Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI) - Institut für Epidemiologie und Pathogendiagnostik durchgeführt. Projektziel: ORDIAmur soll basierend auf dem Verständnis der Prozesse, die zur Nachbaukrankheit führen, Maßnahmen zu deren Überwindung entwickeln. Auf Seiten des Bodens sind Strategien zur Wiederherstellung von Organismengemeinschaften das Ziel, auf Seiten der Pflanze sollen tolerante Unterlagen entwickelt werden. Hintergrund: Die Nachbaukrankheit, auch Bodenmüdigkeit genannt, ist im Pflanzenbau seit Jahrhunderten bekannt, die Ursachen sind jedoch noch nicht erforscht. Schlechtes vegetatives Wachstum, gestauchter Habitus und verminderte Erträge sind ihre sichtbaren Symptome. Bei krautigen Pflanzen mit kurzer Kulturzeit wird sie vor allem durch Fruchtfolge und Flächenwechsel überwunden. Diese Möglichkeiten bestehen bei Gehölzen oft nicht. Die Nachbaukrankheit ist bei Rosaceen, aber auch im Weinbau, in Vermehrungs- und Produktionsbetrieben ein zunehmendes Problem, das derzeit durch chemische Bodenentseuchung abgeschwächt wird. Die dazu verwendeten Mittel sind umweltschädlich, so dass die Entwicklung alternativer Ansätze zur langfristigen Erhaltung der Bodengesundheit unerlässlich ist. Ergebnisausblick: 1. Vorhersage des Vorhandenseins oder des Ausmaßes der Nachbaukrankheit anhand von Biotests, Pflanzen- und Bodenparametern. - 2. Überwindung der Nachbaukrankheit durch: - Maßnahmen zur Erhöhung der mikrobiellen Diversität des Bodens - Züchtung von Unterlagen mit Toleranz gegenüber der Nachbaukrankheit - Inokulation von Pflanzen mit förderlichen Endophyten zur aktiven Immunisierung. - 3. Implementierung der anwendbaren Innovationen bei der Betrachtung sozio-ökonomischer Gegebenheiten. - 4. Transfer der Ergebnisse aus ORDIAmur in die Öffentlichkeit (Internetplattform).
Das Projekt "Allele mining in wild barley: finding new exotic genes which control flowering time in the barley nested association mapping (NAM) population HEB-25" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, Professur für Pflanzenzüchtung durchgeführt. During the first phase of the priority program SPP1530, we have developed HEB-25 (Halle exotic barley), the first barley nested association mapping (NAM) population world-wide (Schnaithmann et al. 2014, Maurer et al. submitted). HEB-25 is ideally suited to study, both, biodiversity present in wild barley and to serve as a source of exotic alleles for barley breeding. So far, HEB-25 was genetically characterized with a 9k Infinium iSELECT chip and used to map novel as well as previously known QTLs/genes with high precision, which regulate FTi and other agronomic traits. By the start of the second SPP phase, the Pillen lab will have access to exome capture data of HEB-25, which will allow to align the allelic sequences of the 26 HEB parents for more than 20,000 high confidence barley gene models and to study their inheritance in HEB lines. The exome capture sequence data is also useful to define exotic haplotypes and to study their gene function in HEB-25 with a, so far, unmatched genetic resolution in genome-wide association studies (GWAS). During the second phase of the SPP, we aim to dig deeper into the wealth of functional diversity we previously identified in HEB-25. In this regard, we have set up the following three work packages (WP), which are jointly coordinated by Dr. Kumlehn and Prof. Pillen. WP 1: Cloning and characterizing