Das Projekt "Untersuchungen zur Metabolisierung von Herbiziden im Bereich der Pflanzenwurzel: Einfluss von Inhaltsstoffen des Exsudates auf den Abbau, die Bindung und die Mobilitaet von Xenobiotica" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Agrikulturchemisches Institut durchgeführt. Pflanzenschutzmittel sind in Pflanzen haeufig biotischen und abiotischen Um- und Abbaureaktionen unterworfen, welche letztlich zu einer Konjugation mit anderen organischen Substanzen fuehren und als Entgiftungsmechanismen zu betrachten sind. Da Pflanzen grosse Mengen an hochreaktiven Substanzen in den Boden abgeben (Exsudation) gehen wir davon aus, dass die Konjugation von Pestiziden auch dort eine Rolle spielt, was z.B. fuer die Bildung gebundener Rueckstaende und den Austrag der Wirkstoffe in tiefere Bodenschichten von Bedeutung sein kann. Zur Ueberpruefung dieser Hypothese werden plausible Modellkonjugate von Herbiziden postuliert und synthetisiert. Diese Konjugate werden als Standards fuer den Aufbau einer spurenanalytischen Bestimmungsmethode verwendet. Darueber hinaus dienen sie als Trainingssubstanzen fuer Bindungsstudien mit Immunoassay-Arrays, mit denen eine partielle Strukturaufklaerung moeglich ist. Zunaechst ist geplant in Modellgefaessversuchen nach den Konjugaten zu suchen.Begonnen wurde mit der Synthese von Glutathion-, Cystein- und Acetylcysteinderivaten des Triazinherbizids Terbuthylazin.
Das Projekt "Die Bedeutung von Blattexsudats und der Kairomone fuer das Resistenzverhalten von Kichererbsen gegen Liriomyza cicerina und Heliothis armigera" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, Max-Planck-Institut für Biochemie durchgeführt. Pflanzenzuechtung auf Insektenresistenz wird hauptsaechlich empirisch betrieben. Mit dem vorliegenden Projekt soll die Chemie der Wechselwirkung zwischen Nutzpflanze (Cicer arietinum) und Schadinsekt (Liriomyza cicerina, Heliothis armigera) mit moderner Analytik (HPLC) angegangen werden. Ziel ist eine direkte Beratung bei der Resistenzzuechtung. Wir konnten inzwischen die Zusammensetzung des Exsudats quantitativ aufklaeren und zeigen, dass diese von Standort und klimatischen Bedingungen stark abhaengt. Ferner wird deutlich, dass Apfelsaeure qualitativ und quantitativ der primaere Resistenzfaktor im Exsudat ist.
Das Projekt "Vorhaben: CO2- Mesokosmen und Larvalaufzucht; Exsudate; Reproduktion, Wachstum und Verhalten von Tieren; Kalzifizierung- Empfindlichkeiten von Phyla bis Ökosystemen; Interaktionen der Arten und Zusammensetzung von Gemeinschaften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Ziele: Seit Beginn der Industrialisierung hat der Ozean nahezu die Hälfte der Kohlendioxidmenge, die aus der Verbrennung fossiler Energieträger stammt, aufgenommen. In Folge dessen ist seit dem Jahr 1750 der pH-Wert des Oberflächenwassers der Ozeane um 0,12 gesunken. Trotz der Risiken, die diese Entwicklung in sich birgt, fehlt ein grundlegendes Verständnis der möglichen meeresbiologischen und geochemischen Konsequenzen dieser Ozeanversauerung. In zahlreichen nationalen (z. B. WBGU, 2006) und internationalen Expertenberichten (z. B. 5. IPCC Report, 2007; ICES, 2008) werden Forschungen gefordert, um diese Lücke zu schließen und eine systembasierte Abschätzung der zu erwartenden Risiken zu erlangen. Hierzu substanzielle Beiträge zu liefern, ist das generelle Ziel von BIOACID. Dafür wird die Expertise von Molekular- und Zellbiologen, Biochemikern, Pflanzen- und Tierphysiologen, Meeresökologen, marinen Biogeochemikern und Ökosystemmodellierern in einem integrierenden Ansatz kombiniert. Die übergeordneten Themen des Verbundes lauten: 1. Primärproduktion, mikrobielle Prozesse und biogeochemische Rückkopplungsmechanismen, 2. Leistungsmerkmale bei Tieren: Reproduktion, Wachstum und Verhaltensweisen, 3. Kalzifizierung - Empfindlichkeiten von Phyla bis zu Ökosystemen, 4. Interaktionen zwischen Arten und die Zusammensetzung der Gemeinschaften in einem sich ändernden Ozean, 5. Integrierte Abschätzung: Sensivitäten und Unsicherheiten, Trainingsworkshops zu zentralen Forschungsinhalten und -methoden.
