Das Projekt "Barley dwarfs acting big in agronomy. Identification of genes and characterization of proteins involved in dwarfism, lodging resistance and crop yield" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Forschungsgemeinschaft durchgeführt. Barley (Hordeum vulgare) is an important cereal grain which serves as major animal fodder crop as well as basis for malt beverages or staple food. Currently barley is ranked fourth in terms of quantity of cereal crops produced worldwide. In times of a constantly growing world population in conjunction with an unforeseeable climate change and groundwater depletion, the accumulation of knowledge concerning cereal growth and rate of yield gain is important. The Nordic Genetic Resource Center holds a major collection of barley mutants produced by irradiation or chemical treatment. One phenotypic group of barley varieties are dwarf mutants (erectoides, brachytic, semidwarf, uzu). They are characterized by a compact spike and high rate of yield while the straw is short and stiff, enhancing the lodging resistance of the plant. Obviously they are of applied interest, but they are also of scientific interest as virtually nothing is known about the genes behind the development of plant dwarfism. The aim of this project is to identify and isolate the genes carrying the mutations by using state of the art techniques for gene cloning at the Carlsberg Laboratory. The identified genes will be connected with the mutant phenotype to reveal the gene function in general. One or two genes will be overexpressed and the resulting recombinant proteins will be biochemically and structurally characterized. The insights how the mutation effects the protein will display the protein function in particular. Identified genes and their mutant alleles will be tested in the barley breeding program of the Carlsberg brewery.
Das Projekt "Innovative Biodünger zur Ertragssteigerung von Getreide und Gartenbaukulturen unter dem globalen Klimawandel: Auf dem Weg zur Nachhaltigkeit von landwirtschaftlichen Systemen gegen den Klimawandel in ariden Zonen." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung durchgeführt. Die FAO schätzt, dass die Weltbevölkerung bis 2050 um 34% zunimmt. Infolgedessen muss die Produktivität wichtiger Grundnahrungsmittel wie Getreide und Gartenbauarten um geschätzte 43% gesteigert werden. Zur Sicherstellung einer nachhaltigen Agrar- und Biomasseproduktion aufgrund des globalen Klimawandels und der Verschiebung von Ackerflächen sollten nachhaltige biologische Praktiken wie Biodünger, die den Pflanzenertrag, die Qualität oder neuartige Funktionen und die Toleranz gegenüber abiotischen Stressfaktoren steigern, zur Verbesserung der landwirtschaftlichen Produktion genutzt werden. Die Gesamtziele dieses Projekts sind (i) Anbautechnologien zu entwickeln, die im Feld verifiziert werden, (ii) nützliche einheimische Mikroorganismen als Biodünger und Wirkstoffe zu verwenden, (iii) die grün- und agroindustriellen Abfällen zu Kompost und Biostimulanzien in der Landwirtschaft wiederzuverwerten, um die Bodenfruchtbarkeit und des Ernteertrags zu verbessern, und (iv) die Phänotypen und die molekularen Eigenschaften führender Grundnahrungsmittelpflanzen unter verschiedenen Umweltbedingungen zu verstehen. Am IPK werden Untersuchungen zu agro-physiologischen und biochemischen Ereignissen der Pflanzen nach der Behandlung mit Biodüngern und unter verschiedenen Stressbedingungen, Trockenheit und Salz, durchgeführt, um die molekularen und biochemischen Ereignisse auf das Pflanzenwachstum in Gewächshaus- und Feldbedingungen aufzuklären. Dazu werden alle geplanten Pflanzen unter Gewächshausbedingungen angezogen bzw. gelieferte Pflanzenmaterialien aus Feldversuchen nach der Behandlung mit Biodüngern mittels biochemischer Methoden auf die Änderungen im Metabolismus und die Inhaltstoffe untersucht. Damit wird es möglich, gezielte Voraussagen zu machen wie die Pflanzen auf die unterschiedlichen Biodüngern reagieren und welche davon in klimatisch veränderten Umweltbedingungen geeignet sind, um für eine nachhaltige hochproduktive Landwirtschaft genutzt zu werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Energetische Optimierung des Gari - Verarbeitungsprozesses" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Fachgruppe Boden- und Pflanzenbauwissenschaften, Fachgebiet Agrartechnik durchgeführt. Gari ist ein wichtiges Grundnahrungsmittel vor allem in Westafrika und wird durch einen Fermentierungs- und Röstprozess meist auf offenen Holzfeuern hergestellt. Im Rahmen eines internationalen Kooperationsvorhabens sollen innovative Lösungen für die Gari-Verarbeitung entwickelt werden, die auf Solartechnik basieren. Im zugehörigen Teilprojekt der Universität Kassel soll vor allem die energetische Optimierung des Verarbeitungsprozesses untersucht werden.
