Das Projekt "Genetische Ursachen des Schossens in Beta Arten und die Züchtung von Winterzuckerrüben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung, Lehrstuhl Pflanzenzüchtung durchgeführt. Zuckerrüben sind zweijährige Pflanzen, die nach einer längeren Phase niedriger Temperaturen mit dem Schossen beginnen. Damit sind sie für eine Aussaat vor dem Winter ungeeignet. Schossresistente Winterrüben haben theoretisch ein deutlich höheres Ertragspotenzial und könnten so zu einer interessanten Alternative für die Rübenproduktion werden. Neulich wurden von uns zwei wesentliche Schossregulatoren identifiziert (BTC1 und BvBBX19). Vermutlich regulieren beide gemeinsam die Expression der stromabwärts gelegenen Blühgene BvFT1 und BvFT2. In diesem Projekt werden diese Schossregulatoren in Zusammenarbeit mit Projektpartnern im SPP1530 sowohl in Zuckerrübe als auch in transgenen Arabidopsis-Pflanzen funktionell analysiert. Während BTC1-überexprimierende Zuckerrüben mit einer Transgen-Kopie nach Winter schossen, ist in transgenen Pflanzen mit größer als 1 Kopie die BTC1-Expression nahezu vollständig herunterreguliert, so dass diese auch nach Winter nicht schossen. Als Grund vermuten wir Cosuppression des nativen Gens durch die neu hinzugefügten Kopien. Diese Ergebnisse stellen eine gute Grundlage für die Züchtung von Winterzuckerrüben dar. Innerhalb dieses Projektes werden Hybriden erzeugt, die über zwei BTC1- Transgene verfügen und in denen durch Cosuppression die Expression aller BTC1-Kopien stark herunter reguliert wird. Im Folgenden werden diese Hybriden in der Klimakammer, im halboffenen Gazehaus sowie unter Feldbedingungen über Winter angebaut. Parallel dazu werden in einem zweiten Experiment doppelt rezessive btc1 und Bvbbx19 Zuckerrüben mit einer deutlich ausgeprägten Schossverzögerung nach Winter erzeugt. Da diese Pflanzen nicht transgen sind, können sie ohne weiteres von Züchtern genutzt werden. Darüber hinaus ziehen wir Zuckerrüben unter standardisierten Bedingungen in einer Klimakammer an, um aus den Sproßmeristemen RNA zu isolieren. Diese Arbeiten sind Grundlage für ein Phylotranskriptom-Experiment, welches von dem Partner Prof. I. Grosse im Rahmen des SPP 1530 koordiniert wird.
Das Projekt "Teilvorhaben: Systemsimulation und Smart Services" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik durchgeführt. Energiesysteme im Quartier der Zukunft sind cross-sektoral, flexibel und hinsichtlich übergeordneter Strukturen netzdienlich. Um die geforderten Ziele einer Energie,- und CO2-Reduktion, sowie die Dekarbonisierung der Quartiersversorgung ökonomisch erreichen zu können, ist ein hoher Digitalisierungsgrad des Energiemanagements notwendig, welcher durch seine Komplexität nicht mehr vom Menschen gemanagt werden kann. Ziel des Teilvorhabens ist es, autonome Strukturen und Services für Energiemanagementsysteme zu implementieren, welche dadurch in die Lage versetzt werden, auf Basis real zu deckender Bedarfe Flexibilitäten zu heben, Betriebssicherheit zu gewährleisten und ökonomische Systemoptimierung bereitzustellen. Ausgehend von den physikalischen Gegebenheiten, die mithilfe thermischer Simulation modelliert werden, können mithilfe von Prognoseservices auf den Anwendungsfall bezogene Prognosen von z.B. der Erzeugung oder der zukünftigen Bedarfe vorhergesagt werden. Die im realen Betrieb notwendigen Anpassungen der mathem. Modell nutzen historische und Echtzeitdaten aus dem DataLake, welche dieser aus dem Energiemonitoring bezieht und in strukturierter Form aufbereitet. Als Ergebnis können kosten,- und CO2-optimale Energienutzungsfahrpläne berechnet, die unter Ausnutzung der Flexibilität im Versorgungssystem die Grundlage für die Vermarktbarkeit freier Kapazitäten bildet. Insbesondere die vielfältige Datenmenge machen eine umfangreiche Plausibilisierung notwendig. Hierzu werden Möglichkeiten zur Erkennung von Fehlern und Anomalien evaluiert.
