Sommerliche Hitzewellen können dazu führen, dass sich krankheitserregende Bakterien in Nord- und Ostsee stark vermehren. In den vergangenen Jahren waren darunter auch Bakterien der Gattung Vibrio, die Durchfallerkrankungen oder schwere Entzündungen hervorrufen können. Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts haben Proben aus dem Meer untersucht und es ist ihnen erstmalig gelungen, lebende, potentiell humanpathogene Vibrio-Spezies in Biofilmen auf Mikroplastikpartikeln nachzuweisen. Für ihre Studie, die am 5. Juli 2016 online in der Fachzeitschrift Marine Environmental Research publiziert wurde, hatten die AWI-Wissenschaftler mit dem Forschungsschiff Heincke an 62 Stationen in Nord- und Ostsee Wasserproben genommen. Zusätzlich nutzten sie einen sogenannten Neuston-Katamaran, mit dessen Hilfe sie Mikroplastikpartikel direkt unterhalb der Wasseroberfläche abfischten und im Labor weiter untersuchten. Insgesamt hatten die Wissenschaftler 185 Partikel gesammelt. Davon wurden auf 19 Plastikpartikeln Vibrionen nachgewiesen, welche auch überwiegend in den Wasserproben an denselben Stationen vorhanden waren. Die gute Nachricht: Im Rahmen ihrer Untersuchungen stießen die Helgoländer AWI-Forscher nicht auf krankheitserregende Genotypen.
Jakobskreuzkraut ist eine heimische Grünlandpflanze und war auch in Nordrhein-Westfalen immer Bestandteil des Grünlandes, wie die Auswertung der Vegetationsaufnahmen der landwirtschaftlichen Standortkartierung Nordrhein-Westfalen aus den 50-er bis in die 90-er des letzten Jahrhunderts zeigt. Neu ist die teilweise eskalierende Ausbreitung im Verlauf der letzten zehn Jahre. Die Zunahme von Brachflächen auf dem Acker, nicht aufwuchsangepasste Extensivierung auf dem Dauergrünland und die Einbringung nicht heimischer Genotypen mit dem Saatgut zur Begrünung von Wildäckern und Brachen können die Ausbreitung vorangetrieben haben. Gefördert wird die Vermehrung auch durch nicht fachgerechtes Grünlandmanagement. Sicherlich haben auch mehrere Jahre mit länger anhaltenden Trockenphasen die Ausbreitung begünstigt. Noch ist die Ausbreitung kein landesweit flächendeckendes Problem, aber lokal ist es in allen Regionen von Nordrhein-Westfalen bereits zu schwerwiegenden Bewirtschaftungs- und Vermarktungsproblemen gekommen. Info 28 | LANUV 2020 Info 39 | LANUV 2017 Arbeitsblatt 5 | LANUV 2008
Ziel des Vorhabens war es den Genotyp von Wismut-Mitarbeitern, die vor dem 51-ten Lebensjahr an Lungenkrebs erkrankten, aus ihren Nachkommen und anderer Verwandten zu rekonstruieren, um die individuelle Strahlenempfindlichkeit des Erkrankten zu untersuchen und eine Bioprobenbank der Studienteilnehmer zu erstellen. Ein genomweiter Screen sollte die Genloki / Gene für heritable Strahlenempfindlichkeit der Nachkommen gegenüber einer Kontrollpopulation aus KORA herausheben. Korrelation bzw. Assoziationen dieser experimentellen Daten mit verfügbaren Phänotypdaten erfolgt mit Hilfe statistischer Modelle. Für die Replikation der Ergebnisse und die Aussage der Wahrscheinlichkeit von Heritabilität in diesen Genloki sollen die LUCY-Familien dienen. Ein Vergleich von jungen Lungenkrebspatienten mit Strahlenexposition (Wismut) und jungen Lungenkrebspatienten ohne bekannte Strahlenexposition (Lucy) soll Aufschluss über mögliche Suszeptibilitätsfaktoren geben. Zur Untersuchung der Strahlenempfindlichkeit werden DNA und primäre Lymphozyten aus Blut isoliert, Zelllinien generiert, und Plasma gewonnen. Diese Biomaterialien werden nach Projektende dem BfS für die Untersuchung von Fragen zu Strahlenrisiken durch andere Projektnehmer übergeben. Das Projekt wurde wegen mangelnder Response abgebrochen. Bis zum geplanten Ende der Studie konnte die zur Beantwortung der Fragestellung benötigte Mindestanzahl an Teilnehmern nicht erreicht werden. Insgesamt haben 98 Nachkommen zugesagt, an der Studie teilzunehmen. Den Fragebogen haben 90 Teilnehmer ausgefüllt zurückgesendet. Blutproben sind von 90 Teilnehmern eingegangen. 