Das Projekt "LEAP-RE : Moderne solare Lösung Afrikanische Grundnahrungsmittel zu verarbeiten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Fachgruppe Boden- und Pflanzenbauwissenschaften, Fachgebiet Agrartechnik durchgeführt. Gari ist ein wichtiges Grundnahrungsmittel vor allem in Westafrika und wird durch einen Fermentierungs- und Röstprozess meist auf offenen Holzfeuern hergestellt. Im Rahmen eines internationalen Kooperationsvorhabens sollen innovative Lösungen für die Gari-Verarbeitung entwickelt werden, die auf Solartechnik basieren.
Das Projekt "SunGari: Moderne solare Lösung Afrikanische Grundnahrungsmittel zu verarbeiten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Simply Solar GbR durchgeführt. Simply Solar ist in SunGari für die thermischen Energiekomponenten zuständig. Die für die Herstellung von Gari nötigen Pfannen müssen beheizt werden, damit die Gelatinisierung und Trocknung des nassen, fermentierten Grundmaterials stattfinden kann. Die nötige thermische Energie soll in diesem Projekt durch Solarenergielösungen bereitgestellt und auf geeignete Weise in die Pfannen und das Grundmaterial eingebracht werden. Simply Solar ist für Konstruktion der Solar-Seite der Prototypen für 3 vielversprechende Hardwarelösungen zuständig: - Photovoltaikstromanlage inklusive Regelungstechnik zum direkten Beheizen einer Pfanne (PV Elektrizität) - Photovoltaikstromanlage mit Speicher zur Erzeugung von Niederdruckdampf zum Beheizen einer Pfanne (PV-Dampf) - Solar Konzentrator zum Beheizen einer Pfanne (direkt oder indirekt über Dampf), (Scheffler Reflector) Die Prototypen werden eine Kapazität von 30kg Gari pro Tag haben (50kg Ausgangsmaterial).
Das Projekt "Ganzheitliches Chia- und Austernpilzsystem für eine nachhaltige Lebensmittel-Wertschöpfungskette in Afrika" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Lebensmittelwissenschaften und Biotechnologie, Fachgebiet Prozessanalytik und Getreidewissenschaft (150i) durchgeführt. CHIAM zielt darauf ab, eine klima-intelligente Lösung für nachhaltige Lebensmittelsysteme zu entwickeln, die direkt auf die Herausforderungen des FOSC Aufrufes eingeht. Diese wird durch die Verbesserung neuer landwirtschaftlicher Technologien und ein neu gestaltetes Netzwerk der bestehenden afrikanischen Agrar- und Lebensmittel-Wertschöpfungskette geschaffen, um die Widerstandsfähigkeit, Nachhaltigkeit und Kreislauffähigkeit zu erhöhen. Der Einsatz der vernetzten Chia-Pilz-Schwein-Biogas-Wertschöpfungskette trägt zur Diversifizierung und Resilienz afrikanischer Lebensmittelsysteme gegenüber den Auswirkungen des Klimawandels bei. Ziel des Projektpartners in Deutschland ist es ernährungsphysiologisch wertvolle Lebensmittel durch Anreicherung in Kenia lokal genutzter Grundnahrungsmittel mit Chiasamen und Austernpilzen zu entwickeln und deren Herstellungsprozesse zu optimieren.
