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Sojapflanzen mit Krankheitsresistenz

Eine Infektion mit Krankheitserregern oder eine Behandlung mit bestimmten Chemikalien (z.B. Salicylsäure) induziert in Pflanzen einen physiologischen Zustand, der 'Priming' genannt wird. Im 'geprimten' Zustand können Pflanzen ihre Abwehrreaktionen bei einer Folgeattacke schneller aktivieren. Dadurch kommt es oft zur Krankheitsresistenz. Erst kürzlich haben wir gefunden, dass die Mitogen-aktivierten Proteinkinasen MPK3 und MPK6 und die Proteine CALRETICULIN 3 (CRT), LUMINAL BINDING PROTEIN 2 (BIP) und SHEPHERD (SHD) beim 'Priming' in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana eine wichtige Rolle spielen. Das Protein EDR1 dagegen unterdrückt das 'Priming'. Um diese Ergebnisse aus der Grundlagenforschung in der Praxis anzuwenden, werden wir mit der BASF Plant Science GmbH Gene für MPK3, MPK6, CRT3, BIP2 und SHD in der wichtigen Kulturpflanze Sojabohne überexprimieren und die Expression des EDR1-Gens gezielt ausschalten. Dadurch sollen Sojapflanzen entwickelt werden, die eine erhöhte Krankheitsresistenz besitzen und damit zur Steigerung der globalen Sojaproduktion beitragen. Das Vorhaben soll auch auf die Grundlagenforschung zurückwirken. Dies indem wir Sojapflanzen bereitstellen, in denen die Substrate von Mitogen-aktivierten Proteinkinasen und ihren Kinase-Kinasen identifiziert werden können.

Erhöhung des Resistenzpotentials der Gerste - Ein interdisziplinärer Ansatz unter besonderer Berücksichtigung der Resistenzaktivierung, Die Primärreaktion im Blattapoplasten von Hordeum vulgare nach Pilzinfektion und deren IR-bedingte Veränderung

An Blättern von Hordeum vulgare ist geplant, mittels Mikrosonden (ionenselektive Elektroden, Platinelektroden, klassische Elektrophysiologie) die unmittelbaren und mittelbaren Auswirkungen einer Pilz-Inokulaton (biotroph: Blumeria graminis; nekrotroph: Cochliobolus stivus) unmittelbar vor Ort und weitgehend nichtinvasiv zu untersuchen. Messort soll vorwiegend der extrazelluläre Raum (Apoplast) in unmittelbarer Umgebung der Infektionsstelle sein, aber auch die infizierte bzw. attackierte Zelle (Epidermis) selbst. Im Apoplasten werden einerseits ionenselektive Mikroelektroden zur Messung von pH, Ca2+, Cl- und K+ eingesetzt, sowie Metallelektroden zur Messung von Reaktiven Sauerstoffintermediaten (ROI) und anderer relevanter Redosprozesse. Die infizierte bzw. attackierte Zelle selbst und Nachbarzellen werden bezüglich Änderungen in cytosolischen pH und Membranpotential untersucht. Nach Konditionierung der Pflanzen mit chemischen Induktoren (DCINA, BTH) soll die Auswirkung einer Infektion vergleichend und in Realzeit untersucht werden. Der Einsatz resistenter transgener Gerste (wie z.B. Hv-BCI.4), die das chemisch induzierbare Bci-4 Gen konstitutiv exprimiert, soll vergleichend in die Untersuchungen mit einbezogen werden, um Induktor-unabhängig IR-Reaktionen zu erfassen. In enger Assoziation zu den Projekten, der geplanten Nachwuchsgruppe (entsprechende Untersuchungen an Nicht-Wirt-Resistenzen und quantitativer Resistenz) sowie mittelfristig zum Projekt Franken/Baltruschat (Neuantrag, wurzelinitiierte Systeme), wird dieses Projekt grundlegend neue Erkenntnisse über apoplastische und zelluläre Mechanismen induzierter Abwehrreaktionen erarbeiten können.

Sonderforschungsbereich (SFB) 924: Molekulare Mechanismen der Ertragsbildung und Ertragssicherung bei Pflanzen; Molecular Mechanisms Regulating Yield and Yield Stability in Plants, Schwerpunktprogramm SFB 924: Molekulare Mechanismen der Ertragsbildung und Ertragssicherung bei Pflanzen - Teilprojekt B05: Ökophysiologie transgener Pflanzen, die einen fremdartigen Abwehrmechanismus exprimieren

Wir möchten mit Hilfe von QTL-Kartierung Regulationselemente des Bx-Genclusters lokalisieren. Kandidatengene der Feinkartierung werden funktionell untersucht (Ko-Regulation, Mutantenanalyse, transgene Ansätze). Die Konsequenzen der Expression eines fremden sekundären Biosynthesewegs werden mit transgener A. thaliana untersucht. Kombinationen funktioneller Module der Biosynthese werden transgen exprimiert und Metabolomics- und Transcriptomics-Analysen ausgeführt. Der Einfluss von Benzoxazinoiden in transgener A. thaliana auf Pathogen- und Herbivor-Resistenz wird analysiert.

