Im Zuge der industriellen Entwicklung hat die Einleitung von Schadstoffen in die Gewässer immens zugenommen. Neben ihrem Vorkommen im Wasser findet eine fortwährende Anreicherung der Gewässerböden mit Schadstoffen, wie z.B. Schwermetallen und Chlorierten Kohlenwasserstoffen, statt. Ablagerung im Sediment Im Stoffkreislauf eines Gewässers bilden die Sedimente ein natürliches Puffer- und Filtersystem, das durch Strömung, Stoffeintrag/-transport und Sedimentation starken Veränderungen unterliegt. Die im Ballungsraum Berlin vielfältigen Einleitungen, häusliche und industrielle Abwässer, Regenwasser u.a. fließen über die innerstädtischen Wasserwege letztlich vorwiegend in die Unterhavel. Die seenartig erweiterte Unterhavel mit ihrer niedrigen Fließgeschwindigkeit bietet ideale Voraussetzungen dafür, daß sich die im Wasser befindlichen Schwebstoffe hier auf dem Gewässergrund absetzen (sedimentieren). Für die Beurteilung der Qualität des gesamten Ökosystems eines Gewässers kommt daher zu den bereits seit Jahren analysierten Wasserproben immer stärker auch der Analyse der Sedimente besondere Bedeutung zu. Sedimentuntersuchungen spiegeln gegenüber Wasseruntersuchungen unabhängig von aktuellen Einträgen die langfristige Gütesituation wider und stellen damit eine wesentlich bessere Vergleichsgrundlage mit anderen Fließgewässern dar. Während bei Wasseruntersuchungen eine klare Abgrenzung zwischen dem echten Schwebstoffgehalt und einem zeitweiligen Auftreten von Schwebstoffen durch aufgewirbelte Sedimentanteile nicht möglich ist, bieten sich Sedimente als nicht oder nur gering durch unerwünschte Einflüsse beeinträchtigtes Untersuchungsmedium an. Die im Gewässer befindlichen Schweb- und Sinkstoffe mineralischer und organischer Art sind in der Lage, Schadstoffpartikel anzulagern (Adsorption). Die auf dem Grund eines Gewässers abgelagerten Schweb- und Sinkstoffe, die Sedimente, bilden somit das Reservoir für viele schwerlösliche und schwerabbaubare Schad- und Spurenstoffe. (Schad-)Stoffe werden im Sediment entsprechend ihrer chemischen Persistenz und den physikalisch-chemischen und biochemischen Eigenschaften der Substrate über lange Zeit konserviert. Die Analysen der Sedimentproben aus unterschiedlichen Schichttiefen liefern eine chronologische Aufzeichnung des Eintrages in Gewässer, die u. a. auch Rückschlüsse auf Kontaminationsquellen erlauben. Nach der Sedimentation kann ein Teil der fixierten Stoffe u. a. durch Desorption, Freisetzung nach Mineralisierung von organischem Material, Aufwirbelung, Verwitterung und schließlich durch physikalische und physiologische Aktivitäten benthischer (bodenorientierter) Organismen wieder remobilisiert und in den Stoffkreislauf eines Gewässers zurückgeführt werden. Schwermetalle Schwermetalle können auf natürlichem Weg, z. B. durch Erosion und Auswaschungsprozesse, in die Gewässer gelangen; durch die oben erwähnten Einleitungen wurde ihr Gehalt in den Gewässern ständig erhöht. Sie kommen in Gewässern nur in geringem Maße in gelöster Form vor, da Schwermetallverbindungen schwer löslich sind und daher ausfallen. Mineralische Schweb- und Sinkstoffe sind in der Lage, Schwermetallionen an der Grenzflächenschicht anzulagern. Sie können ferner in Wasserorganismen gebunden sein. Über die Nahrungskette werden die Schwermetalle dann von höheren Organismen aufgenommen oder sinken entsprechend der Fließgeschwindigkeit eines Gewässers als Ablagerung (Sediment) auf den Gewässergrund ab. Einige Schwermetalle sind in geringen