Das Projekt "Genetik der Mikrosporenembryogenese und der DH-Erstellung bei Raps (Brassica napus L.)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Agrarökologie durchgeführt. Mikrosporenembryogenese und doppelhaploide (DH) Linien spielen heute eine große Rolle in der praktischen Züchtung, vor allem aber in der Forschung. Andererseits ist wenig über die genetischen Mechanismen bekannt, die die verschiedenen limitierenden Schritte in der Herstellung von DH-Linien - embryogenes Potential, Diploidisierungsrate und die Rate der 'Direkten Embryo- Pflanze Konversion' - kontrollieren. Aufbauend auf der Beobachtung, dass sich unterschiedliche Genotypen von Raps stark in der Effizienz der Herstellung von DH-Linien unterscheiden sollen daher in dem vorgeschlagenen Vorhaben mit Raps als Modellobjekt genetische Faktoren kartiert werden, die diese Schritte kontrollieren. Dazu sollen zunächst mit Hilfe von AFLP-Markern Genomregionen mit gestörten Spaltungen in aus Mikrosporen entwickelten spaltenden Populationen, die verschiedene Stadien der DH-Entwicklung repräsentieren und einen bzw. mehrere der o.g. limitierenden Schritte durchlaufen haben, bestimmt werden. Die Effekte dieser Regionen auf die verschiedenen limitierenden Schritte sollen anschließend in geeigneten intervarietalen Substitutionslinien verifiziert werden. Darüber hinaus sollen die Positionen der kartierten Faktoren mit der Lage von Kandidatengenen für die Mikrosporenembryogenese im Rapsgenom verglichen werden um Genloci zu identifizieren, die ursächlich mit dem embryogenen Potential zu tun haben. Dazu sollen die verschiedenen Loci der Kandidatengene aus dem polyploiden Rapsgenom amplifiziert und sequenziert werden. Aufbauend auf den Sequenzen werden dann Marker entwickelt und die Loci kartiert.
Das Projekt "Entwicklung einer prä-operationellen Anwendung zum Monitoring von Schmelzwassertümpeln im Arktischen Meereis unter Nutzung von Sentinel-2 Daten und zur Vorbereitung der Nutzung von EnMAP Daten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EOMAP GmbH & Co. KG durchgeführt. Meereis, insbesondere das Arktische Meereis, stellt eine essenzielle Klimavariable dar. Die Entwicklung des Arktischen Meereises und dessen Veränderungen im Nordsommer stehen daher im Fokus von wissenschaftlichen, sozi-ökonomischen und politischen Diskussionen. Es gibt Hinweise, dass das Arktische Meereis über den Klimawandel und dem Phänomen der 'Arktischen Verstärkung' (arctic amplification) Habitatveränderungen erfährt, welche sich im Tümpelwasser durch erhöhte Konzentrationen von organischen und anorganischen Wasserinhaltsstoffen auswirken. Das Gesamtziel des Vorhabens ist daher die Entwicklung eines Erdbeobachtungsproduktes aus Basis von Sentinel-2 (S-2) Daten, welches die räum-zeitliche Entwicklung der Schmelzwassertümpel (quantitative Flächenausdehnung und Tiefen) im sommerlichen Arktischen Meereis auf einer räumlichen Skala = 30m enthält. Darüber hinaus werden die Möglichkeiten eines Monitorings von optisch aktiven Wasserinhaltsstoffen in den Schmelzwassertümpeln mit Hilfe von S-2 und EnMAP untersucht und, wenn möglich, Verfahren für ein Monitoring für Chlorophyll-a entwickelt.
