Das Projekt "From laboratory to field - Research on insecticide resistance using the example of a chimeric cytochrome P450 monooxygenase" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für chemische Ökologie durchgeführt. Development of insecticide resistance in insect pest species is one of the main threats of agriculture nowadays. The cotton bollworm, Helicoverpa armigera, is the noctuid species possessing by far the most reported cases of insecticide resistance worldwide, correlated with one of the widest geographical distributions of any agricultural pest species. This turns H. armigera into an adequate model to study resistance mechanisms in detail. The main mechanisms underlying insecticide resistance are target side insensitivity and metabolism, mainly due to carboxylesterases and cytochrome P450 monooxygenases. Just recently, the resistance mechanism of an Australian H. armigera strain toward the pyrethroid fenvalerate was ascribed to a single P450, CYP337B3. CYP337B3 is a naturally-occurring chimera between CYP337B2 and CYP337B1 evolved by an unequal crossing-over event. This enzyme had acquired new and exclusive substrate specificities resulting in the detoxification of fenvalerate. This is the first known case of recombination as an additional genetic mechanism, besides over-expression and point mutation, leading to insecticide resistance. Therefore, CYP337B1, CYP337B2, and CYP337B3 are ideal candidates for studying structure-function relationships in P450s. The project aims to characterize amino acids that are crucial for the activity of CYP337B3 toward detoxification of fenvalerate. Additionally, cross-resistance conferred by CYP337B3 enables the determination of common structural moieties of pyrethroids favoring detoxification by CYP337B3 and those leading to resistance breaking. Pyrethroids with identified resistance breaking moieties could be used to control even pyrethroid-resistant populations of H. armigera. Another advantage of this system is the conferment of insecticide resistance by CYP337B3 that is not restricted to Australia but seems to be a more common mechanism as recently revealed by the finding of the chimeric P450 in a cypermethrin-resistant Pakistani strain. To shed light on the contribution of CYP337B3 to pyrethroid resistance of H. armigera and even closely related species worldwide, field populations from different countries will be screened by PCR for the presence of CYP337B3 and its parental genes. If applicable, the allele frequency of CYP337B3 will be determined being a convenient method to conclude the resistance level of the tested populations. Finally, the project will result in advising farmers on the control of populations of H. armigera and related species possessing CYP337B3. This will even become more important due to the climate change allowing H. armigera to spread northward including central Europe, where H. armigera is not yet able to survive wintertime.
Das Projekt "Entwicklung von Schwingelarten als Bioenergiegras auf marginalen Standorten (FESERGY)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Saatveredelung AG durchgeführt. In diesem Projekt sollen die wichtigsten landwirtschaftlich nutzbaren Festuca-Arten hinsichtlich ihrer Eignung als Bioenergiegras für marginale Standorte züchterisch bearbeitet werden. In diesem Zusammenhang soll ein tetraploider Genpool bei Wiesenschwingel aufgebaut werden und die spezifischen Eigenschaften für Bioenergiegräser sollen sowohl beim Wiesen- als auch beim Rohrschwingel verbessert werden. Die für das Projekt vorgesehenen Festuca-Genotypen werden nach einer speziell für Bioenergiegräser entwickelten Merkmalskombination aus dem bestehenden DSV-Genpool selektiert. Die Wiesen- und Rohrschwingel- Genotypen werden mittels SSR-Markeranalyse auf ihre genetische Distanz untersucht. Anschließend werden gezielte, 'intelligente' Rekombinationen durchgeführt und die Nachkommen in Leistungs- und Beobachtungsprüfungen auf spezifische Energiegras- Merkmale geprüft. - Gentoypenselektion aus DSV-Genpool und Ermittlung der genetischen Distanz mittels SSR-Markeranalyse - Rekombinationen, anschließend Leistungs- und Beobachtungsprüfung sowie SSR-Markeranalysen und 'intelligente' Rekombination der Nachkommenschaften - Tetraploidisierung von Wiesenschwingel-Genotypen, anschließend Leistungs- und Beobachtungsprüfung sowie SSR-Markeranalysen und 'intelligente' Rekombination der Nachkommenschaften - Zeitgleich Durchführung von Demonstrationsexperimenten zum Nachweis der Leistungsfähigkeit von Festuca-Arten.