Mengen (Spurenelemente wie z.B. Kupfer, Zink, Mangan) lebensnotwendig, können jedoch in höheren Konzentrationen ebenso wie die ausgesprochen toxischen Schwermetalle (z. B. Blei und Cadmium) Schadwirkungen bei Mensch, Tier und Pflanze hervorrufen. Die in den Berliner Gewässersedimenten am häufigsten erhöhte Meßwerte aufweisenden Schwermetalle werden nachstehend kurz beschrieben. Kupfer ist ein Halbedelmetall und wird u.a. häufig in der Elektroindustrie verwendet. Die toxische Wirkung der Kupferverbindungen wird in der Anwendung von Algiziden und Fungiziden genutzt. Kupfer ist für alle Wasserorganismen (Bakterien, Algen, Fischnährtiere, Fische) schon in geringen Konzentrationen toxisch und kann sich daher negativ auf die Besiedlung und Selbstreinigung eines Gewässers auswirken. Als wichtigstes Spurenelement ist Kupfer für den menschlichen Stoffwechsel von Bedeutung; es führt jedoch bei erhöhten Konzentrationen zu Schädigungen der Gesundheit, die in der Regel nur vorübergehend und nicht chronisch sind. Wie Kupfer ist Zink in geringen Mengen ein lebenswichtiges Element für den Menschen. Zink wird u.a. häufig zur Oberflächenbehandlung von Rohren und Blechen sowie zu deren Produktion verwendet. Ähnlich wie Kupfer haben erhöhte Zinkkonzentrationen toxische Wirkung auf Wasserorganismen; vor allem in Weichtieren (Schnecken, Muscheln) reichert sich Zink an. Blei gehört neben Cadmium und Quecksilber zu den stark toxischen Schwermetallen, die für den menschlichen Stoffwechsel nicht essentiell sind. Bleiverbindungen werden z. B. bei der Produktion von Farben und Rostschutzmitteln sowie Akkumulatoren eingesetzt. Teilweise befinden sich in Altbauten auch noch Wasserleitungen aus Blei. Der größte Bleiemittent ist – trotz starkem Rückgang des Verbrauchs von verbleitem Benzin – immer noch der Kraftfahrzeugverkehr. Die ständige Aufnahme von Blei kann zu schweren gesundheitlichen Schädigungen des Nervensystems und zur Inaktivierung verschiedener Enzyme führen. Cadmium wird bei der Produktion von Batterien, als Stabilisator bei der PVC-Herstellung, als Pigment für Kunststoffe und Lacke sowie in der Galvanotechnik verwendet. Die toxische Wirkung von Cadmium bei bereits geringen Konzentrationen ist bekannt, wobei das Metall vor allem von Leber, Niere, Milz und Schilddrüse aufgenommen wird und zu schweren Schädigungen dieser Organe führen kann. Pestzide, PCB und deren Aufnahme durch Aale Chlorierte Kohlenwasserstoffe (CKW) haben an ihrem Kohlenstoffgerüst Chlor gebunden. Innerhalb der Gruppe der halogenierten Kohlenwasserstoffe finden sie die bei weitem meiste Herstellung, Anwendung und Verbreitung. Chlorierte Kohlenwasserstoffe sind wegen ihrer vielfältigen Verbindungen sehr zahlreich. Viele organische Chlorverbindungen, wie z.B. DDT und insbesondere die polychlorierten Biphenyle (PCB), weisen eine hohe Persistenz auf. Viele Verbindungen der Chlorierten Kohlenwasserstoffe sind im Wasser löslich, andere, wie z. B. DDT und PCB, sind dagegen fettlöslich und reichern sich im Fettgewebe von Organismen an. Verschiedene Pestizide und PCB haben – vor allem mit abnehmender Wasserlöslichkeit – die Eigenschaft, sich adsorbtiv an Schwebstoffen oder auch an Pflanzenorganismen anzulagern. In strömungsarmen Bereichen des Gewässers sinken die Schwebstoffe ab und gelangen mit den Schadstoffen auch in das Sediment. Die hier lebenden Organismen sind eine wichtige Nahrungsgrundlage für Fische. Vorwiegend die benthisch lebenden Fische vermögen daher hohe Schadstoffkonzentrationen