Das Projekt "Teilprojekt AntiRes - TV4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Analytik Jena AG durchgeführt. Aufgabe des Verbundprojektes ist die Erforschung des Vorkommens von Antibiotika-resistenten Mikroorganismen und der Expression von Antibiotika-Resistenzgenen in Abwässern. Dies sollen anhand von einigen ausgewählten Entnahmestellen mit Hilfe von modernsten komplementären Metaomics- Techniken erforscht werden. Für eine Nutzung der Ergebnisse für die Routineanwendung und das Risikomanagement sind aber andere Nachweisverfahren notwendig. Diese müssen kleiner, robuster und einfacher zu bedienen sein. Folgende Arbeitspakete sind geplant: 1) Grundkonzeption, Abstimmung Probenmaterial Testsysteme, 2) Erprobung verschiedener Strategien zur Probennahme und -Vorbereitung, 3) Erarbeitung des Assays für Amplifikation und Nachweis, 4) Konzeption und Erprobung einer mobilen Lösung zur Amplifikation von Nukleinsäuren, 5) Assembly des Nachweissystems für den Vor-Ort-Nachweis, 6) Erarbeitung eines modularen Demonstratorsystems und 7) Test der Gesamtlösung mit verschiedenen Proben.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Evaluierung, Selektion, Anzucht und Bereitstellung von Untersuchungsmaterial" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Biomasse Schraden e.V. (BS e.V.) durchgeführt. Bei der Qualität von forstlichem Vermehrungsgut wird die Gesundheit des Saatgutes wenig beachtet, obwohl die Auswahl von Saatgut für eine erfolgreiche Pflanzenproduktion und die Begründung von Waldbeständen unverzichtbar ist. Ziel des Forschungsvorhabens ist daher die Qualitätssicherung und Verringerung des wirtschaftlichen Risikos bei der Produktion von Forstgehölzen. Am Beispiel der Douglasie und des Erregers Rostige Douglasienschütte werden Methoden zur Inaktivierung des Pilzes in Pflanzenzellen erarbeitet sowie, basierend auf der Loop-mediated Isothermal Amplification (LAMP), ein schnelles und kostengünstiges Nachweisverfahren zur frühzeitigen Identifizierung eines Befalls entwickelt. In Anlehnung an die im Obstbau gängige Praxis, wird der Forstwirtschaft eine Technik zur Verfügung gestellt, die es dem Waldbesitzer/Baumschüler ermöglicht, Saatgut mit niedrigem oder keinem Erregerbefall zu verwenden. Arbeitspaket Projektteil B B1 Evaluierung und Selektion von Pflanzenmaterial B2 Anzucht und Bereitstellung von Pflanzenmaterial B3 Bereitstellung von Inokulationmaterial B4 Öffentlichkeitsarbeit/Markteinführung B5 Proof of Concept.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Detektion der Rostigen Douglasienschütte (loop-mediated isothermal amplification)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Forstbotanik und Forstzoologie, Lehrstuhl für Forstbotanik, Arbeitsgruppe Molekulare Gehölzphysiologie durchgeführt. Bei der Qualität von forstlichem Vermehrungsgut wird die Gesundheit des Saatgutes wenig beachtet, obwohl die Auswahl von Saatgut für eine erfolgreiche Pflanzenproduktion und die Begründung von Waldbeständen unverzichtbar ist. Ziel des Forschungsvorhabens ist daher die Qualitätssicherung und Verringerung des wirtschaftlichen Risikos bei der Produktion von Forstgehölzen. Am Beispiel der Douglasie und des Erregers Rostige Douglasienschütte werden Methoden zur Inaktivierung des Pilzes in Pflanzenzellen erarbeitet sowie, basierend auf der Loop-mediated Isothermal Amplification (LAMP), ein schnelles und kostengünstiges Nachweisverfahren zur frühzeitigen Identifizierung eines Befalls entwickelt. In Anlehnung an die im Obstbau gängige Praxis, wird der Forstwirtschaft eine Technik zur Verfügung gestellt, die es dem Waldbesitzer/Baumschüler ermöglicht, Saatgut mit niedrigem oder keinem Erregerbefall zu verwenden. Die AG Molekulare Gehölzphysiologie ist für die Bearbeitung folgender Arbeitspakete zuständig: C1 - Entwicklung eines Schnelltests zum Nachweis von Rhabdocline pseudotsugae C2 - Visualisierung von Amplifikationsprodukten C3 - Optimierung der DNA-Extraktion für LAMP C4 - Risikobewertung eines frühzeitigen Rhabdocline-Befalls auf die Pflanzenentwicklung C5 - Publikation von Ergebnissen.