Das Projekt "Bakterien im Stoffhaushalt aquatischer Oekosysteme: Gewaesserguete - Gewaesserprognose" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsverbund Berlin, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei durchgeführt. Im Stoff- und Energiefluss aquatischer Oekosysteme werden Bakterien vornehmlich unter dem Aspekt ihrer Mineralisationsleistung betrachtet. Die Konzeption von Stoffkreislaeufen beruht auf der prinzipiellen Annahme eines ungefaehren Gleichgewichtes der wesentlichen funktionellen Elemente, wobei den Produzenten und Konsumenten eine aequivalente Kapazitaet der Destruenten gegenueberstehen muss. Hierbei steht die Aktivitaet aerober heterotropher Bakterien im Sinne eines 'kurzgeschlossenen Kreislaufes' im Vordergrund, die sich zB als 'heterotrophic capacity' mit 14C-markierten Substraten quantifizieren laesst und ein gewaessertypisches Niveau aufweist. So betraegt zB das heterotrophe Potential im oligotrophen Stechlinsee mit 0,01 Mikrogramm C pro Liter und Stunde nur 1 Prozent bis 10 Prozent des fuer den eutrophen Dagowsee typischen Niveaus. Die noch im Epilimnion stattfindende Mineralisierung der abgestorbenen Planktonorganismen und von Exsudaten umfasst ca 80-90 Prozent der hier produzierten Biomasse. Sie ist insbesondere unter den Bedingungen einer P-Limitation (Stechlinsee) Voraussetzung fuer die Aufrechterhaltung der Hoehe der planktischen Primaerproduktion. Mit der Naehrstoffregeneration (gleichzeitig auch Kontrolle des DOC-pools) verbunden ist eine zweite Funktion der Bakterien, die als 'microbial loop' umschrieben wird. Durch die Ueberfuehrung geloester organischer Verbindungen (Exsudate) in die partikulaere (dh 'fressbare') Form werden ca 20-50 Prozent des photosynthetisch fixierten Kohlenstoffs wieder in das Nahrungsnetz eingebracht (Babenzien und Babenzien 1989). Die bakterielle Biomassebildung liegt in einer Groessenordnung von 1-100 Mikrogramm C1-1d-1. Ihre Bedeutung ist unterschiedlich und in oligotrophpen Gewaessern (Stechlinsee) groesser als unter eutrophen Bedingungen (Dagowsee). Fuer diese Untersuchungen zur Stellung der Bakterien im Stoffhaushalt werden als Basisparameter Bakterienzahl, bakterielle Biomasse, bakterielle Biomassebildung und heterotrophe Aktivitaet in den Modellgewaessern Stechlinsee, Dagowsee und Fuchskuhle vergleichend analysiert. Die umfangreichen Datenserien dienen auch der langfristigen Beurteilung der Entwicklung der Gewaesserguete im Rahmen des Monitoringprogrammes. Fuer prognostische Aussagen zur Entwicklung von Gewaessern scheint uns jedoch ein weiterer Aspekt ganz wesentlich zu sein, der bei der bisher skizzierten traditionellen Quantifizierung des Stoffhaushaltes auf der Grundlage des C-Umsatzes nicht beruecksichtigt wird. Denn durch die Verknuepfung des C-Haushaltes mit anderen biogeochemischen Zyklen werden durch Aktivitaeten von spezifischen Bakteriengruppen die Gewaesserbedingungen uU entscheidend veraendert (Babenzien, Casper und Babenzien Ch 1991). Dies betrifft insbesondere die Bedingungen im Hypolimnion (Sauerstoffhaushalt, Schwefelwasserstoff, Methan) und die Rueckfuehrung (oder dauerhafte Immobilisierung) von Naehr- und Fremdstoffen im Sediment sowie die Praegung der physikochemischen Bedingungen..