Das Projekt "Bedeutung der Eigenleistung primärer Triticale in der praktischen Züchtung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt (720) durchgeführt. Es ist nach wie vor umstritten, inwieweit primäre Triticale generell und speziell ihre Eigenleistung bei der Kreuzung mit sekundären Triticale von Bedeutung ist. Aus primären Triticale unterschiedlicher Eigenleistung wurden faktorielle Kreuzungen mit Sorten erstellt. Diese werden über viele Generationen einmal als in Isolierung angebaute und unselektierte Ramsche weitergeführt. Zum anderen werden aus verschiedenen Generationen durch Selbstung Linien entwickelt. Ein Vergleich der beiden Methoden in mehreren Generationen kann Aufschluss über die Stabilisierung von solchen Kreuzungen, über die Kombinationsfähigkeit primärer Triticale und über die Leistung und genetische Variation in den Nachkommen geben.
Das Projekt "Einsatz von Doppelhaploiden in Kreuzungen zwischen primären und sekundären Triticale" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt (720) durchgeführt. Aus Weizen (T. aestivum, T. durum) und Roggen synthetisierte primäre Triticale können zur Erweiterung der genetischen Basis eines Zuchtprogrammes mit sekundären Triticale genutzt werden. Jede Kreuzung zwischen Triticale kann zu cytologischen Störungen in den Nachkommen und somit zu stark verminderter Leistung führen. Solche Störungen sind besonders gravierend in Kreuzungen zwischen primären und sekundären Triticale sowie zwischen Eltern unterschiedlicher Ploidiestufen. Ziel der Untersuchung ist es der Frage nachzugehen, mit welcher Zuchtstrategie primäre Triticale für die Erweiterung der genetischen Basis genutzt werden können. Dazu werden die Zuchtstrategien Linienentwicklung nach der Einkornramschmethode (=Single Seed Descent) und der Einsatz von Doppelhaploiden (DH) miteinander verglichen. Aus reziproken Kreuzungen sekundärer Triticale untereinander sowie mit oktoploiden und hexaploiden primären Triticale wurden zum einen DH-Linien erstellt, zum anderen erfolgte die Weiterführung der spaltenden Generationen nach der SSD-Methode über fortgesetzte Selbstung. In mehrortigen Leistungsprüfungen sollen DHs und SSDs bezüglich ihrer Leistung verglichen werden.
Das Projekt "Untersuchungen zur züchterischen Verbesserung der Standfestigkeit bei Dinkel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt (720) durchgeführt. Dinkel zeichnet sich ursprünglich durch einen langen Halm aus, was häufig zu hoher Lageranfälligkeit führte. Der Dinkelanbau wird im Wesentlichen im ökologischen Landbau betrieben, wo der Einsatz von Wachstumsreglern untersagt ist. So ist in der Dinkelzüchtung die Verbesserung der Standfestigkeit das vorrangige Zuchtziel. Die Standfestigkeit lässt sich einerseits durch Einlagerung von rht-(Zwerg-)Genen aus dem Weichweizenbereich verbessern. Die entstehenden kurzstrohigen und stabilen Linien sind jedoch durch höhere Krankheitsanfälligkeit sowie unerwünschte morphologische und qualitative Weizencharakteristica gekennzeichnet. Bei der Evaluierung umfangreicher Genbanksortimente andrerseits wurden standfeste dinkeltypische Genotypen mit längerem Stroh gefunden diese entsprachen jedoch nicht den Ertragserwartungen. Die bisher in umfangreichen Rückkreuzungsprogrammen entwickelten Zuchtstämme kommen dem Zuchtziel eines längeren und standfesten Halms mit typischem Dinkelcharakter näher, jedoch sind Krankheitsresistenz und Ertragspotential noch zu verbessern. Aus dem Programm wurden in Deutschland die Sorten CERALIO und SCHWABENSPELZ zugelassen.
