die erzielten Ergebnisse werden eine fundierte Voraussage über das ökonomische Potenzial der eingesetzten Technik ermöglichen. Ein optimierter Ansatz soll im direkten Anschluss in mehreren Nutzpflanzen verwirklicht werden. Die entwickelten Technologien können zur Analyse weiterer wissenschaftlicher Fragestellungen genutzt werden.

Teilvorhaben: FZ Jülich

Das Projekt "Teilvorhaben: FZ Jülich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-2: Pflanzenwissenschaften durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Etablierung von Nutzpflanzen mit erhöhter Produktivität bei reduzierter Nutzung von Ressourcen wie Wasser und Dünger und verbesserter Resistenz gegen abiotischen Stress. Hierdurch soll der steigende Bedarf an landwirtschaftlicher Produktion verursacht durch das globale Bevölkerungswachstum und die Nutzung von Biomasse zur Energieproduktion befriedigt werden. Die Photorespiration der wichtigen Nutzpflanzen Raps und Reis soll durch Überexpression einer Glycolatdehydrogenase im Chloroplasten reduziert werden. Gleichzeitig werden Technologien zur Sichtung der hergestellten Linien im Hochdurchsatz etabliert, die eine Prognose der zukünftigen Leistungsfähigkeit im Feld erlauben. Der transgene Ansatz soll durch Nutzung alternativer Konstrukte optimiert werden. Am Ende der Förderperiode soll Saatgut für erste Feldtests zur Verfügung stehen. Die erzielten Ergebnisse werden eine fundierte Voraussage über das ökonomische Potenzial der eingesetzten Technik ermöglichen. Ein optimierter Ansatz soll im direkten Anschluss in mehreren Nutzpflanzen verwirklicht werden. Die entwickelten Technologien können zur Analyse weiterer wissenschaftlicher Fragestellungen genutzt werden.

Teilvorhaben: RWTH Aachen

Das Projekt "Teilvorhaben: RWTH Aachen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Fachgruppe Biologie, Institut für Biologie I (Botanik, Molekulargenetik) durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Etablierung von Nutzpflanzen mit erhöhter Produktivität bei reduzierter Nutzung von Ressourcen wie Wasser und Dünger und verbesserter Resistenz gegen abiotischen Stress. Hierdurch soll der steigende Bedarf an landwirtschaftlicher Produktion verursacht durch das globale Bevölkerungswachstum und die Nutzung von Biomasse zur Energieproduktion befriedigt werden. Die Photorespiration der wichtigen Nutzpflanzen Raps und Reis soll durch Überexpression einer Glycolatdehydrogenase im Chloroplasten reduziert werden. Gleichzeitig werden Technologien zur Sichtung der hergestellten Linien im Hochdurchsatz etabliert, die eine Prognose der zukünftigen Leistungsfähigkeit im Feld erlauben. Der transgene Ansatz soll durch Nutzung alternativer Konstrukte optimiert werden. Am Ende der Förderperiode soll Saatgut für erste Feldtests zur Verfügung stehen. Die erzielten Ergebnisse werden eine fundierte Voraussage über das ökonomische Potenzial der eingesetzten Technik ermöglichen. Ein optimierter Ansatz soll im direkten Anschluss in mehreren Nutzpflanzen verwirklicht werden. Die entwickelten Technologien können zur Analyse weiterer wissenschaftlicher Fragestellungen genutzt werden

Genetische und waldbauliche Untersuchungen zur Bestimmung des Ursprungs, des Wachstums und der Stammqualität von Roteichen (Quercus rubra L.) in Deutschland

Das Projekt "Genetische und waldbauliche Untersuchungen zur Bestimmung des Ursprungs, des Wachstums und der Stammqualität von Roteichen (Quercus rubra L.) in Deutschland" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Georg-August-niversität Göttingen, Büsgen-Institut, Abteilung Forstgenetik und Forstpflanzenzüchtung durchgeführt. Vorhabenbeschreibung Ziel des Projekts ist es, mit Hilfe der Analyse von Kern- und Chloroplasten-kodierten DNA-Markern den Ursprung von ausgewählten Beständen der nichtheimischen Roteichen Deutschland zu bestimmen, ihre Wuchsleistung und Qualität zu analysieren und Empfehlungen für die Praxis bezüglich der Zulassung von Erntebeständen, der Anbauwürdigkeit und der Ausbreitungsfähigkeit zu geben. Der Zusammenhang zwischen Ursprung, Wachstum und Qualität wurde für die Roteiche, als der wichtigsten fremdländischen Laubbaumart in Deutschland, bislang nur unzureichend untersucht Die Bestimmung des Ursprungs von Altbäumen und Sämlingen der Roteiche aus Herkunftsversuchen und bewirtschafteten Beständen wird zum einen mit Hilfe von Kern-kodierten Mikrosatelliten- Markern (SSRs) und zum anderen mit SNP- bzw. Indel-Analysen der cpDNA durchgeführt. Basierend auf der cpDNA-Sequenzierung werden PCR-RFLP Marker entwickelt, die einen hohen Probendurchsatz und eine einfache Analysemethode erlauben. Die gleichen Proben werden für die Zuordnung von phänotypischen und ökologischen Merkmalen benutzt, die die Vitalität allgemein und altersbezogene Zuwachsleistungen (Höhen-, Durchmesser- und Volumenzuwachs), qualitative Aspekte (z.B. Schaftform, Schaftlänge, Ästigkeit) und verjüngungsökologische Aspekte (z. B. Dichte vorkommender Roteichen-Naturverjüngung, Ausbreitung der Naturverjüngung in benachbarte Bestände) umfassen.