Das Projekt "Teilprojekt Potsdam" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. FOCUS untersucht, wie sich Klimawandel, Bevölkerungs- und Wirtschaftswachstum auf Ernährungssicherheit und die Existenzgrundlagen küstennaher Regionen auswirkt. Klimawandel führt zu einer räumlichen Verschiebung von Fischbeständen und gefährdet Landwirtschaft entlang der Küsten durch Meeresspiegelanstieg und zunehmende Überflutungswahrscheinlichkeit, in Verbindung mit Versalzung der Böden. Eine besondere Herausforderung ist zudem die Fernwirkung zwischen ländlichen Ökonomien, wie sie durch den weltweiten Handel zu Stande kommt. Der Welthandel und die globale Vernetzung von Angebot und Nachfrage von Grundnahrungsmitteln, einschließlich Fisch, stellen für ländliche Gebiete der Entwicklungsländer eine große Herausforderung dar. FOCUS wird die aggregierten Effekte von Klimawandel auf Landwirtschaft, Fischerei und Ökosystemdienstleistungen in integrierten Modellen untersuchen, und dabei detailliert die räumlich aufgelösten Verteilungs- und Wohlfahrtsauswirkungen der Veränderungen bei Ernährungssicherheit und Existenzgrundlagen quantifizieren. In FOCUS erarbeitete Politikoptionen werden die gesamte Breite von lokalen Maßnahmen bis zu globalen Empfehlungen abdecken.
Das Projekt "Teilprojekt Universität Leipzig" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Institut für Infrastruktur und Ressourcenmanagement durchgeführt. FOCUS untersucht, wie sich Klimawandel, Bevölkerungs- und Wirtschaftswachstum auf Nahrungssicherheit und die Existenzgrundlagen küstennaher Regionen auswirkt. Klimawandel führt zu einer räumlichen Verschiebung von Fischbeständen und gefährdet Landwirtschaft entlang der Küsten durch Meeresspiegelanstieg und zunehmende Überflutungswahrscheinlichkeit, in Verbindung mit Versalzung der Böden. Eine besondere Herausforderung ist zudem die Fernwirkung zwischen ländlichen Ökonomien, wie sie durch den weltweiten Handel zu Stande kommt. Der Welthandel und die globale Vernetzung von Angebot und Nachfrage von Grundnahrungsmitteln, einschließlich Fisch, stellen für ländliche Gebiete der Entwicklungsländer eine große Herausforderung dar. FOCUS wird die aggregierten Effekte von Klimawandel auf Landwirtschaft, Fischerei und Ökosystemdienstleistungen in integrierten Modellen untersuchen, und dabei detailliert die räumlich aufgelösten Verteilungs- und Wohlfahrtsauswirkungen der Veränderungen bei Nahrungssicherheit und Existenzgrundlage quantifizieren. In FOCUS erarbeitete Politikoptionen werden die gesamte Breite von lokalen Maßnahmen bis zu globalen Empfehlungen abdecken.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Genomische Diversität und Entwicklung statistischer Methoden zur genomischen Selektion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Institut für Quantitative Genetik und Genomik der Pflanzen durchgeführt. Die Kartoffel ist mit einer Erntemenge von mehr als 380 Mio t das drittwichtigste Grundnahrungsmittel der Welt. Die Kartoffel hat aber auch eine wichtige Bedeutung für die Stärke- und chemische Industrie. Trotz der großen Bedeutung wurde für quantitative Merkmale, wie beispielsweise Knollenertrag, in der Vergangenheit lediglich ein niedriger Zuchtfortschritt realisiert. Dies wird insbesondere deutlich, wenn der in Kartoffel realisierte Zuchtfortschritt mit demjenigen in Mais, Weizen und Reis verglichen wird. Die Gründe hierfür sind, dass Kartoffelzüchter während des Züchtungsprozesses eine sehr große Zahl an Merkmalen berücksichtigen