Das Projekt "Untersuchungen zur Hybridzüchtung bei Triticale" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt (720) durchgeführt. Obwohl bei Triticale partielle Fremdbefruchtung vorkommt, werden derzeit bei der Entwicklung neuer Sorten Methoden der Linienzüchtung eingesetzt. Untersuchungen zur Heterosis lassen jedoch erkennen, dass die Hybridzüchtung eine aussichtsreiche Alternative zur Linienzüchtung darstellt. Es gilt nun, die genetischen und methodischen Grundlagen zu untersuchen, ein stabiles System für die cytoplasmatisch männliche Sterilität (CMS) zu etablieren und die Restorerfähigkeit zu analysieren. Auf Basis von Untersuchungen zur genetischen Diversität werden Konzepte zur Entwicklung Heterotischer Gruppen erarbeitet.
Das Projekt "Open-Data-basierte Planungswerkzeuge für die cross-sektorale Energieversorgung im Quartier mittels offener, integrierter IKT-Ökosysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastruktur und Geothermie IEG durchgeführt. Im Rahmen des Projekts ODH@Jülich werden Methoden und Tools für ein integrales Planungs- und Simulationswerkzeug für die cross-sektorale Energieversorgung im Quartier entwickelt und untersucht, um neue Geschäftsmodelle für Planungs- und Betriebsführungsprozesse zu etablieren. Das neue Planungs- und Simulationswerkzeug bildet einen zentralen Bestandteil des Open-District-Hub-Ansatzes und stellt Modelle und Methoden zur optimalen Auslegung der cross-sektoralen Energieversorgung im Quartier bereit. Es werden neuartige Methoden und Modelle für die integrierte (Investitions-)Planung und Betriebsführung für die sektorgekoppelte Versorgung von Quartieren entwickelt und bereitgestellt. Die umfassende Modellierung des lokalen Energiesystems mit Verbrauchern, dezentralen Erzeugern und Energiewandlern (cross-sektoraler Ansatz) sowie der Geschäftsprozesse ermöglicht eine Optimierung über die Sektorengrenzen hinweg. Basierend auf konkreten Bedarfen von Planern, Energieversorgern und der Wohnungswirtschaft werden skalen- und sektorübergreifende Lösungen entwickelt, die eine Abbildung des systemischen Zusammenwirkens von Gebäuden und Energieinfrastruktursystemen ermöglichen. Dadurch lässt sich die Transformation zu klimaneutralen Quartieren beschleunigen. Die benötigten energietechnische Anlagen ausgewählter, cross-sektoraler Energiesysteme werden modellgestützt ermittelt. Anschließend erfolgen die mathematische Aufbereitung sowie die Bereitstellung einer umfassenden, allgemeingültigen Modellbibliothek für die Erstellung der konkreten Energiesystemmodelle für die optimale Betriebsführung. Basierend auf den entwickelten Planungs- und Betriebsführungsmodellen kann auf Basis neuer tragfähiger Geschäftsmodelle eine wirtschaftliche Nutzung lokal eingespeister erneuerbarer Energien unter Einbeziehung sektorenübergreifender Flexibilitätspotentiale verbrauchsnah realisieren werden. Das Projekt kann dadurch einen wichtigen Beitrag für die zweite Phase der Energiewende leisten.
Das Projekt "Quantitative molekularbiologische Bestimmung allergener Zutaten in Lebensmitteln mittels Real-time PCR (Folgeprojekt)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz durchgeführt. Aufgrund der EU-Richtlinie 2003/89/EG müssen allergene Zutaten in Lebensmitteln unabhängig von der enthaltenen Menge gekennzeichnet werden. Um zufällige Beimischungen allergener Zutaten (cross contact) von deren absichtlich erfolgter Zugabe abgrenzen zu können, wird weltweit an der Einführung von Schwellenwerten gearbeitet. Seit 2002 gilt in der Schweiz bereits ein derartiger Grenzwert. Die Kontrolle der Kennzeichnungspflicht ist Aufgabe der Lebensmittelüberwachung. Diese benötigt hierfür jedoch Nachweissysteme zur Ermittlung des Gehalts an allergenen Zutaten in Lebensmitteln. Im Rahmen des Vorgängerprojekts wird die methodische Basis der Quantifizierung erarbeitet und es werden quantitative molekularbiologische Nachweissysteme auf Basis der Real-time PCR zur Bestimmung des Gehalts an Sellerie und Lupinen in Lebensmitteln etabliert. Ziel des Folgeprojektes ist die Entwicklung quantitativer Nachweisverfahren für weitere allergene Zutaten, um die Grundlage für die Überwachung zukünftiger Schwellenwerte zu schaffen.