3 Teilnehmer haben ihr Einverständnis nachträglich zurückgezogen, woraufhin alle Biomaterialien vernichtet wurden. Für die restlichen 87 Teilnehmer konnte erfolgreich DNA, primäre Lymphozyten isoliert, sowie Serum gesammelt werden, um für Anschlussuntersuchungen zur Verfügung zu stehen. Die Biomaterialien wurden dem BfS übergeben. Die Daten aus dem Fragebogen wurden in die vorgesehene Datenbank eingegeben und dem BfS übergeben. Unter den Teilnehmenden waren 44 männliche und 46 weibliche Nachkommen von Wismut-Mitarbeitern. Die Fragebogenteile wurden weitestgehend vollständig ausgefüllt (Teil: Vater, Beruf, Gesundheit, Rauchen jeweils von allen Teilnehmern die den Fragebogen zurückgesendet haben, Teil: Mutter und Geschwister jeweils von 84). Da die ursprüngliche Fragestellung durch mangelnde Beteiligung nicht beantwortet werden kann, müssen neue Fragestellungen erarbeitet werden, um die gesammelten Proben zu nützen.
Auf Grundlage genetischer Analysen von Individuen aus den Verbreitungsgebieten der beiden in Deutschland vorkommenden bisherigen Unterarten der Ringelnatter (Nominatform Natrix n. natrix und Barrenringelnatter Natrix n. helvetica) erhoben Kindler et al. (2017) diese in den Artstatus (Natrix natrix sensu stricto und Natrix helvetica). Da eine Unterscheidung beider Ringelnatterarten in der Praxis in Teilen Deutschlands aber bisher oft nicht möglich ist und separate Verbreitungsdaten nicht vorliegen, ist es nicht möglich, artspezifische Gefährdungsanalysen durchzuführen. Hinzu kommt, dass die Gesamtverbreitung von N. helvetica noch nicht klar ist und dass die Breite der westdeutschen Übergangszone, in der intermediäre Zeichnungs- und Färbungsmerkmale auf Hybridformen hinweisen (siehe Blosat et al. 2011), mehr als 150 km beträgt. Aktuelle Untersuchungen belegen zudem, dass es neben den überwiegend linksrheinischen Vorkommen der Barrenringelnatter weiträumig getrennte Vorkommen dieser Art auch in Bayern gibt (Glaw et al. 2019). Sie gehören einem abweichenden Genotyp („SüdalpenLinie“) an, dessen Verbreitung in Bayern noch unzureichend bekannt ist. Aus den genannten Gründen wird die Gefährdung von Natrix natrix und Natrix helvetica hier gemeinsam auf der Rangstufe der Superspezies bewertet. Die TK25-Q-Rasterfrequenz im Zeitraum 2000 bis 2018 beträgt 42,95 % und liegt innerhalb der Grenzen für die Einstufung in die Kriterienklasse „häufig“. Die Verbreitung in Deutschland ist sehr uneinheitlich. In Norddeutschland ist die Ringelnatter östlich der Elbe nahezu flächendeckend verbreitet. Lücken existieren nur in den nordfriesischen Marschen und den gewässerarmen Landschaften der Prignitz und des Fläming. Ebenfalls von flächendeckender Verbreitung kann man in Sachsen, im westlichen Süderbergland (Nordrhein-Westfalen), der Oberrheinebene, dem nördlichen Baden-Württemberg und dem östlichen und südlichen Bayern ausgehen. Sehr lückig ist die Verbreitung im Norddeutschen Tiefland westlich der Elbe. In der Mittelgebirgsregion von Sachsen über Thüringen bis nach Rheinland-Pfalz weist die Art Verbreitungsschwerpunkte vor allem in den Talräumen auf. Da davon auszugehen ist, dass die tatsächliche Häufigkeit (Anzahl und Größe der Vorkommen) wesentlich geringer ist als die durch die Rasterfrequenz suggerierte Häufigkeit, wurde die Ringelnatter der Kriterienklasse „mäßig häufig“ zugeordnet. Für den langfristigen Bestandstrend wird deutschlandweit ein starker Rückgang angenommen. Für den Rückgang muss vor allem der Verlust von Feuchtgebieten und Gewässern in den letzten 100 Jahren verantwortlich gemacht werden. Deutschlandweit kann für den kurzfristigen Bestandstrend von einer mäßigen Abnahme ausgegangen werden. Obwohl in einigen Gebieten die Feuchtgebietsverluste anhalten, haben Renaturierungen, Gewässerneuanlagen und Unterschutzstellungen regional zu einer Verlangsamung des Rückgangs bzw. zu Bestandszunahmen geführt. Insgesamt ergibt sich die Einstufung in die