Das Projekt "ERA-IB7 - OBAC: Überwindung energetischer Barrieren bei der acetogenen Umsetzung von CO2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Ulm, Institut für Mikrobiologie und Biotechnologie durchgeführt. Die Einsatzmöglichkeiten der Gasfermentationstechnologie und die Verwendung von Kohlenstoffdioxid (CO2) als Rohstoff bieten umweltfreundliche Alternativen im Sinne der Wiederaufbereitung von energie- und kohlenstoffreichen Abfallgasen aus der Industrie. Die mikrobielle Fixierung und Umwandlung von CO2 in biologisch hergestellte Rohstoffe ermöglicht zudem die Reduktion des Ausstoßes von Treibhausgasen. Die besondere Gruppe der autotrophen acetogenen Bakterien betreibt einen Fermentationsprozess, der unabhängig von Licht und Sauerstoff ist. Die Energieträger, welche diese Bakterien nutzen, um CO2 zu verwerten, sind Wasserstoff oder Kohlenmonoxid oder eine Mischung aus beiden Energieträgern (Synthesegase). Das Ziel dieses Vorhabens ist die gentechnische Herstellung rekombinanter acetogener Bakterienstämme, welche derzeitige energetische Barrieren überwinden und erhöhte Wachstumsraten und Produktionsleistungen während der Gasfermentation erreichen. Diese optimierten Stämme werden anschließend für eine heterologe Acetonproduktion genutzt. Das Vorhaben ist in aufeinander aufbauende Arbeitspakete gegliedert, in denen rekombinante acetogene Bakterienstämme mittels gentechnischer Methoden hergestellt werden. Zum einen werden Stämme konstruiert, die zusätzlich auf einem Expressions-plasmid die Gene des ech-Clusters tragen. Zum anderen werden Stämme hergestellt, welche die met-Gene plasmidcodiert exprimieren. Die Durchführung der notwendigen Arbeiten erfolgt wie in der Vorhabensbeschreibung geschildert. Die verifizierten rekombinanten acetogenen Bakterienstämme werden an die Verbundpartner (1, 3 und 4) zur weiteren Bearbeitung verschickt. Die besten Stämme werden daraufhin weiter gentechnisch modifiziert und für eine heterologe Acetonproduktion optimiert. Der in der Vorhabensbeschreibung definierte Arbeitsplan sieht das Erreichen von drei Meilensteinen sowie drei Pflichtergebnissen (engl., Deliverables) vor.
Das Projekt "ERA-IB7 - OBAC: Überwindung energetischer Barrieren bei der acetogenen Umsetzung von CO2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Institut für Mikrobiologie und Genetik - Genomische und Angewandte Mikrobiologie durchgeführt. Die Verwendung von CO2 als Rohstoff für die nachhaltige Produktion von Treibstoffen und Basischemikalien stellt eine umweltfreundliche Alternative zur Nutzung von energie- und kohlenstoffreichen Abfallgasen aus der Industrie dar und bietet die Möglichkeit, den Ausstoß von Treibhausgasen zu reduzieren. Für die Entwicklung von entsprechenden nachhaltigen Prozessen sind acetogene Bakterien besonders vielversprechend, da sie unabhängig von Licht und Sauerstoff die Energieträger H2 oder CO oder eine Mischung beider (Synthesegase) verwenden, um CO2 in höherwertige Produkte umzuwandeln. Hauptziel von OBAC ist es, energetische Barrieren acetogener Bakterien zu überwinden. Hierzu sollen wichtige Vertreter genetisch so verändert werden, dass sie mehr Energie generieren und somit die Produktionsleistung gesteigert wird. Darüber hinaus wird eine Erweiterung der Produktpalette bzgl. industriell relevanter Verbindungen angestrebt. Ein Ziel dieses Teilvorhabens ist es, die genetische Basis zur Erzeugung von Produktionsstämmen durch Genomsequenzierungen eines breiten Spektrums von acetogenen Bakterien zu erweitern. In Kombination mit Transkriptionsanalysen sollen neue Angriffspunkte zur Stammoptimierung und Erweiterung der Produktpalette mittels 'metabolic engineering' identifiziert werden. Diverse acetogene Bakterien sollen sequenziert und auf besondere Genkassetten für die Energiekonservierung untersucht werden, die für rekombinante Produktionsstämme relevant sein könnten. Diese rekombinanten Stämme werden ebenfalls sequenziert und validiert. Transkriptionsanalysen werden allen Verbundpartnern bei der Identifizierung von solchen Genen und Stoffwechselwegen dienen, die auf veränderte Wachstumsbedingungen, insbesondere auf den Einsatz der Gase des Industriepartners Arcelor reagieren. Der Fokus wird dabei auf den rekombinanten Stämmen bzw. Produktionsstämmen sowie den Untersuchungen des Expressionsniveaus von Genen mit Relevanz für die Acetonproduktion liegen.
Das Projekt "Teilprojekt: Universität Frankfurt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt am Main, Institut für Molekulare Biowissenschaften durchgeführt. Das Treibhausgas CO2 soll mit Hilfe von anaeroben Essigsäure-bildenden, rekombinanten Bakterien zu wertvollen Plattformchemikalien umgesetzt werden. In diesem Teilprojekt werden dafür benötigte Enzyme bereitgestellt und biochemisch / kinetisch charakterisiert. Die Untersuchungen erfolgen zuerst in den Ausgangsorganismen und später in den Produktionsstämmen. Durch gleichzeitigen Nachweis der Enzymmenge sollen mögliche Flaschenhälse in der Produktion der Plattformchemikalien erkannt und gebannt werden.