Wirkung von Schadstoffen auf die Primaerprozesse der Photosynthese

Das Projekt "Wirkung von Schadstoffen auf die Primaerprozesse der Photosynthese" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Max-Volmer-Institut für Biophysikalische und Physikalische Chemie durchgeführt. Es wird der Einfluss verschiedener Schadgase (Schwefeldioxid, Ozon) auf die Primaerprozesse der Photosynthese untersucht sowohl an isolierten Chloroplasten als auch an intakten Pflanzen. Hierzu wird ein empfindliches fluorometrisches Messverfahren entwickelt, das geeignet ist, akute Schaedigungen der Primaerprozesse der Photosynthese quantitativ zu erfassen. Mit Hilfe dieser Methodik wird der Mechanismus der akuten Schaedigungen untersucht und Schadstoffkonzentrationen bestimmt, bei denen reversible bzw. irreversible Schaedigungen auftreten.

Der gewebespezifische Phenylpropan- und Flavonoidstoffwechsel - eine massgebliche Grundlage für den UV-(B)-Schutz bei Blättern (Beispiel Getreide)

Das Projekt "Der gewebespezifische Phenylpropan- und Flavonoidstoffwechsel - eine massgebliche Grundlage für den UV-(B)-Schutz bei Blättern (Beispiel Getreide)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Köln, Biozentrum, Botanisches Institut durchgeführt. Überblick: Im Laufe der Evolution der Landpflanzen mussten vielfältige Anpassungen an das Strahlenklima erfolgen; wesentlich dabei war der Schutz der DNA, der Proteine, des Photosyntheseapparates, der Wuchsstoffe u.a. Metabolite vor Starklicht und vor kurzwelliger, schädigender UV-Strahlung, insbesondere UV-B (280-315 nm). Dabei wurden drei wesentliche Schutzstrategien verfolgt: 1.) Vermeidung von UV-Schäden durch vermehrte Bildung und Anreicherung von UV-absorbierenden Phenylpropanen, Hydroxyzimtsäurederivaten (HZS) und Flavonoiden (Flav), insbesondere in der Epidermis von Blättern. 2.) Erhöhte Neusynthese und Turnover besonders strahlungsempfindlicher Proteine, Bsp. D1-Protein im Photosystem II der Chloroplasten. 3.) Reparatur entstandener DNA-Schäden durch 'Photorepair', Blaulicht-abhängige Reparatur von DNA (Thymin-Dimere u.a.), mittels spezifischer Photolyase-Enzyme. In vorliegendem Projekt untersuchten wir die potentielle Bedeutung der epidermalen und subepi-dermalen UV-Abschirmung (Schirmpigmente HZS und Flav) während der Entwicklung junger Getreide-Keimpflanzen von Roggen und Gerste, jeweils das erste aus dem Korn entwickelte Blatt (Primärblatt), dessen Überleben von fundamentaler Bedeutung für die ganze Pflanze ist, hinsichtlich des Schutzes a) des Photosyntheseapparates und b) der DNA. Die Anzucht der Pflanzen erfolgte ohne und mit erhöhter UV-B-Belastung (d.h. nur Weisslicht, 400-700 nm, 700 mmol.m-2.s-1 gegenüber Weisslicht plus UV-B/BE, 12 kJ.m-2.d-1) in einem klimatisierten Pflanzenanzuchtschrank (Neu-Etablierung im Projekt). Zur Beurteilung der Bedeutung der Schirmpigmente eignete sich insbesondere die Analyse nahezu flavonoid-defizienter Gersten-Mutanten, die im Vergleich zur Muttervarietät in den Primärblättern nur 20-30 Prozent an UV-Schutzpigmentgehalt (Flav plus HZS) aufwiesen. Detaillierte Fragestellungen und Ergebnisse sind den angegebenen Dissertationen und Publikationen zu entnehmen (s. Publikationen).

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