Das Projekt "Einfluss von organismischen Mikrohabitaten auf die Entstehung und Struktur mariner Lebensgemeinschaften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Zoologisches Institut durchgeführt. Hartbodengemeinschaften in limnischen und marinen Litoral sind typischerweise gepraegt durch die fleckenhafte Verteilung von sessilen Makroorganismen. So bilden Seegraeser, Algen, Muscheln, Korallen, Schwaemme, etc Mikrohabitate mit spezifischen, charakteristischen physikalischen und chemischen Eigenschaften. In Vorversuchen konnten wir feststellen, dass in oder in der Naehe von solchen Mikrohabitaten (= monospezifische Kleinbestaende) die Besiedlung durch Larven, Schwaermer, Sporen, Gameten oft voellig anders ablaeuft als in anderen Mikrohabitaten oder in makroorganismenfreien Referenzarealen. Dies bedeutet, dass die Entstehung einer Gemeinschaft nicht allein von der Zusammensetzung des Besiedlerpools bestimmt, sondern auch entscheidend von der Art der bereits vorhandenen Organismen gepraegt wird. Unsere bisherigen Ergebnisse lassen vermuten, dass dieser strukturpraegende Einfluss der habitatsbildenden Makroorganismen von in das Wasser abgegebenen Sekundaermetaboliten (Exsudaten) ausgeuebt wird. In dem anlaufenden Projekt sollen solche 'bioaktiven' Metabolite aus verschiedenen Mikrohabitaten (Wasserkoerper und Organismengewebe) isoliert, fraktioniert und identifiziert werden. Ziel ist es, die Dynamik der Besiedlungsdynamik, die Rolle von 'Gruenderarten' und die Synergismen von bioaktiven Exsudaten zu verstehen. Da solche Exsusdate oft eine Besiedlung verhindern, ohne lokale Fauna und Flora zu schaedigen, ergibt sich die Moeglichkeit einer Entwicklung von umweltvertraeglichen Bewuchsschutzsystemen. Diese werden dringend benoetigt angesichts der zunehmenden Umweltbelastung durch gaengige hochgiftige Antifoulingfarben.
Das Projekt "Pflanzliche Exsudate als Naehrstoffquelle von Mikroorganismen der Phyllosphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum fuer Agrarlandschafts- und Landnutzungsforschung, Institut fuer Mikrobielle Oekologie und Bodenbiologie durchgeführt. Untersuchungobjekte: 1 . Oberirdische Pflanzenteile diverser Futtergraeser in Gruenlandbestaenden. 2. Fichtennadeln in natuerlichen Waldoekosystemen. Ziele: 1 . Quantifizierung von Wechselwirkungen im Oekosystem Phyllosphaere zwischen den Kompartimenten Mikroorganismen und Pflanze: - Nachweis, dass pflanzliche Exsudate als eine wesentliche Naehrstoffquelle epiphytischer Mikroorganismen entscheidend bei der Entwicklung ihrer Populationen und in ihrer Aktivitaet beeinflussen, - Nachweis, dass die Anzahl der Phyllosphaerenmikroorgaenismen bei im Verlauf der Vegetationsperiode erhoehtem Exsudatangebot steigt und die Kultivierbarkeit epiphytischer Milchsaeurebakterien in Korrelation zu bestimmten Komponenten der Blattexsudate steht: 2. Aufklaerung von Faktoren, die die Ausscheidungsrate der Blattexsudate beeinflussen (Pflanzenart, -alter, physiologischer Zustand der Pflanzen, Klimafaktoren): 3. Aufklaerung der Rolle der mikrobiellen Phyllosphaerenflora im Stickstoffhaushalt von Waldoekosystemen. Zwischenergebnisse: Vielfalt und Menge der ueber das Blatt ausgeschiedenen Komponenten nehmen im Laufe des Reifungsprozesses der Pflanzen zu.
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