RoteListe-Kategorie „Gefährdet“. In der RL 2009 stand die Ringelnatter (i. w. S.) auf der „Vorwarnliste“. Aktuell muss sie als „Gefährdet“ eingestuft werden. Der Grund für die Veränderung ist die geänderte Einstufung der aktuellen Bestandssituation in die Kriterienklasse „mäßig häufig“ (RL 2009: „häufig“). Der kurzfristige Bestandstrend wird aktuell mit der Kriterienklasse „mäßige Abnahme“ bewertet (RL 2009: „Abnahme mäßig oder im Ausmaß unbekannt“). Diese Änderungen beruhen auf Kenntniszuwachs durch die inzwischen vorliegenden deutschlandweiten Verbreitungsdaten. Als typische Arten großflächiger Feuchtgebiete sind Ringelnattern durch den Landschaftswandel und die Intensivierung der Landwirtschaft gefährdet. Langfristig haben besonders folgende Faktoren zu ihrem Rückgang geführt: Gewässerverlust und Flurbereinigung; Melioration; Gewässerausbau; Nutzung von Gewässern für Wassersport und Erholung; Flächeninanspruchnahme durch Siedlungen und Verkehr; Zerschneidung der Landschaft durch Straßenbau. Schutzmaßnahmen müssen auf die Erhaltung und Wiederherstellung großflächiger, extensiv genutzter, strukturreicher Feuchtgebiete abzielen. Linearen Gewässerstrukturen als Vernetzungslinien kommt dabei eine große Bedeutung zu. Als vernetzende Strukturen im Landbereich sind Wegsäume, lineare Hochstaudenfluren oder ehemalige Bahndämme zu fördern und zu erhalten. Positiv haben sich die Beruhigung von Gewässerufern und die Neuanlage von Kleingewässern ausgewirkt. Die letztgenannten Maßnahmen kommen besonders den Amphibien als Nahrungsgrundlage der Ringelnattern zugute.
Die Methoden und Verfahren der klassischen kulturellen Mikrobiologie bilden das Fundament der Umweltmikrobiologie im LANUV. Die Kultivierung von Mikroorganismen auf festen Agar-Nährmedien in Petrischalen oder in Flüssigkulturen sind Grundvoraussetzungen, um unterschiedliche Mikroorganismen aus der aquatischen Umwelt nachweisen, isolieren und weitergehend charakterisieren zu können. Die hierfür notwendigen analytischen Werkzeuge werden kontinuierlich auf dem aktuellen Stand gehalten und bei Ausbruchsgeschehen, zur amtlichen Überwachung und für Projektarbeiten eingesetzt. Foto: LANUV/D. Krauthausen Foto: LANUV/D. Krauthausen Foto: KNSY Photography Im Fokus steht neben der Analytik rund um Legionellen der zusätzliche Ausbau der Fachkompetenz bezüglich anderer hygienerelevanter Mikroorganismen aus der aquatischen Umwelt. Hierbei sind die Mikroorganismen von Interesse, die bereits jetzt ein mögliches Problem in der Umwelt darstellen oder solche, die zu den sogenannten „ emerging pathogens “ zählen. Bei den „ emerging pathogens “ handelt es sich um neue oder neu auftretende Krankheiten verursachende Mikroorganismen mit zunehmender Ausbreitung, Virulenz oder Resistenz. In Zusammenarbeit mit Kooperationspartnern wie dem Umweltbundesamt (UBA), dem Nationalen Referenzzentrum für gramnegative Krankenhauserreger (NRZ) oder dem Robert-Koch-Institut (RKI) wird das vorhandene Fachwissen erweitert und ausgetauscht. Die Erkenntnisse fließen unter anderem in DIN-, ISO-, VDI- und UBA-Arbeitskreise ein und unterstützen im Rahmen von NRW-geförderten Forschungsprojekten die Entwicklung und Validierung neuer Analysemethoden. Unser Ziel: Qualitätsgesicherte, reproduzierbare und vergleichbare Ergebnisse bei der Analyse von herausfordernden komplexen Umweltmatrices in und für NRW. Unser erarbeitetes Fachwissen wird dauerhaft in Form von Arbeitsblättern und selbst konzipierten Seminaren (siehe NEWS ) am Bildungszentrum für die Ver- und Entsorgungswirtschaft (BEW) oder am LANUV-Standort Duisburg an andere Labore, interessierte Kreise und Behörden vermittelt. Unser Ziel ist es, den im LANUV erzielten Wissensmehrwert an Interessierte weiterzugeben. Die Herstellung von mikrobiologischen Prüfgegenständen und die fachliche Bewertung der Teilnehmerergebnisse der seit 2017 fortlaufend angebotenen mikrobiologischen LANUV-Eignungsprüfungen (Ringversuche) runden das