im Fettgewebe aufzunehmen. Vor allem die fettreich werdenden Aale fressen Bodenorganismen und graben sich im Sediment ein. Diese Lebensweise führt dazu, Pestizide und PCB nicht nur über die Nahrung, sondern auch über die Haut aufzunehmen und im Körperfett zu speichern. DDT, Dichlor-Diphenyl-Trichlorethan, ist ein schwer abbaubarer Chlorierter Kohlenwasserstoff, der zu den bekanntesten Schädlingsbekämpfungsmitteln gehört und früher weltweit eingesetzt wurde. Aufgrund der fettlöslichen Eigenschaften und der äußerst hohen Persistenz wird DDT vornehmlich in den Körperfetten nahezu aller Organismen gespeichert. Die globale Anwendung von DDT hat so zu einer Belastung der gesamten Umwelt geführt. Inzwischen ist die DDT-Anwendung von fast allen Ländern gesetzlich verboten. DDT ist mutagen (erbschädigend) und steht in Verdacht, krebserregend zu sein. Lindan wird vor allem als Kontakt- und Fraßgift zur Schädlingsbekämpfung von Bodeninsekten und als Mittel zur Saatgutbehandlung verwendet. Lindan ist bei Temperaturen bis 30° C nicht flüchtig und weist eine geringe chronische Toxizität auf – ist dafür aber akut toxisch. Vergiftungserscheinungen können z. B. beim Menschen zu Übelkeit, Kopfschmerzen, Erbrechen Krampfanfällen, Atemlähmung bis hin zu Leber- und Nierenschäden führen. Zudem besitzt Lindan eine hohe Giftigkeit für Fische; es wird aber relativ schnell wieder ausgeschieden und abgebaut. PCB, polychlorierte Biphenyle, sind schwer abbaubare Chlorierte Kohlenwasserstoffe, die mit zu den stabilsten chemischen Verbindungen gehören. Wegen ihrer guten Isoliereigenschaften und der schlechten Brennbarkeit werden sie in Kondensatoren oder Hochspannungstransformatoren verwendet. Weitere Verwendung finden PCB bei Schmier-, Imprägnier- und Flammschutzmitteln. Verursacher des PCB-Eintrages in die Berliner Gewässer sind im wesentlichen der KFZ-Verkehr, die durch KFZ belastete Regenentwässerung sowie die KFZ- und Schrott-Entsorgung. In hohen Konzentrationen verursachen PCB Leber-, Milz- und Nierenschäden. Bei schweren Vergiftungen kommt es zu Organschäden und zu Krebs. Einige PCB-Vertreter unterliegen im Rahmen der gesetzlichen Regelungen seit 1989 Einschränkungen bei der Herstellung bzw. Verwendung (PCB-, PCT-, VC-Verbotsverordnung vom 18.7.89). Neben dem Nachweis erhöhter Werte im Wasser und in Sedimenten Berliner Gewässer wurden in den 80er Jahren bei Fischuntersuchungen lebensmittelrechtlich äußerst bedenkliche Konzentrationen von CKW, wie z. B. PCB und die Pestizide DDT und Lindan nachgewiesen. Dies führte im Westteil von Berlin nach Inkrafttreten der Schadstoff-Höchstmengenverordnung (SHmV vom 23. 3. 1988) zum Vermarktungsverbot für aus Berliner Gewässern gefangene Fische. Die seit dieser Zeit gefangenen Fische wurden der Sondermüllentsorgung zugeführt. Die Berufsfischerei führte im Auftrag des Fischereiamtes Berlin aufgrund eines Senatsbeschlusses Befischungsmaßnahmen durch, die durch gezielte Beeinflussung der Alterszusammensetzung eine Reduzierung der Schadstoffbelastung der Berliner Fischbestände bewirken sollten. Die intensive Befischung der Überständler hatte einen jüngeren, fett- und damit schadstoffärmeren Bestand zum Ziel; jüngere, fettärmere Fische enthalten weniger Anteile der lipophilen (fettliebenden) CKW, wie PCB, DDT, Lindan u.a. Infolge verschärfter Genehmigungsverfahren für potentielle Schadstoffeinleiter sowie insbesondere aufgrund des derzeitig verjüngten Fischbestandes konnte das Vermarktungsverbot im Mai 1992 aufgehoben werden.