Das Projekt "Uebertragung von Genen fuer Krankheitsresistenz aus verwandten Arten in den Weizen (Triticum aestivum L.) B. Herstellung neuer Weizenlinien mit Resistenzmerkmalen aus Secale-Arten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft durchgeführt. Zuechtung resistenter Weizenlinien aus Gattungskreuzungen Triticum x Secale. Herstellung fertiler Bastarde mit Hilfe der Colchicinbehandlung. Rueckkreuzung der Bastarde (Triticale) mit dem Weizenelter. Auslese von Weizenlinien mit einzelnen addierten Fremdchromosomen (Additionslinien). Kreuzung der Additionen mit Weizenlinien, denen definierte Chromosomen fehlen (monosome Linien). Identifizierung von Weizen mit einem eingebauten Fremdchromosom (Substitution). Ermittlung des Resistenzverhaltens der Substitutionslinien. Spaeterhin: Einbau einzelner Genkomplexe (Chromosomensegmente) der Fremdchromosomen in den Weizen.
Das Projekt "Einwanderungswahrscheinlichkeit invasiver Großalgen in die Antarktis: Invasivität vs. Invasibilität" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 2 Biologie/Chemie, Abteilung Meeresbotanik durchgeführt. Durch stetig zunehmende globalisierte Verkehrsströme und den Klimawandel steigt auch weltweit die Problematik von Bio-Invasionen. Nicht jede Art, welche in eine neue Umgebung gelangt, verhält sich zwangsläufig als Invasor, zumindest nicht solange die natürlichen Mechanismen der Ausbreitungskontrolle noch wirksam sind. Die Invasivität einer Art wird durch ihre biologischen Charakteristika bestimmt (z.B. physiologische Toleranz, Reproduktionsstrategien). Die Invasibilität einer Region ist hingegen durch ihre physiko-chemischen (z.B. Klima und Beschaffenheit von Siedlungssubstrat) und biologischen (z.B. Anwesenheit von Fraßfeinden oder Konkurrenten) Rahmenbedingungen definiert. Invasive Großalgen haben das Potential, die Struktur und Funktion von Küstensystemen nachhaltig zu schädigen, oftmals verbunden mit einem dramatischen Rückgang der lokalen Biodiversität. Zur Einschleppung invasiver Großalgen in antarktische Küstengewässer liegen derzeit noch keine Berichte vor. Unterstützt durch den Klimawandel (verbunden mit Temperaturanstieg, aber auch mit einer Abschwächung des antarktischen Zirkumpolarstroms) und durch fortwährend ansteigenden touristischen wie wissenschaftlichen Schiffsverkehr in der Antarktis, nimmt die Wahrscheinlichkeit einer Invasion jedoch stetig zu. Drei Arten von Großalgen etablierten sich kürzlich in der Region von Patagonien bis Feuerland und sind mögliche Kandidaten für eine weitere Ausbreitung bis in die Antarktis. Durch einen experimentellen ökophysiologischen Ansatz (um die Invasivität zu bestimmen) kombiniert mit Habitatkartierungen und Klimadaten (zur Charakterisierung der Invasibilität) werden wir Vorhersagemodelle zur zukünftigen geographischen Verbreitung dieser drei Arten erstellen. Damit wird dieses Projekt die Wahrscheinlichkeit der weiteren Ausbreitung von Großalgen, welche sich kürzlich in Patagonien und Feuerland etabliert haben, bis zu den Südshetland-Inseln und der westlichen antarktischen Halbinsel bestimmen. Als finales Produkt werden wir eine Vorhersage-Karte zur Etablierung neuer Arten von Großalgen an der westlichen antarktischen Halbinsel erstellen. Das Projekt leistet somit bedeutsame Beiträge zu zwei der übergreifenden inter-disziplinären Themenkomplexe innerhalb des Schwerpunktprogramms 1158 Antarktisforschung: Verknüpfung mit niederen Breiten (Gateway to lower latitudes) und Reaktionen auf den Umweltwandel (Response to environmental change).
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