Portfolio der Mikrobiologie im LANUV ab. Nachweis von Legionellen Umweltproben können verschiedene anspruchsvolle Herausforderungen an die mikrobiologische Analytik stellen. Neben der Fragestellung zur Homogenität der Proben ist insbesondere der Einfluss interferierender Mikroorganismen (Begleitflora) auf den Nachweis von Legionellen sowie das sichere Differenzieren zwischen Legionellen-verdächtiger und Legionellen-ähnlicher Koloniemorphologie von Bedeutung. Die Untersuchungsmethode der Wahl ist die kulturelle Analytik entsprechend DIN EN ISO 11731:2019-03. Diese Norm ist die Grundlage für reproduzierbare und vergleichbare Ergebnisse. Die speziellen Herausforderungen bei der Untersuchung von Umweltproben stellen dabei einen deutlichen Unterschied zur Trinkwasseranalytik dar. Zur Harmonisierung der kulturellen Legionellenanalytik in Oberflächen- und Abwasser flossen die langjährigen Erfahrungen des LANUV in das Arbeitsblatt 44 ein. Das Arbeitsblatt dient dem Ziel einer einheitlichen Probenahme, Analytik, Auswertung und Ergebnisangabe. In den Anwendungsbereich der Empfehlung fallen dabei sämtliche Oberflächenwässer und Abwässer bzw. wässrige Proben aus dem Bereich Abwasserableitung und Abwasserbehandlung. Eine Empfehlung für die Probenahme und den Nachweis von Legionellen in Verdunstungskühlanlagen, Kühltürmen und Nassabscheidern stellt das Umweltbundesamt zur Verfügung. Neben dem Kulturverfahren finden sowohl Immunoseparationsverfahren als auch molekularbiologische Verfahren , wie die quantitative Polymerase-Kettenreaktion (qPCR), Anwendung. Das molekularbiologische qPCR-Verfahren für den Nachweis von Legionella spp. und Legionella pneumophila in komplexen Umweltmatrices ist seit 2019 nach DIN EN ISO 17025 akkreditiert. Mit diesen Methoden können innerhalb eines Tages Aussagen über das Vorkommen von Legionellen in Umweltmatrices erhalten werden. Foto: LANUV/D. Krauthausen Fotos: LANUV/D. Krauthausen Foto: LANUV/S. Grobe Fotos: LANUV/M. Niggemann Nachweis klinisch relevanter antibiotikaresistenter Bakterien Da wässrige Umweltproben immer ein gewisses Maß an Heterogenität bezüglich der nachzuweisenden Mikroorganismen aufweisen, stellt die Analytik von wasserbürtigen Bakterien - und dementsprechend auch von antibiotikaresistenten Bakterien - eine Herausforderung dar. Daher ist nicht nur die Auswahl der zu verwendenden kulturellen Methoden, sondern auch eine sachgerechte und valide Homogenisierung der Proben eine wichtige Grundlage zur Erhebung reproduzierbarer und statistisch gesicherter quantitativer Ergebnisse. Im LANUV werden Oberflächengewässer-, Badegewässer-, Abwasser- und Biofilmproben unter Verwendung von selektiven chromogenen Agar-Nährmedien auf antibiotikaresistente Bakterien untersucht. Im Fokus stehen neben den V ancomycin- R esistenten E nterokokken(VRE) insbesondere Enterobakterien mit bestätigtem Nachweis von E xtended S pectrum β - L actamasen (ESBL) und C arbapenemase- P roduzierende E nterobakterien (CPE). Zusätzlich zu der Identifizierung und Charakterisierung dieser Bakterien enthält unser Portfolio den Nachweis Carbapenemase-produzierender Acinetobacter baumannii sowie Pseudomonas aeruginosa. Neben der sicheren Identifizierung der Bakteriengattung bzw. -art mittels MALDI-TOF MS und/oder stoffwechselphysiologischer Kenndaten erfolgt der Nachweis von Resistenzen und Resistenzmechanismen mit Verfahren zur Bestimmung des Phänotyps und des Genotyps. Seit 2024 stehen uns zusätzlich die Methoden der Typisierung und die Überprüfung von bakteriellen Verwandtschaftsverhältnissen unter Verwendung des Next-Generation Sequencing (NGS ) zur Verfügung. Eine umfangreiche methodische Darstellung kann dem LANUV-Fachbericht 155 "Klinisch-relevante antibiotikaresistente Bakterien in Abwasser und Fließgewässern in NRW" entnommen werden. Zusätzlich stellt das LANUV ein Glossar mit wichtigen Begriffen zum Thema „Antibiotikaresistenzen" zur Verfügung. Foto: KNSY Photography Foto: LANUV/D. Krauthausen Foto: LANUV/D. Krauthausen Foto: LANUV/D. Krauthausen Bakterienidentifizierung mittels MALDI-TOF MS Eine sehr schnelle Identifizierungsmethode für Mikroorganismen stellt die MALDI-TOF MS ( M atrix A ssisted L aser D esorption I onization- T ime O f F light M ass S pectrometry) dar. Das Verfahren erlaubt eine Identifizierung von Bakterien anhand ihrer Biomoleküle, meist anhand von ribosomalen Proteinen. Durch das Verfahren werden molekulare Fingerabdrücke (Proteinfingerprints) erzeugt und zur Identifizierung mit Referenzspektren abgeglichen. Das LANUV ist durch den Einsatz des MALDI-TOF-Gerätes in der Lage, Reinkulturen innerhalb weniger Minuten bis auf Art-Ebene zu identifizieren. Eingesetzt wird das MALDI-TOF MS insbesondere bei der Identifizierung von Enterobakterien, Enterokokken, Pseudomonaden, Acinetobacter, Vibrionen, Francisellen und natürlich auch Legionellen. Dies bietet insbesondere in Ausbruchsfällen ein schnelles diagnostisches Hilfsmittel und stellt ein notwendiges Instrument der Spezies-Identifizierung antibiotikaresistenter Bakterien dar. Foto: LANUV/D. Krauthausen Foto: LANUV/D. Krauthausen Umweltproben können verschiedene anspruchsvolle Herausforderungen an die mikrobiologische Analytik stellen. Neben der Fragestellung zur Homogenität der Proben ist insbesondere der Einfluss interferierender Mikroorganismen (Begleitflora) auf den Nachweis von Legionellen sowie das sichere Differenzieren zwischen Legionellen-verdächtiger und Legionellen-ähnlicher Koloniemorphologie von Bedeutung. Die Untersuchungsmethode der Wahl ist die kulturelle Analytik entsprechend DIN EN ISO 11731:2019-03. Diese Norm ist die Grundlage für reproduzierbare und vergleichbare Ergebnisse. Die speziellen Herausforderungen bei der Untersuchung von Umweltproben stellen dabei einen deutlichen Unterschied zur Trinkwasseranalytik dar. Zur Harmonisierung der kulturellen Legionellenanalytik in Oberflächen- und Abwasser flossen die langjährigen Erfahrungen des LANUV in das Arbeitsblatt 44 ein. Das Arbeitsblatt dient dem Ziel einer einheitlichen Probenahme, Analytik, Auswertung und Ergebnisangabe. In den Anwendungsbereich der Empfehlung fallen dabei sämtliche Oberflächenwässer und Abwässer bzw. wässrige Proben aus dem Bereich Abwasserableitung und Abwasserbehandlung. Eine Empfehlung für die Probenahme und den Nachweis von Legionellen in Verdunstungskühlanlagen, Kühltürmen und Nassabscheidern stellt das Umweltbundesamt zur Verfügung. Neben dem Kulturverfahren finden sowohl Immunoseparationsverfahren als auch molekularbiologische Verfahren , wie die quantitative Polymerase-Kettenreaktion (qPCR), Anwendung. Das molekularbiologische qPCR-Verfahren für den Nachweis von Legionella spp. und Legionella pneumophila in komplexen Umweltmatrices ist seit 2019 nach DIN EN ISO 17025 akkreditiert. Mit diesen Methoden können innerhalb eines Tages Aussagen über das Vorkommen von Legionellen in Umweltmatrices erhalten werden. Da wässrige Umweltproben immer ein gewisses Maß an Heterogenität bezüglich der nachzuweisenden Mikroorganismen aufweisen, stellt die Analytik von wasserbürtigen Bakterien - und dementsprechend auch von antibiotikaresistenten Bakterien - eine Herausforderung dar. Daher ist nicht nur die Auswahl der zu verwendenden kulturellen Methoden, sondern auch eine sachgerechte und valide Homogenisierung der Proben eine wichtige Grundlage zur Erhebung reproduzierbarer und statistisch gesicherter quantitativer Ergebnisse. Im LANUV werden Oberflächengewässer-, Badegewässer-, Abwasser- und Biofilmproben unter Verwendung von selektiven chromogenen Agar-Nährmedien auf antibiotikaresistente Bakterien untersucht. Im Fokus stehen neben den V ancomycin- R esistenten E nterokokken(VRE) insbesondere Enterobakterien mit bestätigtem Nachweis von E xtended S pectrum β - L actamasen (ESBL) und C arbapenemase- P roduzierende E nterobakterien (CPE). Zusätzlich zu der Identifizierung und Charakterisierung dieser