Metal pollution poses a major threat to aquatic systems especially in anthropogenic influenced areas, in as much as metals are persistent in the environment. The freshwater snail Theodoxus fluviatilis has often been used as an indicator species for the ecological status in river monitoring. In the River Rhine, the native Northern-European form of T. fluviatilis is nowadays extinct, whilst the Danubian form is spreading along the river. The aim of our study was to investigate if the cryptic invader is affected by metal exposure present in the River Rhine and to discuss its potential as an indicator for metal pollution. Several environmental abiotic (14 water environmental variables plus five common metal concentrations in water and biofilm) and biotic parameters (biofilm mass) were measured across 23 sites along the River Rhine. Five population and six histopathological parameters were evaluated on snails collected at all 23 sites. Aqueous chromium concentration was positively correlated to the damage of male reproductive organs of T. fluviatilis, and higher ammonium concentration was correlated to a decrease in snail size and an increase in the proportion of juveniles. None of the analysed snail parameters was negatively correlated to concentrations of other metals measured, like copper and zinc. Therefore, based on the parameters evaluated, our results indicate that the Danubian form of T. fluviatilis is only restrictedly suitable as an indicator for metal pollution in the River Rhine system. Further field and laboratory investigations including other stressors are necessary to evaluate the indicator potential of the cryptic invader holistically. © The Author(s) 2021
Das Projekt "Konzeption und Pilotierung einer Gesundheitsstudie zu ultrafeinen Partikeln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e.V. durchgeführt. Feinstäube in der Außenluft stellen eine gesundheitliche Belastung dar und sind daher im Rahmen der 39. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes in Form von Grenzwerten reglementiert. Es gibt Grenzwerte für Feinstäube mit einem Durchmesser von 10 und 2,5 Mikrometer, jedoch keine für ultrafeine Partikel (UFP) mit einer Größe kleiner als 0,1 Mikrometer. Aufgrund ihrer geringen Größe können UFP tief bis in die Lungenbläschen und von dort aus in das Herz-Kreislaufsystem gelangen. Im Herz-Kreislaufsystem sowie in anderen Organen können UFP Entzündungsreaktionen hervorrufen. Es wird angenommen, dass durch anhaltende Entzündungen Organschädigungen und chronische Erkrankungen wie zum Beispiel chronische Lungenerkrankungen, Herz-Kreislauferkrankungen oder eine Schwächung des Immunsystems begünstigt werden. Zu diesen gesundheitlichen Wirkungen insbesondere nach langfristiger Exposition gegenüber UFP gibt es derzeit kaum epidemiologische Studien. Dieses Vorhaben soll diesem Mangel begegnen, indem eine epidemiologische Studie konzipiert und pilotiert wird. Hierbei sollen die gesundheitlichen Auswirkungen einer langfristigen Exposition gegenüber UFP untersucht werden unter Berücksichtigung von Confoundern und anderen Luftschadstoffen. Die Pilotierung bezieht sich auf verschiedene UFP-Messungen und Metriken, um deren zeitliche und räumliche Variabilität abdecken zu können, denn Durchschnittswerte, welche in epidemiologischen Studien meist verwendet werden und repräsentativ für eine bestimmte Umgebung und einen Zeitraum sind, können für UFP nicht verwendet werden. Es sollen konkrete Vorschläge für eine umfassende epidemiologische Studie inklusive Expositionsschätzung, UFP Metrik, Fallzahl, möglicher zu untersuchender Gesundheitsendpunkte sowie deren Erfassung gemacht werden. Das Projekt wird von einem Konsortium bearbeitet, welches aus den folgenden Institutionen besteht: Institut für Energie- und Umwelttechnik e.V., TNO - Netherlands Organisation for Applied Scientific Research, Institut für Arbeits- Sozial- und Umweltmedizin, Heinrich-Heine-Universität, Hochschule Düsseldorf, Labor für Physik und Umweltmesstechnik, IVU Umwelt GmbH, Ing.-Büro Janicke.