Meteorologische Einflüsse auf Pollenemission -ausbreitung

Emission und Ausbreitung von Pollen heimischer Baumarten sind bedeutende Prozesse, denn einerseits gehören Baumpollen zu den wichtigsten im Frühjahr aktiven Allergenen des Menschen, und andererseits ist die Pollenausbreitung ein entscheidender Prozess im Lebenszyklus der vorwiegend windbestäubten Bäume gemäßigter Breiten. So ist die Pollenausbreitung unverzichtbar für Bestäubung, Reproduktion und natürliche Regeneration und darüber hinaus für den Genfluss und die genetische Vielfalt innerhalb und zwischen Waldbaumpopulationen. Ziel des hier vorgeschlagenen Projektes ist die Analyse derjenigen meteorologischen Faktoren, welche die lokale Freisetzung und Ausbreitung von Baumpollen in einem typischen mitteleuropäischen Mischwald beeinflussen und die Entwicklung eines funktionellen Modells zur Pollenemission. Hierzu werden Messungen der Pollenkonzentration und meteorologischer Faktoren in einer hohen zeitlichen Auflösung auf drei Höhenstufen eines 30 m hohen Messturmes im 'Lehrforst Rosalia' in Ostösterreich durchgeführt. Der Pollenkollektor besteht aus drei speziell für diese Fragestellung entwickelten aktiven Probenahmeeinheiten, die eine gleichmäßige Pollensammlung aus allen Richtungen und eine hohe zeitliche Auflösung ermöglichen. Die meteorologische Ausstattung besteht aus drei Ultraschall Anemometern und konventionellen Temperatur-, Strahlungs-, und Feuchtesensoren, welche die meteorologischen Daten in denselben Höhen aufnehmen wie die Pollenkonzentrationen (über dem Kronendach, im Kronenbereich und am Waldboden). Zusätzlich zur Messkampagne soll der Pollentransport mit einem Lagrange-Partikel Modell simuliert werden. Die dafür erforderlichen Trajektoren werden mit einem diagnostischen Windfeldmodell auf Grundlage umliegenden synoptischer Messstationen erzeugt. Die zu erwartenden umfangreichen Daten werden signifikant beitragen: a) zu einem besseren Verständnis der Pollenemission verschiedener mitteleuropäischer Baumarten, b) zu einem funktionellen Verständnis der tageszeitlichen Variation der Pollenfreisetzung in Abhängigkeit von den meteorologischen Parametern, c) zu unserem Wissen über den horizontalen und vertikalen Pollentransports innerhalb und über der Bestandesschicht, und d) zur Möglichkeit Pollenkonzentrationen mit einem Lagrange-Partikel Modell zu simulieren. Die Ergebnisse des Projekts sind die Grundlage für eine neue Generation von Modellen zur Simulation der Pollenausbreitung. Derartige Modelle sind wichtige Werkzeuge für forstwissenschaftliche Fragestellungen und im Landschaftsmanagement, zur Vorhersage und zum Monitoring von allergieauslösenden Pollen und für Risikoanalysen zum Einsatz genetisch modifizierter Bäume.