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Anlagenbetrieb und Analytik aktiver Gilden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL), Zentrale Analytik, Abteilung Qualitätssicherung und Untersuchungswesen durchgeführt. Die wesentlichen Ziele des Verbundvorhabens bestehen darin, (i) die Stoffwechselwege und aktiven Schlüsselorganismen in unterschiedlichen Biogasprozessen und Zuständen zu bestimmen und (ii) ein thermodynamisches Modell der anaeroben Vergärung zu entwickeln, das mit den entsprechend notwendigen, biologisch relevanten Daten untermauert ist. Die Ziele des TV1 liegen in den Bereichen Anlagenbetrieb (ILT) und mikro/molekularbiologische Analytik (AQU). Maissilage wird im einstufigen Durchflussbetrieb (i) mesophil und (ii) thermophil zu Biogas vergoren. Zur Untersuchung der Prozesszustände (a) effizienter stabiler Betrieb und (b) Prozessstörung wird die organische Raumbelastung (OLR) kontinuierlich gesteigert, wobei den Biozönosen zu (a) und (b) ein Puls isotopenmarkierter Maissilage für die metabolischen Studien zugesetzt wird. Anhand konventioneller physiko-chemischer sowie molekularbiologischer Parameter wird der Prozesszustand diagnostiziert. Proben werden den Projektpartnern bereitgestellt. TV1 untersucht Amplikons und Transkripte der Funktionsgene mcrA/mrtA (methanogene Archaeen) und fhs sowie hydA (syntrophe Intermediatoxidierer) qualitativ und quantitativ. In der Zusammenschau werden die zustandsspezifisch relevanten, beschrittenen Stoffwechselwege identifiziert. Die Ergebnisse fließen in das Stoffwechsel- bzw. thermodynamische Modell ein. Die molekularbiologischen Nachweismethoden sollen für eine optimierte Sensorik/Diagnostik verbessert werden.
Das Projekt "Teilprojekt AntiRes - TV2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Institut für Mikrobiologie und Genetik - Genomische und Angewandte Mikrobiologie durchgeführt. Weltweit nehmen Infektionen mit Antibiotika-resistenten Bakterien in dramatischem Ausmaß zu. Kommunale Kläranlagen, in die Abwässer aus medizinischen Einrichtungen gelangen, und Binnengewässer, in die tierischer Dünger fließt, sind potentielle Hotspots für die Ausbreitung von AB-Resistenzen. In ANTIRES sollen Vorkommen und Expression von AB-Resistenzgenen und AB-resistenten Mikroorganismen in Ab- und Gewässern mithilfe biogeochemischer und mikrobiologischer Analysen sowie modernster komplementärer Metaomics-Techniken untersucht werden. Die in ANTIRES erhobenen Daten und diagnostischen Werkzeuge tragen zu einem besseren Verständnis der Verbreitungswege und jahreszeitlichen Dynamik von AB-Resistenzen in Gewässern bei und sind damit essentiell für die Entwicklung von Strategien zur Eindämmung dieses Prozesses. Zur detailgetreuen Aufklärung der Ausbreitung von AB-Resistenzen in Gewässern sollen (a) die städt. Kläranlage in Göttingen, (b) Abwässer der Universitätsklinik Greifswald und (c) mit Gülle belastete bzw. unbelastete Sölle (Kleinstgewässer) in BB und MV beprobt werden. In TV2 UGOE werden die vierteljährlich in Triplikaten entnommenen Proben auf das AB-Resistenzpotential und das pathogene Potential untersucht. Es werden kultivierungsunabhängige DNA-basierte (metagenomische) und RNA-basierte (metatranskriptomische) Verfahren eingesetzt. Hierfür wird aus den entnommenen Proben die DNA und RNA (cDNA) isoliert. Im Rahmen der DNA-basierten Arbeiten wird das in den untersuchten Abwässern vorhandene AB-Resistenzpotential im jahreszeitlichen Verlauf und in Abhängigkeit von Umweltfaktoren (Temperatur, pH, etc.) bestimmt. Durch die Amplikon-basierte Analyse von taxonomischen Markergenen wird begleitend die Diversität und Abundanz von in den Proben vorhandenen, potentiell pathogenen Mikroorganismen bestimmt. Durch diese Untersuchungen werden relevante Kandidatengene und Mikroorganismen für die Entwicklung des Chip-basierten Nachweissystems identifiziert.