müssen. Durch die Autotetraploidie der Kartoffel ergeben sich außerdem komplexen Dominanzsituationen in hochgradig heterozygotem genetischen Material. Darüber hinaus spielt der geringe Vermehrungskoeffizient eine wichtige Rolle. Moderne Methoden der prädiktiven Züchtung lassen einen höheren Zuchtfortschritt in quantitativ vererbten Merkmalen, wie beispielsweise Stärkeertrag, erwarten. Zur Nutzung der prädiktiven Züchtung sind jedoch die Entwicklung von genomischen Ressourcen sowie zuchtmethodische Betrachtungen zum optimierten Einsatz der neuen Methoden unabdingbar. Aktuelles Züchtungsmaterial aus den Stärkekartoffelzüchtungsprogrammen der drei beteiligten Unternehmen wird in insgesamt zwölf Feldversuchsumwelten geprüft und bildet die Basis für die Schätzung von quantitativ-genetischen Parametern, die in die Modellrechnungen einfließen. Ein Teil dieses Züchtungsmaterials wird außerdem zusammen mit historisch wichtigen europäischen Kartoffelsorten resequenziert und dient damit der Identifizierung von Sequenzpolymorphismen, die zur Entwicklung des SNP-Arrays benötigt werden. Zu Projektende werden den deutschen Kartoffelzüchtern damit essentielle Werkzeuge zum Einsatz in der prädiktiven Züchtung zur Verfügung stehen.
Das Projekt "SusCrop Call 1: SUSCAP - Entwicklung von Widerstandsfähigkeit und Toleranz der Ressourcennutzungseffizienz von Nutzpflanzen gegen Klimawandel und Luftverschmutzung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz INRES, Arbeitsgruppe Pflanzenbau durchgeführt. Klimawandel und Luftverschmutzung haben bereits erhebliche Auswirkungen auf die Pflanzenproduktivität, was bei Grundnahrungsmitteln wie Weizen europaweit zu Ertragsausfällen führt. Unklar ist, wie sich diese Belastungen auf die Nutzungseffizienz von wichtigen Pflanzenressourcen wie Strahlung, Wasser und Nährstoffen nehmen. Im Rahmen dieses Projekts werden wir prozessbasierte Pflanzenmodelle entwickeln, um die die Auswirkungen dieser vielfältigen Belastungen für das aktuelle als auch für das zukünftige Klima im Jahr 2050 besser zu verstehen. Dieses Projekt konzentriert sich auf vier Ziele. Erstens soll definiert werden, welche Stresskombinationen die Effizienz der Nutzung von Pflanzenressourcen, das Pflanzenwachstum und den Ertrag am ehesten Beeinträchtigen. Zweitens sollen Häufigkeit, Ausmaß und geografische Verteilung dieser Mehrfachbelastungen beschrieben werden, und wo sie am wahrscheinlichsten in ganz Europa auftreten werden. Drittens werden diese Informationen genutzt, um neue Pflanzenmerkmale zu identifizieren, für die gezüchtet werden könnte, und neue Anbaumethoden, die zur Anpassung an die Belastungen durch Luftverschmutzung und Klimawandel beitragen. Schließlich soll diese Forschung in Zusammenarbeit mit Interessensgruppen durchgeführt werden, um den Kontext zu verstehen, in dem sich diese Bedrohungen manifestieren, um geeignete, realistische und praktikable Lösungen für ihre Behebung zu finden. Das Projekt wird auf bestehenden Initiativen zur Entwicklung von Modellierungsansätzen aufbauen und die Forschungsarbeiten in engem Dialog mit Politikbeteiligten und der landwirtschaftliche Praxis durchführen. Innerhalb eines europaweiten Konsortiums wird der Beitrag den INRES (Universität Bonn) darin liegen, geeignete Pflanzenwachstumsmodelle zu entwickeln und mit nationalen Interessensgruppen zu interagieren. Schließlich zielt dieses Projekt auf eine Steigerung der Nachhaltigkeit der Landwirtschaft in ganz Europa durch verbesserte Ressourcennutzungseffizienz.