Anbau Gentechnisch veränderter Organismen (GVO) im Land Brandenburg

Die Daten enthalten die Anbauflächen im Land Brandenburg, auf denen kein Anbau von gentechnisch verändertem Mais erfolgen darf. Sie dienen lediglich der Übersicht und besitzen keine Rechtsverbindlichkeit. Für die Anforderung rechtsverbindlicher Angaben sind ggf. Angaben des Antragstellers einzelfallbezogen erforderlich. Die Anbauflächen von GVO werden in einem zentralen Melderegister vom Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) als deskriptiver Datenbestand erfasst. Dieser Datenbestand lässt derzeit eine Visualisierung der Anbauflächen über ein GIS nicht zu. Das Bundesland Brandenburg beabsichtigt im Rahmen der Pflichten u.a. des Umweltinformationsgesetzes (UIG) diesen Datenbestand den Bürgern zugänglich zu machen. Des Weiteren soll ein auswertbarer geographischer Grundlagendatenbestand angelegt werden, der z.B. für Wirkungsabschätzungen (z.B. Umweltverträglichkeitsprüfungen) auf Schutzgebiete des Europäischen Schutzgebietssystems Natura 2000 vorbereitet. Die Daten enthalten die Anbauflächen im Land Brandenburg, auf denen kein Anbau von gentechnisch verändertem Mais erfolgen darf. Sie dienen lediglich der Übersicht und besitzen keine Rechtsverbindlichkeit. Für die Anforderung rechtsverbindlicher Angaben sind ggf. Angaben des Antragstellers einzelfallbezogen erforderlich. Die Anbauflächen von GVO werden in einem zentralen Melderegister vom Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) als deskriptiver Datenbestand erfasst. Dieser Datenbestand lässt derzeit eine Visualisierung der Anbauflächen über ein GIS nicht zu. Das Bundesland Brandenburg beabsichtigt im Rahmen der Pflichten u.a. des Umweltinformationsgesetzes (UIG) diesen Datenbestand den Bürgern zugänglich zu machen. Des Weiteren soll ein auswertbarer geographischer Grundlagendatenbestand angelegt werden, der z.B. für Wirkungsabschätzungen (z.B. Umweltverträglichkeitsprüfungen) auf Schutzgebiete des Europäischen Schutzgebietssystems Natura 2000 vorbereitet. Die Daten enthalten die Anbauflächen im Land Brandenburg, auf denen kein Anbau von gentechnisch verändertem Mais erfolgen darf. Sie dienen lediglich der Übersicht und besitzen keine Rechtsverbindlichkeit. Für die Anforderung rechtsverbindlicher Angaben sind ggf. Angaben des Antragstellers einzelfallbezogen erforderlich. Die Anbauflächen von GVO werden in einem zentralen Melderegister vom Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) als deskriptiver Datenbestand erfasst. Dieser Datenbestand lässt derzeit eine Visualisierung der Anbauflächen über ein GIS nicht zu. Das Bundesland Brandenburg beabsichtigt im Rahmen der Pflichten u.a. des Umweltinformationsgesetzes (UIG) diesen Datenbestand den Bürgern zugänglich zu machen. Des Weiteren soll ein auswertbarer geographischer Grundlagendatenbestand angelegt werden, der z.B. für Wirkungsabschätzungen (z.B. Umweltverträglichkeitsprüfungen) auf Schutzgebiete des Europäischen Schutzgebietssystems Natura 2000 vorbereitet.

Untersuchungen zum Gentransfer bei der Freisetzung transgener Pflanzen

Bei Freisetzung transgener Pflanzen (Mais, Raps, Zuckerrueben) wird die Problematik des Gentransfers bearbeitet. Im Vordergrund stehen dabei Untersuchungen zum Pollentransfer und zur Stabilitaet von DNA in Boeden.

Possible effects of transgenic plants on soil organisms

Soil is the first component of the environment that can be effected by GM plants, because they do not only consume the nutritive substances from the soil, but also release there different compounds during a growing period, and leave in the soil their remains. If the plants are modified to increase their resistance to plant pathogens, particularly bacteria, they can also affect the other microorganisms important for plant development. Also there are no considerable data about possible effect of GM plants on soil organic matter and chemical processes in soil. For the experiment it is planned to use transgenic potato plants (Solanum tuberosum L. cv. Desiree) expressing a chimerical gene for T4 lysozyme for protection against bacterial infections; - obtaining and short-term growing of GM plants in laboratory conditions; - extraction and collection of root exudates and microbial metabolites from rhizosphere; - analysis of these exudates by Pyrolysis-Field Ionisation Mass Spectrometry (Py-FIMS) in comparison with the exudates of wild-type plants and transgenic controls not harbouring the lysozyme gene, and with dissolved organic matter from non-cropped soil; - creation of 'fingerprints' for each new transgenic line in combination with certain soil on the basis of marker signals. Expected impacts: - New highly cost-effective express testing system for the risk assessment of genetically modified plants at the earliest stages of their introduction; - The conclusion about safety/danger of GM plants for the soil ecosystems; - Model for prediction of possible risk caused by GM plants.

Maximierte Biopolymerproduktion aus gentechnisch veränderten Organismen unter Verwendung von CO2 für Kunststofffolien und mehrschichtige Verbundsysteme, Teilprojekt C

Maximierte Biopolymerproduktion aus gentechnisch veränderten Organismen unter Verwendung von CO2 für Kunststofffolien und mehrschichtige Verbundsysteme, Teilprojekt B

Maximierte Biopolymerproduktion aus gentechnisch veränderten Organismen unter Verwendung von CO2 für Kunststofffolien und mehrschichtige Verbundsysteme

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