Das Projekt "Teilvorhaben: Food GmbH Jena Analytik-Consulting" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Food GmbH Jena Analytik - Consulting durchgeführt. Global betrachtet werden täglich ca. 6000 Kinder mit Wasserkeimen angesteckt und erleiden eine teilweise letale Krankheit. Diesen durch mikrobielle Pathogene verursachten Krankheiten und Todesfällen könnte durch schnelle Nachweisverfahren (kleiner als 1h) zur Detektion der Pathogene und möglicher Antibiotika-Resistenzen vorgebeugt werden. Dieses Vorhaben zielt auf die Entwicklung eines Multiplex Chip-Systems, das durch die Anpassung der vorhandenen robusten und kostengünstigen Plattform Gene-Z eine vor-Ort Analyse auf Wasserpathogene ermöglicht. Gleichzeitig soll die Testung der Viabilität der Pathogene und von Resistenzen gegen Antibiotika in die Plattform integriert werden. Die Food GmbH Jena ist primär mit der Entwicklung isothermaler Amplifikationsmethoden zum Nachweis genetischer Biomarker für Antibiotika-Resistenzen beschäftigt, die in die Gene-Z Plattform integriert werden sollen (Arbeitspaket 1). Primer müssen designt und Analysenprotokolle ausgearbeitet werden. Die Entwicklung erfolgt zunächst für einzelne Nachweise der Biomarker, bevor die Einzelnachweise zur gleichzeitigen Multiplex-Analyse mehrerer Biomarker zusammengefasst werden. Die entwickelten Protokolle werden schließlich getestet, optimiert und durch Vergleichsmessungen mit etablierten Standardverfahren validiert (Arbeitspaket 5). Parallel wird die Gene-Z Plattform von ABC für den Multiplex-Assay angepasst, die Chip-Module für die Tests neudesignt und den Partnern für Tests zur Verfügung gestellt. Das IPHT wird sich mit der Entwicklung eines Viabilitätsassays befassen, der ebenfalls in die Plattform integriert wird. Im Anschluss werden die Protokolle für die einzelnen Assays und das Gesamtsystem getestet und das GeneZ-PLUS System validiert.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Reduzierung der Belastung und Erhöhung der Resistenz (antagonistische Mikroorganismen)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Pflanzenkultur GmbH & Co. KG durchgeführt. Entwicklung von Methoden zur Qualitätssicherung von forstlichem Vermehrungsgut am Beispiel der Douglasie Kurzbeschreibung per E-Mail senden: Sie können folgende Kurzbeschreibung verwenden (maximal 3.000 Zeichen): Bei der Qualität von forstlichem Vermehrungsgut wird die Gesundheit des Saatgutes wenig beachtet, obwohl die Auswahl von Saatgut für eine erfolgreiche Pflanzenproduktion und die Begründung von Waldbeständen unverzichtbar ist. Ziel des Forschungsvorhabens ist daher die Qualitätssicherung und Verringerung des wirtschaftlichen Risikos bei der Produktion von Forstgehölzen. Am Beispiel der Douglasie und des Erregers Rostige Douglasienschütte werden Methoden zur Inaktivierung des Pilzes in Pflanzenzellen erarbeitet sowie, basierend auf der Loop-mediated Isothermal Amplification (LAMP), ein schnelles und kostengünstiges Nachweisverfahren zur frühzeitigen Identifizierung eines Befalls entwickelt. In Anlehnung an die im Obstbau gängige Praxis, wird der Forstwirtschaft eine Technik zur Verfügung gestellt, die es dem Waldbesitzer/Baumschüler