Das Projekt "Ableitung von Donatorwerten fuer cadmiumbelastete Ackerboeden im Hinblick auf Weizenanbau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Organisation und Entscheidung durchgeführt. Die haeufigste Strategie zur Berechnung von Schwellenwerten zum Ausschluss von gesundheitlichen Risiken durch Umweltbelastungen besteht in der Verwendung von Sicherheitsfaktoren. Ausgehend von der Kritik an dem Konzept der Sicherheitsfaktoren, wird als eine Alternative zur Erfassung der verschiedenen Unsicherheiten bei der Risikoabschaetzung und -bewertung die induktiv-stochastische Risikoabschaetzung vorstellt und am Beispiel der Berechnung von Donatorwerten fuer cadmiumbelastete Weizenackerboeden konkretisiert. Auf der Basis eines integrativen Donator-Akzeptor-Modells wird der Transferpfad vom Ackerboden (Donator) ueber den Transfer in die Weizenpflanze und den Konsum von Weizenprodukten zum Menschen (Akzeptor) beschrieben, wobei auch andere umweltbedingte und individuelle (durch Rauchen) Cd-Belastungen beruecksichtigt werden. Ausgehend von der taeglich aufgenommenen Cd-Gesamtmenge wird mittels eines toxikokinetischen Modells die Akkumulation des Cd in der Niere, die das kritische Organ bei chronischer Cd-Belastung ist, beschrieben. Die Verteilungen der Modellparameter zB fuer den Transferfaktor Boden-Pflanze, die Konsummenge von Weizenprodukten und die Eliminationshalbwertszeit fuer Cd sind zum Teil zusammen mit Experten und zum Teil aus Literaturangaben konstruiert worden. Mit Hilfe eines Simulationsprogramms ist dann in Abhaengigkeit von verschiedenen Cd-Konzentrationen in Ackerboeden die Verteilung der Cd-Konzentrationen in der Nierenrinde berechnet worden. Die berechneten Verteilungen erscheinen im Vergleich zu tatsaechlich gemessenen Cd-Konzentrationen im Nierencortex plausibel und auch im Hinblick auf den Einfluss des Rauchens realistisch...