Bakterien enthält unser Portfolio den Nachweis Carbapenemase-produzierender Acinetobacter baumannii sowie Pseudomonas aeruginosa. Neben der sicheren Identifizierung der Bakteriengattung bzw. -art mittels MALDI-TOF MS und/oder stoffwechselphysiologischer Kenndaten erfolgt der Nachweis von Resistenzen und Resistenzmechanismen mit Verfahren zur Bestimmung des Phänotyps und des Genotyps. Seit 2024 stehen uns zusätzlich die Methoden der Typisierung und die Überprüfung von bakteriellen Verwandtschaftsverhältnissen unter Verwendung des Next-Generation Sequencing (NGS ) zur Verfügung. Eine umfangreiche methodische Darstellung kann dem LANUV-Fachbericht 155 "Klinisch-relevante antibiotikaresistente Bakterien in Abwasser und Fließgewässern in NRW" entnommen werden. Zusätzlich stellt das LANUV ein Glossar mit wichtigen Begriffen zum Thema „Antibiotikaresistenzen" zur Verfügung. Eine sehr schnelle Identifizierungsmethode für Mikroorganismen stellt die MALDI-TOF MS ( M atrix A ssisted L aser D esorption I onization- T ime O f F light M ass S pectrometry) dar. Das Verfahren erlaubt eine Identifizierung von Bakterien anhand ihrer Biomoleküle, meist anhand von ribosomalen Proteinen. Durch das Verfahren werden molekulare Fingerabdrücke (Proteinfingerprints) erzeugt und zur Identifizierung mit Referenzspektren abgeglichen. Das LANUV ist durch den Einsatz des MALDI-TOF-Gerätes in der Lage, Reinkulturen innerhalb weniger Minuten bis auf Art-Ebene zu identifizieren. Eingesetzt wird das MALDI-TOF MS insbesondere bei der Identifizierung von Enterobakterien, Enterokokken, Pseudomonaden, Acinetobacter, Vibrionen, Francisellen und natürlich auch Legionellen. Dies bietet insbesondere in Ausbruchsfällen ein schnelles diagnostisches Hilfsmittel und stellt ein notwendiges Instrument der Spezies-Identifizierung antibiotikaresistenter Bakterien dar.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt (720) durchgeführt. Das übergeordnete Ziel von GeneBank2.0 ist es, die Ex-situ-Weizensammlung des IPK in eine aktiv in der Züchtung genutzte Sammlung umzuwandeln, indem ein integrierter Ansatz angewendet wird, der modernste Genomik, Phänomik, Biodiversitätsinformatik und Präzisionszüchtung umfasst. Strategien zur Nutzung genetischer Ressourcen reichen von der Identifikation von Punktmutationen bis hin zu Gameten mit hohem Zuchtwert. Die in den ersten beiden Phasen entwickelten und begonnenen PreBreeding Strategien werden in der dritten Projektphase weitergeführt. Das bezieht sich im Wesentlichen auf die Nutzung wertvoller neuer Allele und Gene für die Merkmale Kornertrag, Antherenextrusion sowie Braunrost-, Gelbrost- und Mehltauresistenz. Wir werden den molekularen Atlas der Weizen-Akzessionen der IPK ex situ Genbank um wilde Verwandte erweitern und zwei Genotypen als Beitrag zu internationalen Initiativen de novo sequenzieren. Unter Nutzung der Macrobot-Plattform sollen neue, in der Züchtung noch nicht verwendete Resistenzloci gegen Mehltau, Gelbrost und Blattrost feinkartiert und validiert werden. Ziel ist es, eine öffentlich zugängliche Bibliothek von Donoren, die Träger seltener, bisher in der Züchtung nicht genutzter Resistenzloci gegen verschiedene Rassen von Mehltau, Gelbrost und Blattrost sind, aufzubauen. Bei der Suche nach neuen Merkmalen liegt der Schwerpunkt auf der genetischen Variation für eine offene Weizenblüte, da dies für die Hybridweizenzüchtung wichtig ist. Weiterhin werden genombasierte Präzisionsvorzuchtprogramme fortgesetzt, um den Nutzen genetischer Ressourcen als Donoren wertvoller Variation für komplex vererbte Merkmale zu belegen. Die umfangreichen Daten werden mit einer speziell angepassten Biodiversitäts-Informatik-Toolbox analysiert und sollen interoperabel mit weiteren internationalen Initiativen im Rahmen eines Informationssystems verfügbar gemacht werden.