ermöglicht, Saatgut mit niedrigem oder keinem Erregerbefall zu verwenden. Das Institut für Pflanzenkultur erarbeitet eine Methode zur Kultivierung von Rhabdocline pseudotsugae auf künstlichen Nährmedien. Daneben wird die mikrobielle Begleitflora (Pilze und Bakterien) von Saatgut, Keimlingen und in vitro Kulturen von Douglasie untersucht. Diese soll charakterisiert und auf antagonistische Fähigkeiten gegen den Erreger getestet werden. Zur Verringerung der Belastung wird eine Methode zur Inaktivierung von R. pseudotsugae in Pflanzenzellen entwickelt. Dazu wird Pflanzenmaterial mit Fungiziden, Suspensionen der isolierten Endophyten sowie bekannten Antagonisten behandelt. Die entwickelten Methoden werden unter Marktbedingungen getestet. Zur Dissemination des erreichten Wissens und der erarbeiteten Methoden werden Workshops mit Entscheidern durchgeführt. Ein Ziel ist die Entwicklung von Schwellenwerten für Phytopathogene in Saatgut.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Mikrobiologie des anaeroben Intermediatstoffwechsels" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Mikrobiologie (ifmb) durchgeführt. TV3 bestimmt Stoffwechselintermediate und potenzielle Störstoffe. Aktive Maissilage verwertende Mikroorganismen werden nach Pulsmarkierung mit 13C-Mais mittels rRNA stabiler Isotopenbeprobung identifiziert. Durch zeitlich aufgelöste Analysen werden hydrolytische/primäre Gärer, Syntrophe, sowie Methanogene identifiziert. 13C-markierte Transkriptome identifizieren aktive schlüsselenzymkodierende Funktionsgene. Die vergleichende Analyse von stabilem und gestörtem Zustand erlaubt die Identifizierung von der Störung betroffener Mikroben bzw. Schlüsselgene, welche als Grundlage für die Entwicklung quantitativer molekularer Zustandsanalytik eingesetzt werden. Schlüsselorganismen werden isoliert und charakterisiert. TV3 leistet einen Beitrag zur Verbesserung des Stoffwechsel/thermodynamischen Modells und der molekularen Zustandsanalytik von Biogasfermentern. AP2 Biochemische Prozessanalytik von Störstoffen, Intermediaten und Produkten der anaeroben Fütterungskette. Bestimmung von 13C-markierten Fettsäuren während der stabilen Isotopenbeprobung (RNA-SIP). AP3 'In situ' RNA-SIP mit 13C-Mais, die Präparation der 13C-markierten RNA, Identifikation 13C-marikierter Organismen und Schlüsselgene mit Hilfe von 16S rRNA Amplikon und mRNA-Transkriptom Illuminasequenzierungen. AP4 Präparation/Evaluierung von DNA und RNA aus dem Fermenter. Weiterentwicklung von qPCR basierten Methoden auf Basis des mRNA-Transkriptoms (AP3). AP5 Aus DNA sowie RNA von AP4 werden funktionelle Gene amplifiziert und sequenziert. AP6 Funktionelle Gene und Transkripte werden mittels spezifischer quantitativer PCR vermessen. AP7 Hydrolytische/gärende, syntrophe und methanogene Schlüssel-Mikroben werden isoliert. Deren Relevanz soll durch die molekularen Daten (APs 3-6) evaluiert werden. AP8 Genomsequenzierung und metabolische Rekonstruktion von Isolaten. AP9 Daten werden zur Entwicklung des Stoffwechselmodells aufbereitet. AP10 Verbesserung der molekularbiologischen Analytik für die Zustandsdiagnostik.
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