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Universitätsklinikum Aachen, Klinik für Anästhesiologie durchgeführt. Vorhabenziel: In diesem Vorhaben soll ein voll automatisierter Teststand (Mock Loop) als Ersatzmethode für Tierversuche entwickelt werden. Mit diesem künstlichen Kreislauf soll die Langzeit-Biokompatibilitätstestung extrakorporaler Lungenassistenzsysteme (ECLAs) ermöglicht, sowie ein verlängerter Funktionserhalt zur Transplantation vorgesehener Organe erreicht werden. Experimentelle Ansätze zur Langzeittestung auf diesen Gebieten basieren ausschließlich auf in vivo Modellen in Großtieren (Schweine / Schafe). Etablierte in vitro Modelle sind auf wenige Stunden begrenzt und verwenden häufig Blutersatzlösungen. Beides limitiert die klinische Relevanz und Übertragbarkeit. Trotz stetiger Verbesserungen auf beiden Forschungsgebieten muss eine hohe klinische Komplikationsrate bei ECLA Anwendung, sowie ein Mangel an hochwertigen Spenderorganen konstatiert werden. Die Entwicklung dauerhaft biokompatibler ECLAs, sowie die stetige Qualitätssteigerung von Spenderorganen sind somit zwingend erforderlich und der Bedarf an Versuchsmodellen zur Langzeittestung neuer Technologien wird wachsen. Die Kliniken für Anästhesiologie, Thorax-, Herz-, und Gefäßchirurgie, sowie das Institut für Versuchstierkunde und der Lehrstuhl Informatik 11 der RWTH Aachen streben die Entwicklung eines vollautomatisierten Mock Loops an, der die in vitro Perfusion eines ECLA Systems oder eines Spenderorgans mit Vollblut über mehrere Tage ermöglicht. Diese Experimental-Plattform ersetzt Tierversuche (TV) auf beiden Forschungsgebieten (Replace) und ermöglicht die gezielte Analyse relevanter pathophysiologischer Vorgänge (Gerinnungs-, Thrombozyten-, Leukozytenaktivierung), sowie daraus resultierende Komplikationen (Blutgerinnsel-Bildung, Entzündungsreaktion, Organschädigung) ohne erforderlichen TV (Reduce). In strikter Umsetzung des 3R Konzepts, werden für den Aufbau und die Etablierung des automatisierten Teststandes keine zusätzlichen Tiere für dieses Projekt beantragt, sondern das Blut und die Organe ohnehin verwendeter Versuchstiere genutzt (Refine).
Das Projekt "Mechanisms of oxidative stress tolerance in rice and their application in the molecular breeding of genotypes adapted to stress environments" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz - Pflanzenernährung (Prof. Werner) durchgeführt. Abiotic environmental stresses are among the major factors limiting agricultural productivity in many developing countries. A common feature of various environmental stresses is the excessive accumulation of reactive oxygen species (ROS) in the leaf tissue leading to 'oxidative stress' and in turn visible leaf lesions, reduced growth, and in severe cases plant death. This project aims at identifying molecular mechanisms associated with oxidative stress tolerance in rice (Oryza sativa L.) under three different environmental conditions: (i) high tropospheric ozone concentration, (ii) zinc deficiency, and (iii) iron toxicity. This is achieved by dissecting naturally occurring genotypic variability in oxidative stress tolerance into distinct quantitative trait loci (QTL). Physiological mechanisms and genes underlying such tolerance QTL are identified by adopting an interdisciplinary approach including biochemical characterization of the antioxidant systems, transcriptome profiling, and experiments with gene knock-out mutants for candidate genes. Theoretical understanding of stress tolerance mechanisms obtained from laboratory experiments would be validated in field experiments together with international research institutions and partners in developing countries. At a later stage, the project strives to adopt emerging techniques in gene discovery such as single nucleotide polymorphism (SNP) based association mapping, and apply lessons learned from studying the 'model cereal crop' rice to other species such as barley (Hordeum vulgare L.). The project is expected to contribute to world-wide efforts in adapting crop production to stress environments by specifically advancing the understanding of oxidative stress tolerance.