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NPZ Innovation GmbH durchgeführt. Das Ziel des Projektes besteht darin, ausgehend von genomisch selektierten, stickstoffeffizienteren Winterrapshybriden in einem mehrstufigen Ansatz optimierte Anbauverfahren zu entwickeln, die bei deutlich niedrigerer Stickstoffzufuhr höhere und stabile Rapserträge und geringere N-Bilanzüberschüsse realisieren. Das Projekt verfolgt die Hypothesen, dass sowohl durch die Einzelfaktoren i) Genotyp, ii) Düngerform und iii) Saattechnik, aber insbesondere durch eine abgestimmte Kombination der genannten Faktoren, Einfluss auf die Reduktion der N-Bilanzüberschüsse bei gleichem oder sogar höherem Ertrag genommen werden kann. Daher sollen im Projekt NaWiRa nährstoffeffizientere Winterrapshybriden identifiziert und die Wechselwirkung zwischen Hybriden, der Stickstoffdüngung und einer optimierten Standraumverteilung durch Gleichstandsaat untersucht werden. Die Analyse dieser vielschichtigen Wechselwirkungen soll Antworten auf die Frage geben, wie genomische Selektion, Stickstoffdüngerapplikation und Saattechnik aufeinander abzustimmen sind, um eine bestmögliche Nutzung des Stickstoffdüngers zu erzielen und dadurch die Nachhaltigkeit des Winterrapsanbaus zu verbessern. Dies soll den Startpunkt für neue, zukunftsweisende Anbausysteme im Winterraps darstellen. Ausgehend von den hier gewonnenen Erkenntnissen zur Optimierung der Genotyp-Düngung-Saattechnik-Interkationen soll der Weg für z.B. eine GPS-gesteuerte mechanische Unkrautkontrolle geebnet und darüber hinaus die Entwicklung in Richtung Spot-Farming vorangetrieben werden. Letzteres soll perspektivisch durch eine georeferenzierte Positionierung der Pflanzen eine pflanzenspezifische robotergesteuerte Düngerapplikation erlauben.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Herstellung und Analysen von somatischen Embryonen in vitro" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Humboldt-Universität zu Berlin, Institut für Biologie, Arbeitsgruppe Evolution und Biodiversität der Pflanzen durchgeführt. Die Bewirtschaftung von Wäldern ist durch die mit dem Klimawandel eintretende Verschlechterung des Waldzustandes vor große Herausforderungen gestellt. Besonders die Wahl der Baumarten und die Verfügbarkeit von hochwertigem Forstvermehrungsgut stellt Waldeigentümer nach häufig auftretenden Schadereignissen vor Probleme. Ziel des Vorhabens ist eine Ergänzung waldbaulicher Handlungsspielräume durch Bereitstellung von vegetativ vermehrter Hybridlärche als Alternative für klimawandelbedingt ausfallende Bestände und als Ergänzung des Vermehrungsgutangebotes. Unser Vorhaben baut auf eine vorhandene umfangreiche Klonsammlung auf. Diese soll durch Genotypen mit hervorragenden Merkmalen, erhöhter Vitalität und Trockenheitstoleranz ergänzt werden. Zur vegetativen Vermehrung der Genotypen wird die somatische Embryogenese (SE) genutzt, welche für die Lärche bereits etabliert ist. Neben der hohen Vermehrungsrate ermöglicht die SE in Kombination mit Kryokonservierung eine Langzeitlagerung zur nachfrageangepassten Bereitstellung von Pflanzgut. Ziel ist ein hochproduktives und teilautomatisiertes Verfahren zur Anzucht von in vitro vermehrtem Pflanzenmaterial, welches als Routineverfahren in Baumschulbetriebe eingebunden werden kann. Die Markteinführung dieser Strategie soll durch Öffentlichkeitsarbeit begleitet werden. Ein wichtiges Teilziel des Vorhabens ist die Anlage von Klonprüfungen zur Zulassung des Ausgangsmaterials nach Forst-Vermehrungsgutgesetz (FoVG). Ebenso notwendig ist die eindeutige Identifizierbarkeit der Genotypen anhand molekularer Markerverfahren. Zu diesem Zweck sollen die Vorteile verschiedener Markersysteme verknüpft und klonspezifische Fingerprints auf einer Plattform hinterlegt werden. Diese Daten werden mit phänotypischen Charakteristika zu umfassenden Klonbeschreibungen kombiniert. Damit wird eine Identitätsprüfung sowie die Möglichkeit der kontinuierlichen Erweiterung der Datenbasis als Voraussetzung für die Nutzung in Forschung und Praxis ermöglicht.