exotic alleles of a novel FTi QTL. In WP 1, a novel HEB-25 QTL on chromosome 4H will be isolated and characterized, where the exotic barley donor alleles cause late flowering phenotypes across and within the 25 HEB families compared to the recipient parent Barke. By cloning newly identified exotic FTi QTL alleles, we will raise the understanding of FTi regulation to improve the genetic architecture of crop plants via knowledge based breeding. WP 2: Allele mining for exotic haplotypes of known FTi genes. In WP 2, barley transformants, stably over-expressing a set of 12 wild barley alleles of known functional FTi genes will be generated, which caused extreme early or late flowering phenotypes in HEB-25. Subsequently, FTi effects and additional pleiotropic effects of the selected transformants will be characterized in greenhouse and field experiments. By transformation of an elite barley genotype with functional wild barley alleles of approved FTi regulating genes, we will study modification of FTi towards crop improvement by altering the expression or function of individual genes either by genetic modification or by mutation. WP 3: HEB-YIELD: A crosstalk between FTi and abiotic stress tolerance in HEB-25. In WP 3, a set of 48 HEB lines will be selected, segregating at four important FTi genes (Ppd-H1, denso, Vrn-H1 and Vrn-H3). (abridged text)
Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie durchgeführt. Pappel wird in Kurzumtriebsplantagen (SRC für 'short rotation coppices') für die Produktion von Bioenergie angebaut. Während der gesamten Zeit ist die Plantage ständig Pilzerregern ausgesetzt, die schwere Schäden an den Bäumen verursachen können. Die meisten dieser schädlichen Pilzerreger bei der Pappel sind biotrophe Rostpilze der Gattung Melampsora. Insbesondere stellt die kosmopolitische Art M. laricipopulina die größte Bedrohung für Pappelplantagen dar, die jährlich Wachstumseinbußen von bis zu 50 Prozent verursachen. Pflanzen erkennen Pilze über Chitin-Rezeptoren, die ein bestimmtes Pathogen-assoziiertes molekulares Muster ('pathogen-associated molecular pattern'; PAMP) erkennen. Wesentliche Bestandteile dieser Chitin-Rezeptoren sind Lysin-Motiv-'Receptor-Like-Kinasen' (LysM-RLKs). Analysen des 'Chitin-Signalling' in dikotyledonen Pflanzen zeigen, dass enzymatisch aktive und inaktive LysM-RLKs miteinander interagieren müssen, um einen funktionellen Rezeptor zu bilden. Die Wahrnehmung des Chitins löst in Pflanzen eine Immunantwort aus, die zu einer Resistenz gegen den Eindringling führen kann. Auf der anderen Seite müssen pilzliche Symbionten diese Immunantwort umgehen oder unterdrücken, um eine Etablierung einer Mycorrhizierung zu erreichen. In dieser Hinsicht könnten LysM-Effektoren, die als Modulatoren einer Immunantwort betrachtet werden können, eine Rolle spielen. Ferner wird die Kommunikation zwischen der Pflanze und dem Mykorrhizapilz durch pilzliche Myc-Faktoren erleichtert, die von LysM-Rezeptoren des Wirts wahrgenommen werden. Das Ziel des beantragten Projekts ist es, LysM-RLK-Gene in Pappeln und LysM-Effektor-Gene in dem Mykorrhiza-Pilz Laccaria bicolor zu identifizieren. Diese Gene sollen funktionell charakterisiert werden, um dann ausgewählte Gene für die Verbesserung von Pathogenresistenz und Mykorrhizierung zu nutzen. Zu diesem Zweck werden transgene Linien hergestellt. Zusätzlich ist geplant CRISPR/Cas9 zur Genom- Editierung zu verwenden.