Das Projekt "Verbesserung der biotischen Stresstoleranz in Weizen durch mlo-basierte Mehltau-Breitspektrumresistenz zur nachhaltigen Ethanolproduktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Fachgruppe Biologie, Institut für Biologie I (Botanik, Molekulargenetik) durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Verbesserung der Mehltauresistenz von hexaploidem Weizen für eine nachhaltige und umweltschonende Ethanolproduktion. Hierzu soll eine Weizenlinie mit mlo-basierter Mehltau-Breitspektrum- Resistenz generiert werden. Mehltau-Resistenz auf der Basis eines defekten (mutierten) Mlo-Gens ist seit langem in diploider Gerste bekannt und entsprechende mlo-Mutanten werden seit mehr als 25 Jahren erfolgreich in der Gerstezüchtung bzw. im Gerstenanbau verwendet. Auf Grund des hexaploiden Genoms ist die Erstellung entsprechender mlo-Mutanten in Weizen bisher nicht möglich gewesen. Es wird ein Ansatz auf Basis der sogenannten TILLING (Targeting Included Local Lesions in Genomes)-Technologie vorgeschlagen, um Weizenlinien zu selektieren, die jeweils einzelne Mutationen im Mlo-Gen des A-, B- oder D-Genoms haben. Durch Kreuzung sollen schließlich Linien erhalten werden, die Mutationen in allen drei (Sub-)Genomen tragen und daher voraussichtlich Mehltau-Breitspektrumresistenz aufweisen. Der Arbeitsplan sieht vor, mittels TILLING-Technologie Mutanten in einzelnen Mlo-Homeologen (A-,B-und D-Genom) des hexaploiden Weizens zu identifizieren. Hierzu werden zunächst DNA-Pools einer mutagenisierten Population per TILLING durchmustert und dann Einzelpflanzen identifiziert und die Mutationsereignisse per PCR und DNA-Sequenzierung verifiziert.
Das Projekt "Identifying and exploiting cereal genes for resistance to root diseases and abiotic stress" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Biologie, Lehrstuhl für Biochemie durchgeführt. The focus and unique feature of this project is the investigation of the GRAMINEOUS ROOT. The consortium combines breeding, phytopathological and physiological expertise of the highest international standard, which, in a synergistic way, will enable to tackle the important questions of root stress biology with a present focus on enhancing root disease resistance and salt tolerance. Plant growth and development are entirely dependent on an intact root system, primarily ensuring water and mineral supply. Beside nutrient allocation, the plants health status is strongly influenced by the quality of the root - soil interface. Biotic and abiotic stresses affect efficient root operation and thus threaten biomass formation and yield. Hence, the consortium centers on complementary research strategies to identify and exploit genes that protect roots from biotic and abiotic stresses. Given the high risk of emergingdiseases due to atmospheric and soil temperature changes, one key issue of the proposal is the question how increasing abiotic stress may impinge on plant performance against emerging root pathogens. The specific goals of this proposal are: (1) Isolation of genes conferring resistance to root diseases. (2) Identification of genes conferring improved salt tolerance. (3) Elucidation of effects from saline soils on pathogen resistance mechanisms to identify genes that are protective in combined stress situations. Salt stress is known to cause significant transcriptional changes in roots. Some of these changes include genes associated with general stress responses. To validate the possible impact of increasing salinity on pathogen resistance, global transcript and metabolite profiles of barley varieties treated with i. salt, ii. a pathogen-associated fungal PAMP, iii. the root lesion nematode Pratylenchus, and iv. combinations thereof will be compared to identify differentially expressed genes which will functionally be validated in plant assays. Complementary, PIs will use a direct candidate approach: A functional group list for cereal chitin-binding related PRR with LysM domains will be completed based on rice genome and fragmentary information on other Gramineae, and validated in plant assays. In analogy PIs will select from literature genes associated with salt tolerance. Backcross lines and transgenic plants with improved performance under combined stresses will be validated under green house and field conditions and serve as base breeding material for commercialisation.