Das Projekt "Frühsaat von Sonnenblumen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt (720) durchgeführt. Eine spätere Reife von Sonnenblumen nach Mitte September erhöht die Gefahr von Ernteverlusten durch Krankheitsbefall (vor allem Botrytis) und Vogelfraß. Da Sonnenblumen im Jugendstadium ausreichend frosthart sind, bietet eine frühere Aussaat die Möglichkeit, Sonnenblumen früher als bisher üblich zu ernten. Unter hiesigen Bedingungen ist allerdings die Jugendentwicklung von Sonnenblumen bei niedrigen Temperaturen nicht befriedigend. Ziel dieses Projektes ist deshalb, festzustellen, ob die genetische Basis vorhanden ist, um die Jugendentwicklung der Sonnenblume bei kühlen Temperaturen zu verbessern. Langfristig wird angestrebt, Sonnenblumen zu züchten, die zur selben Zeit wie Sommergetreide ausgesät werden können. Stand der Arbeiten: Erste Ergebnisse machen deutlich, dass ausreichend Variation in der Sonnenblume vorhanden ist, um eine Selektion auf eine schnellere Jugendentwicklung durchführen zu können. Die Selektion wird allerdings durch signifikante Genotyp-Umwelt-Interaktionen erschwert, die in derselben Größenordnung liegen wie die Varianz der Genotypen.
Das Projekt "Screening genetischer Ressourcen von Kichererbse (Cicer arietinum) und Saat-Platterbse (Lathyrus sativus): Anpassung an den Klimawandel in Deutschland mit alternativen Leguminosen für die menschliche Ernährung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. durchgeführt. Übergeordnetes Ziel ist es, genetische Ressourcen von Kichererbse (Cicer arietinum) und Saat-Platterbse (Lathyrus sativus) auf ihre Eignung für den Anbau in Deutschland zu prüfen, um das Kulturartenspektrum für konventionell und ökologisch wirtschaftende Landwirte zu erweitern. Beide Arten sind sehr gut an trockene und warme Klimabedingungen angepasst. Damit stellen sie vielversprechende Alternativen zu verbreitet angebauten Leguminosen wie Erbsen oder Ackerbohnen dar, die aufgrund des Klimawandels zunehmend geringere Ertragsstabilität aufweisen. Im Projekt werden daher für beide Kulturen genetische Ressourcen identifiziert, auf die Eignung für den heimischen Anbau geprüft und selektiert, um interessierten Landwirten geeignete Genotypen zur Verfügung zu stellen. Dabei zielt die Selektion von Kichererbsen auf Standorte mit hohen Wärmesummen ab, während die Saat-Platterbse auch für kühlere Standorte mit leichten Böden geeignet ist, auf denen aufgrund des Klimawandels in Zukunft häufig mit Trockenstress zu rechnen ist. Somit werden im Projekt möglichst umfassend die verschiedenen Klimaregionen in Deutschland abgebildet.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 663 |
| Land | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 660 |
| Taxon | 1 |
| Text | 2 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 3 |
| offen | 662 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 630 |
| Englisch | 138 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Datei | 1 |
| Dokument | 4 |
| Keine | 403 |
| Webseite | 259 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 531 |
| Lebewesen & Lebensräume | 664 |
| Luft | 385 |
| Mensch & Umwelt | 665 |
| Wasser | 380 |
| Weitere | 651 |