Das Projekt "Expressed Sequence Tags (ESTS) of Toxic Algae (ESTTAL)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI) durchgeführt. Harmful algal blooms (HABs) are caused by local proliferation of algae, with deleterious consequences, particularly in coastal waters throughout the world. Negative environmental effects include toxicity to human consumers of seafood, marine faunal mortalities or morbidity, habitat damage, disruption of marine food webs and economic losses to fishing, aquaculture, and tourism. In Europe, socio-economic factors and human health risk have led to comprehensive surveillance programmes for harmful microalgae and their toxins. Among harmful microalgae and cyanobacteria in European marine and brackish waters, many produce potent neurotoxins, ichthyotoxins or hepatotoxins. Although structural elucidation of many of these groups of toxins has advanced, much less is known about biosynthetic pathways and gene regulation in toxigenic species. We propose a limited genomic study of expressed sequence tags (ESTs) for toxigenic representatives of major eukaryotic microalgal groups, including dinoflagellates, raphidophytes, prymnesiophytes and diatoms, and cyanobacteria. Cultures will be grown under various environmental conditions to investigate the effects of external forcing functions on gene expression linked to toxicity and growth. After cloning of cDNA of toxigenic strains pooled from cultures grown under these different conditions into plasmid vectors, about 10,000 clones from each taxon will be randomly sequenced for ESTs. Our approach is to annotate the ESTs and attempt to identify genes associated with toxin production. DNA microarrays will be developed for screening of toxigenic and non-toxigenic strains. In addition, the sequence data will be analysed to identify other genes that may be involved in cell regulation or growth, cell cycle events, stress response and the induction of sexuality. Cultures will be grown under various environmental conditions to investigate the effects of external forcing functions on gene expression linked to toxicity and growth. Successful completion of this project will yield new information on microalgal and cyanobacterial genomic sequences for a diversity of taxa and will assist in the diagnosis of genes related to toxin biosynthesis and the formation of toxic blooms.
Das Projekt "Allele mining in wild barley: finding new exotic genes which control flowering time in the barley nested association mapping (NAM) population HEB-25" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, Professur für Pflanzenzüchtung durchgeführt. The nested association mapping (NAM) design was recently implemented in maize to tap into the wealth of genetic diversity which is available for modern crop species. A major first application of the NAM design was reported by Buckler et al. (2009), who dissected the genetic architecture of flowering time (FTi) into quantitative trait loci (QTLs) using a set of 5,000 maize NAM lines. During the course of the project, we aim to use the NAM design to explore the genetic diversity for FTi in wild barley. For this, we have developed the barley NAM population HEB-25, consisting of 1,500 BC1S3 lines. HEB-25 originates from crosses of the barley cultivar 'Barke' with 25 highly divergent wild barley accessions. For genetic characterization, the NAM population will be genotyped with 9,000 Infinium SNPs plus selected candidate genes with known function in FTi control. For phenotypic characterization, the HEB-25 lines will be grown in greenhouses and in the field where life history traits will be recorded manually. Simultaneously, we plan to develop an automatic, non-invasive, high-throughput system to measure FTi behavior. We aim to overcome the limitations of manual phenotyping by automatic data acquisition and interpretation based on 3D image analysis techniques in high temporal resolution. We expect that the techniques developed will also substantially advance high-throughput phenotyping in general. After genotype and phenotype data have been collected, both data sets will be joined in order to carry out an association genetics screen to localize new wild barley QTLs which are associated with the expression of FTi. The new exotic QTL alleles will help to broaden the genetic diversity which is present in our elite barley gene pool. Simultaneously, the exotic QTL alleles will shed further light on the genetic network of FTi control in cereals.