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Bioninformatik, Biotec durchgeführt. Die TUD koordiniert das Go3R Projekt und entwickelt darin ontologie-basierte Technologien, die für die systematische Verzahnung von Tierexperimenten und Alternativen sowie Methoden zur Bewertung der Wichtigkeit eines Dokumentes für spezifische Alternativmethoden zum Tierversuch für die Vernetzung der Experten in dem Gebiet anhand der fachlichen Inhalte ihrer Arbeit benötigt werden und in die semantischen Suchplattform Go3R integriert werden können. TUD leitet die inhaltliche und funktionale Weiterentwicklung der Go3R Suchplattform. TUD unterstützt die Partner der Anwendungspakete bei der Definition von Rechercheaufgaben zu Anwendungsfällen die potentiell zur Reduktion von Tierexperimenten von sinnesphysiologisch hochentwickelten Arten beitragen können. Anhand dieser Fragestellungen wird die Suchplattform Go3R und die Ontologie weiterentwickelt. Bei der Ontologieentwickelung hat TUD den Hauptanteil und vergibt einen Auftrag an die 3R-Expertin Frau Ursula G. Sauer, die bereits erfolgreich an der vom BfR finanzierten Machbarkeitsstudie mitgearbeitet hat. TUD entwickelt neue semantische Methoden, die ein Identifizieren von Experten, Projektpartnern und Gutachtern ermöglichen und es erlauben Services zu entwickeln, die die Nutzer von Go3R über neu hinzukommenden Informationen (z. B. Dokumente, Kommentare, Verordnungen) zu den von Ihnen definierten 3R relevanten Bereichen informieren. Als Grundlage für eine performante semantische Suchmaschine entwickelt TUD Strategien zur semantischen Indexierung von Ontologietermen, Autoren und Nennungen von Tierversuchen oder Alternativen, sowie Strategien zu Aktualisierung heterogener Dokumentquellen mit 3R-Bezug. Die wird das im Antrag formulierte Ziel der Netzwerkbildung und Sichtbarkeit 3R-relevanter Sachverhalte für einzelne Dokumente, aber auch Personen oder Wissensbereiche erhöhen. Durch die Erforschung von semantischen Rankingmethoden wird ein Relevanzranking für von Go3R gefundene Dokumente ermöglicht.
Das Projekt "Vorhaben: Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Das panbaltische BEAST Projekt hat sich zum Ziel gesetzt, integrative Messgrößen für chemische Belastung sowie Instrumente für die Aufklärung und das Verständnis anthropogener Einflüsse auf das Ökosystem der Ostsee zu entwickeln. Wir werden integrative Monitoring- und Bewertungskonzepte auf ihre Anwendbarkeit auf die Ostsee prüfen und validieren. Hierbei werden besonders die speziellen biotischen und abiotischen Charakteristika der Ostsee berücksichtigt. Die Durchführung Sub-regionaler Erhebungen bildet die Grundlage für wissenschaftlich fundierte Empfehlungen zur Etablierung einer integrierten biologisch-chemischen Effekt Monitoring Strategie für die Einschätzung der Umweltgesundheit. Um Verbindungen zwischen Effekten auf individueller Ebene (im Organismus) und ihren Folgen für das Ökosystem zu etablieren wird eine 'multi-level toolbox' entwickelt, die sensitive Biomarker auf allen Ebenen biologischer Organisation beinhaltet. Die Arbeit setzt sich aus Feldstudien und Experimenten zusammen, wobei sowohl bereits etablierte, als auch innovative neue Methoden in 5 unterschiedlichen Ostseeregionen zur Anwendung kommen, bzw. entwickelt werden. Diese Regionen zeichnen sich dadurch aus, dass Informationen über biologische Effekte und Schadstoffeinfluss nur in geringem Umfang vorliegen. In unserem speziellen Fall werden Lysosomenstabilitätsmessungen durchgeführt und Tests zur Ermittlung der Immunkompetenz in Fischen und Muscheln entwickelt. Kompetenzbildung, Zusammenarbeit, Austausch und Interkalibrierung von Methoden und Training sind ein weiterer zentraler Punkt dieses Projektes. Sechzehn Partner aus allen Ostsee-Anrainerstaaten sind in BEAST beteiligt. Die Ergebnisse werden gegenüber nationalen und regionalen Stakeholdern kommuniziert und eine Kooperation mit HELCOM-MONAS etabliert.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 45 |
| Land | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 44 |
| Text | 1 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 1 |
| offen | 45 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 40 |
| Englisch | 13 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 32 |
| Webseite | 14 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 46 |
| Lebewesen & Lebensräume | 46 |
| Luft | 46 |
| Mensch & Umwelt | 46 |
| Wasser | 46 |
| Weitere | 46 |