Das Projekt "ERA-IB 3: Überwindung der metabolischen Diversität und der Populations-Dynamik mikrobieller Zellfabriken (CONTIbugs)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dortmund, Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen durchgeführt. Die Effizienz industrieller Ganzzell-Produktionsprozesse ist häufig beeinträchtigt durch die Bildung von Subpopulationen in einer mikrobiellen Kultur während einer Biotransformation oder Fermentation. Dieses Projektvorhaben untersucht das Phänomen metabolischer Diversität und der Populations-Dynamik in mikrobiellen Zellfabriken anhand verschiedener nicht pathogener Pseudomonas sp. sowohl in planktonischer Kultur, als auch in Oberflächen assoziierten Biofilmen, ausgelöst durch prozessrelevanten Stress. Als Modellreaktion wird die Synthese von Isobutanol und/oder Isobutyrats durch rekombinante Pseudomonas sp. eingesetzt. Ziel ist die Entwicklung von Pseudomonas Zellfabriken mit einer mindestens 10-fach verbesserten Prozessleistung hinsichtlich ihrer genetischen und phänotypischen Stabilität.
Das Projekt "Molekulare Infektionsbiologie und Potenzial als biologisches Aphizid des insektenpathogenen Pilzes Lecanicillium" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Geisenheim University, Zentrum für Analytische Chemie und Mikrobiologie, Institut für Mikrobiologie und Biochemie durchgeführt. Arthropodenpathogene Pilze sind als Mittel der biologischen Bekämpfung bedeutender land- und forstwirtschaftlicher Schädlinge sowie der Vektoren von Infektionskrankheiten bei Tier und Mensch (Meningitis, Borreliose, Malaria, Dengue-Fieber, Chagas-Krankheit, Schlafkrankheit) von beträchtlichem sozialen und ökonomischen Interesse. Ein fundiertes Verständnis der Infektionsbiologie dieser Mikroorganismen, zu dem das vorliegende Projekt beitragen soll, ist unabdingbare Voraussetzung der Zulassung und Anwendung entsprechender Mykoinsektizide in nachhaltiger, ökosystem-verträglicher Landwirtschaft oder Vektorkontrolle. Anhand eines anwendungsrelevanten Wirt-Pathogen-Modells, der Wechselwirkung filamentöser Pilze der Gattung Lecanicillium mit Blattläusen, die weltweit als Schädlinge im Getreideanbau sowie in Obst- und Gartenbau von ökonomischer Bedeutung sind, sollen in der bilateralen Kooperation zwischen einem argentinischen und einem deutschen Projektpartner komplementäre methodologische Ansätze in innovativer Weise verknüpft werden. Wissenschaftliches Ziel der Kooperation ist es, i) potentielle Virulenzfaktoren insektenpathogener Lecanicillium-Stämme durch gezielte genetische Rekombination zu inaktivieren und ii) den Einfluss dieser genetischen Modifikation auf Virulenz und Sekundärmetabolitproduktion der Pilze zu bestimmen. Hierdurch sollen zum einen Erkenntnisse zur molekularen Grundlage von Virulenz und Wirtsspezifität des Pilzes Lecanicillium gewonnen und mit den zu anderen arthropoden-assoziierten Pilzen vorliegenden Erkenntnissen verglichen werden, um verbreitete Pathogenesestrategien und spezifische Adaptationen zu identifizieren. Zum anderen sollen pathogeneserelevante Sekundärmetabolite identifiziert und geprüft werden, ob diese Verbindung zur Bekämpfung von Blattläusen eingesetzt werden könnten.