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KWS LOCHOW GMBH durchgeführt. Roggen ist als Rohstoffquelle für die energetische Verwertung etabliert. Verglichen mit anderen Energiepflanzen liegen für den Roggen bislang keine ausreichenden Erkenntnisse über Genombereiche vor, auf denen Gene mit einem Einfluß auf die Ausprägung komplex vererbter quantitativer Merkmale, wie z.B. Korn- und Strohertrag bzw. deren Ertragskomponenten, lokalisiert sind. Im skizzierten Projekt sollen mittels QTL-Analyse ertragsrelevante Bereiche des Roggengenoms identifiziert und für die praktische Hybridroggenzüchtung durch praxisfähige, molekulare Marker erschlossen werden. Es werden zwei spaltende Biparentalpopulationen mit je 250 Linien in umfangreichen Feldversuchen in 12 Umwelten (Jahre x Orte) in Deutschland geprüft, davon wird in 8 Umwelten zusätzlich die N-Effizienz unter Trockenstressbedingung geprüft. Eine der beiden Populationen wird auch zur Milchreife geerntet. Die Feldprüfung auf ertragsrelevante Merkmale erfolgt in den Jahren 2011 und 2012 an fünf Orten in 5 m x Leistungsprüfungsparzellen. Die zu erfassenden Merkmale sind im Einzelnen: Jugendentwicklung, Beginn Ährenschieben, Bestandesdichte (ährentragende Halme), Wuchshöhe, Lagerneigung, Tausendkorngewicht und Stroh- bzw. Kornertrag. Ergänzend zu vorhandenen genomischen Ressourcen des Roggens soll der Erkenntnisgewinn aus der grundlagenorientierten Forschung an Modellgenomen über Kornentwicklung und N-Stoffwechsel gezielt für die molekulare Charakterisierung des Roggengenoms genutzt werden.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Bereich Mathematik und Naturwissenschaften, Institut für Botanik, Lehrstuhl Zell- und Molekularbiologie der Pflanzen durchgeführt. Im Kartoffelanbau können Nematoden, insbesondere der weiße Kartoffelzystennematode Globodera pallida, Ertragsausfälle bis zu über 50 % verursachen. Von G. pallida existieren drei Pathotypen, die sich extrem schnell verbreiten. In Deutschland sind bereits großräumig Ackerböden verseucht. Da es sich bei G. pallida um einen Quarantäne-Schaderreger handelt, ist auf befallenen Ackerflächen der Anbau auf resistente Kartoffelsorten beschränkt. Das einzige zugelassene Nematodizid verhindert dabei lediglich die Larveneinwanderung und ist zudem aus Gründen des Umweltschutzes bedenklich. Die polygene Natur der Resistenz bedingt die geringe Aussagekraft des einzigen derzeit bekannten Markers. Das an der TUD entwickelte Inter-SINE Amplified Polymorphisms-Markersystems (ISAP) soll angewandt werden, um in einer genomweiten Assoziationsstudie molekulare Marker zu identifizieren, welche eine Kopplung zu Genen aufweisen, die eine G. pallida-Resistenz vermitteln. Hierfür soll auf die vom Bundessortenamt durchgeführte Resistenzeinstufung der in Deutschland zugelassenen Kartoffelsorten aufgebaut werden. Hinzugezogen werden G. pallida-resistente europäische Genotypen und Prebreeding-Material, welches von der resistenten Wildkartoffel Solanum vernii abstammt. Ziel ist die Identifizierung Resistenz-gekoppelter Markerbanden, um eine chromosomale Lokalisierung dieser Resistenz-assoziierten Loci und die Ableitung diagnostischer STS-Marker zu ermöglichen, die in der Kartoffelzüchtung zur Selektion eingesetzt werden.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, Professur für Pflanzenzüchtung durchgeführt. Drought stress during grain filling can result in reduced grain filland subsequent loss in grain yield. As part of GABI-GRAIN, this projectaims to identify novel exotic proteins associated with improved droughttolerance during grain filling in barley. To achieve this aim a set ofspring barley introgression lines (S42-ILs) that originate from thecross Scarlett (H. vulgare) x ISR42-8 (H. spontaneum) (Schmalenbach etal. 2008 ) were screened for drought tolerance during grain filling. Intotal 49 S42-ILs and Scarlett as the control genotype were grown in theglasshouse using an automated irrigation system. At 10 days postanthesis (DPA) the irrigation system was set to provide well-wateredand drought stress conditions. Plants were scored for physiologicaltraits including flowering time, grain maturity, biomass, number ofears, grains per ear, thousand grain weight, grain yield and harvestindex. This phenotype data was then used for line by trait associationstudies to identify quantitative trait loci (QTL). This analysisidentified exotic alleles associated with increased and also decreasedplant performance under drought stress. Furthermore, we could alsoconfirm several QTL detected in previous field experiments using thisS42-IL population. To understand the molecular mechanism controllingidentified QTL a proteomics study is underway. From selected droughttolerant S42-ILs and Scarlett that have been grown under well-wateredand drought stress conditions proteins will be extracted from grainsamples collected at 12, 16, 20 and 24 DPA. Differentially expressedproteins will then be detected using quantitative 2D gelelectrophoresis. Identified proteins associated with improved droughttolerance can then potentially be used as diagnostic bio-markers toassist in the selection of higher yielding barley lines under droughtconditions. Furthermore, this research will give a greaterunderstanding of the genetic and biochemical mechanisms that controldrought tolerance in barley.
Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HYBRO Saatzucht GmbH & Co KG durchgeführt. Roggen ist als Rohstoffquelle für die energetische Verwertung etabliert. Verglichen mit anderen Energiepflanzen liegen für den Roggen bislang keine ausreichenden Erkenntnisse über Genombereiche vor, auf denen Gene mit einem Einfluß auf die Ausprägung komplex vererbter quantitativer Merkmale, wie z.B. Korn- und Strohertrag bzw. deren Ertragskomponenten, lokalisiert sind. Im skizzierten Projekt sollen mittels QTL-Analyse ertragsrelevante Bereiche des Roggengenoms identifiziert und für die praktische Hybridroggenzüchtung durch praxisfähige, molekulare Marker erschlossen werden. Es werden zwei spaltende Biparentalpopulationen mit je 250 Linien in umfangreichen Feldversuchen in 12 Umwelten (Jahr x Ort) in Deutschland geprüft, davon werden 8 Umwelten zusätzlich Stressvarianten angelegt. eine der beiden Populationen wird auch zur Milchreife geerntet. die Feldprüfung auf ertragsrelevante Merkmale erfolgt in den Jahren 2011 und 2012 in Leistungsprüfungsparzellen. Die zu erfassenden Merkmale sind im Einzelnen: Jugendentwicklung, Beginn Ährenschieben, Wuchshöhe, Lagerneigung, Tausendekorngewicht und Stroh- bzw. Kornertrag. Ergänzend zu vorhandenen genomischen Ressourcen des Roggens soll der Erkenntnisgewinn aus der grundlagenorientierten Forschung an Modellgenomen über Kornentwicklung und N-Stoffwechsel gezielt für die molekulare Charakterisierung des Roggengenoms genutzt werden. Gefundene, eng mit Markern gekoppelte QTL können funktional charakterisiert und gezielt in das Zuchtmaterial eingekreuzt werden. Eine solche Anwendung innovativer Markertechniken kann für beide Merkmale den Zuchtgang wesentlich beschleunigen und in Zukunft die sehr zeitaufwändigen, teure und häufig ungenaue Phänotypisierung unter Stressbedingungen teilweise ersetzten. Die wissenschaftlichen Ergebnisse werden bei nationalen und internationalen Tagungen und in peer-referierten Zeitschriften publiziert.
Das Projekt "Bees in Europe and the decline of honeybee colonies (BEE DOC)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Fachbereich Biologie, Institut für Zoologie, Arbeitsgruppe Molekulare Ökologie durchgeführt. The BEE DOC comprises a network of eleven partners from honeybee pathology, chemistry, genetics and apicultural extension aiming to improve colony helath of honeybees. The BEE DOC will empirically and experimentally fill knowledge gaps in honey bee pest and diseases, including the 'colony collapse disorder' and quantify the impact of ineractions between parasites, pathogens and pesticides on honey bee mortality. Specifically BEE DOC will show for two model parasites (Nosema and Varroa mites), three model viruses (Deformed Wing Virus, Black Queen Cell Virus, Israel Acute Paralysis Virus) and two model pestcides (fipronil, A-fluvalinate) how interactions affect individual bees and colonies in different European areas. The BEE DOC will use transcriptome anayses to explore host-pathogen-pesticide interaction and identify novel genes for disease resistance. The BEE DOC will specifically address sublethal and chronic exposure to pesticides and screen how apicultural practices affect colony health. The BEE DOC will develop novel diagnostic screening methods and develop sustainable concepts for disease prevention using novel treatments and selection tools for resitant stock. The BEE DOC will be linked to various national and international ongoing European, North-, and Latin-American colony health monitoring and research programs, which will not only ensure a pan European but also a global visibility and the transfer of results to a world wide community of beekeepers.
| Origin | Count |
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| Bund | 249 |
| Type | Count |
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| open | 249 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 249 |
| Englisch | 58 |
| Resource type | Count |
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| Keine | 93 |
| Webseite | 156 |
| Topic | Count |
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| Boden | 213 |
| Lebewesen & Lebensräume | 248 |
| Luft | 161 |
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| Weitere | 249 |