Das Projekt "Allele mining of wild barley resistance genes using a nested association mapping (NAM) population" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, Professur für Pflanzenzüchtung durchgeführt. The nested association mapping (NAM) design was recently implemented by Yu et al. (2008) and McMullen et al. (2009) in order to tap into the wealth of genetic diversity which is available for modern elite varieties. The NAM design applies a structured multi-family association mapping approach to localize quantitative trait loci (QTLs) regulating the expression of a Pillen, Ordon, Schweizer: Nested Association Mapping in Barley, 11.09.2009 Page 1 quantitative phenotype. The elegance of the method was recently demonstrated in a Science paper where the genetic architecture of the trait flowering time was successfully dissected in maize using a set of 5,000 NAM lines which were derived from 25 initial crosses (Buckler et al. 2009). During the course of the proposed project, we aim to develop a similar NAM population in barley, using wild barley accessions as donors for genetic variation. Our barley NAM population will consist of 1,500 BC1S4 individuals, derived from 25 families, each containing 60 individuals. The barley NAM population will originate from crosses between the elite barley cultivar 'Barke and 25 wild barley accessions (Hordeum vulgare ssp. spontaneum, Hsp), which were selected from Badr et al. (2000) and represent a large proportion of the genetic diversity present in Hsp. The NAM population will be utilized to identify and characterize exotic genes which participate as QTLs in the regulation of quantitative agronomic traits. For genetic characterization, the NAM population will be genotyped genome-wide with a set of 1,536 barley ILLUMINA SNPs (Rostoks et al. 2006). For phenotypic characterization, the NAM population will be evaluated in regard to pathogen resistance as well as to plant height, leaf and spike morphology. Subsequently, both data sets will be combined in order to localize QTLs which are associated with the phenotypic expression of the traits under study. For this goal, an association mapping study will be carried out as proposed in maize (Buckler et al 2009). Based on our previous findings (Pillen et al. 2003, von Korff et al 2005, 2006), we expect to identify a multitude of new wild barley alleles which may improve pathogen resistance in barley. Effective exotic alleles can, thus, be incorporated into elite breeding programs in order to improve and broaden the genetic base of our modern elite barley gene pool.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Phytowelt GreenTechnologies GmbH durchgeführt. P450 Monooxygenasen spielen eine Schlüsselrolle bei der Synthese vieler wichtiger bioaktiver Naturstoffe. Bei Redoxreaktionen mit P450 Monooxygenasen ist neben der Aktivität, Stabilität und Selektivität der Enzyme insbesondere der Bedarf an teuren Cofaktoren zu berücksichtigen, insbesondere wenn NADPH oder NADH als 'Elektronenquelle' in zellfreien Systemen eingesetzt werden. Im Fokus der Arbeiten des Konsortiums steht daher die Realisierung der Ankopplung pflanzlicher Monooxygenasen an einen artifiziellen elektrochemischen und/oder lichtgetriebenen Elektronentransfer. Damit werden die Fragestellungen Substitution der natürlichen Redoxpartner und die kostengünstige Bereitstellung von Reduktionsäquivalenten adressiert. Im Rahmen des Gesamtprojektes sollen die Arbeiten dazu beitragen neuartige biokatalytische Prozesse mit pflanzlichen P450 Monooxygenasen zu ermöglichen. Die Arbeiten der Phytowelt GreenTechnologies GmbH umfassen: a) Identifizierung von geeigneten Genen mit unter Anwendung des phytomining Tools b) Klonierung und rekombinante Expression der Gene in E.coli und Pflanzen c) Systemoptimierung d) Funktionalisierung der Mediatioren in Enzymassays e) Rekombinaten Expression der LHCII und Coexpression den pflanzlicher Monopoxygenasen unter den vorher festgelegten Bedingungen
Das Projekt "Analyse der 5'und 3'nicht kodierenden Regionen des Cherry leaf roll virus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin (Humboldt-Univ.), Department für Nutzpflanzen- und Tierwissenschaften, Fachgebiet Phytomedizin durchgeführt. Die genetische Heterogenität von Cherry leaf roll virus (CLRV) Isolaten wird grundsätzlich, jedoch nicht ausschließlich, durch die Wirtspflanzenart bestimmt. Zum Beispiel deutet die unterschiedliche phylogenetische Gruppierung eines Himbeer-Isolats nach Analyse verschiedener Genombereiche auf genetische Rekombinationen zwischen CLRV-Isolaten hin, die möglicherweise eine erhöhte Virulenz von CLRV bedingen. Rekombinationsanalysen sollen Hinweise darauf geben, ob die genetische Organisation des Himbeer-Isolates gegenüber anderen CLRV-Isolaten bzw. die RNA-Population innerhalb dieses Isolates hinsichtlich ihrer Sequenz-Stabilität differiert. Das CLRV besitzt ein bipartites Genom mit zwei 3'polyadenylierten RNAs, deren offene Leserahmen am 5' und 3'Terminus jeweils durch eine nicht-kodierende Region (NCR) begrenzt werden. Die Translation der beiden RNAs erfolgt Cap-unabhängig, die Regulationsmechanismen sind aber bisher nicht bekannt. Vermutlich spielen hierbei die nicht kodierenden Regionen der beiden RNAs eine wichtige Rolle, die daher auf ihre Sekundärstrukturbildung und auf translationsassoziierte Sequenzmotive, wie sie für andere Viren bekannt sind, untersucht werden sollen, um ein CLRV-Translationsmodell zu erstellen.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 49 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 49 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 49 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 45 |
| Englisch | 13 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 32 |
| Webseite | 17 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 29 |
| Lebewesen & Lebensräume | 49 |
| Luft | 17 |
| Mensch & Umwelt | 49 |
| Wasser | 18 |
| Weitere | 49 |