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Verschiedene Formen des Weisstannensterbens

Seit ueber 100 Jahren wird ein Weisstannensterben beschrieben. Es scheint nicht ein sondern mehrere Formen des Sterbens zu geben. Bisher zeichnet sich ab: 1. Eine primaer durch kalte Winter mit besonderen Witterungskonstellationen verursachte Krankheit; 2. Eine Form, bei der die Weisstannenstammlaus eine erhebliche Rolle spielt; 3. Eine Form die ueberwiegend auf verschiedene Insekten zurueck geht; 4. Eine Form, bei der der Wind, bzw. der Sturm ausloesende Wirkung hat. Alle Formen werden durch die seit Jahrzehnten erwaehnten Jahre mit warmer Witterung beguenstigt bzw. durch feucht-kuehle Sommer behoben.

Photosynthese bei der Weinrebe

Einbau und Verteilung von Kohlenstoff unter verschiedenen Umweltsbedingungen werden am Beispiel der Weinrebe untersucht. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Bildung bzw. Remobilisierung von Transportkohlenhydraten nach Befall durch pilzliche Parasiten (Mehltau) oder nach Schaedigung des Photosyntheseapparates (z.B. Hagelschlag, Toxineinwirkung) gerichtet.

Forschergruppe (FOR) 5116: Kommunikation in der Wirtspflanzen-Mikroben-Interaktion durch extrazelluläre RNA, Teilprojekt: Bioinformatische Methoden zur Analyse der mutualistischen RNA-Kommunikation

Technologische Fortschritte auf dem Gebiet der Hochdurchsatz-RNA-Sequenzierung und in der bioinformatischen Datenverarbeitung ermöglichen inzwischen vergleichsweise kostengünstige Experimente zur Analyse der mutualistischen RNA-Kommunikation in Wirt-Mikroben-Interaktionen (cross-kingdom RNA communication - ckRNAi). Mit Hilfe der dualen RNA-Sequenzierung können die vielfältigen Effekte auf das Transkriptom von Pflanzen und Mikroben in einer bislang beispiellosen Genauigkeit untersucht werden. Durch die Verfügbarkeit einer breiten Datenbasis aus unterschiedlichen Mikroben-Pflanzen-Interaktionen werden neuartige vergleichende Analysen ermöglicht, um die Effekte verschiedener RNA-Spezies (z.B. kleine (s)RNAs, mRNAs) auf das jeweilige Transkriptom im Detail zu untersuchen. In diesem Projekt werden wir daher automatisierte und standardisierte Analyse-Pipelines zur bioinformatischen Verarbeitung der Daten bereitstellen und umfassende vergleichende Analysen entwickeln. Die Erfassung der Rohdaten und die Speicherung von Analyseergebnissen basieren dabei auf den FAIR-Prinzipien (Findable, Accessible, Interoperable, Reusable). Die Beteiligung im Konsortium der RU5116 bietet uns dabei einen breiten Zugang zu umfassenden Datensätzen für vergleichende Analysen der ckRNAi-Effekte. Für die Kooperationspartner im Verbund stellen wir wiederum die erforderlichen IT-Ressourcen, sowie die benötigten Analysewerkzeuge für die jeweiligen projektspezifischen Fragestellungen zur Verfügung. Insbesondere werden wir unsere Kooperationspartner durch die Entwicklung von passgenauen Analyse-Workflows unterstützen, die einfach zu benutzen sind, um die Daten zu verarbeiten, Ergebnisse zu visualisieren und vergleichende Analysen durchzuführen. Besonders rechenintensive Verarbeitungsschritte werden dabei so angepasst, dass sie in skalierfähigen Cloud-Computing-Umgebungen ausgeführt werden können. Darüber hinaus werden wir verfügbare Programme zur vergleichenden Analyse von Co-Expressionsnetzwerken evaluieren und schließlich eine für den Verbund optimierte Lösung in unsere Workflows integrieren.

Waldschutz-Informations-Webseite des Landes Brandenburg

Die Waldschutz-Informations-Webseite des Landes Brandenburg stellt ein kompaktes Wissensangebot zum Waldschutz bereit, das sowohl die Waldschutzsituation seit dem Jahr 2000 sichtbar macht als auch zu Forstschadinsekten und pilzlichen Schaderregern informiert. Neben der Biologie der Arten werden Überwachungsmethoden und deren Ergebnisse in Grafiken und Karten nach Schadinsekten, Überwachungsverfahren, Erfassungszeiträume und Regionen bereitgestellt.

Bekaempfung der Hauptfruchtform des Schorfpilzes (Venturia inaequalis) im Fallaub durch Ausnutzung der Regenwurmtaetigkeit

Der Apfelschorf (Venturia inaequalis) ist die bedeutendste Pilzkrankheit im Obstbau. Der Pilz ueberwintert mit seiner Hauptfruchtform im Fallaub. Die Bekaempfung wird wesentlich erleichtert, wenn es gelingt, die von dieser Infektionsquelle ausgehenden Primaerinfektionen zu verhindern. Dies ist umso leichter, je mehr Fallaub bis Vegetationsbeginn abgebaut ist. Hierfuer ist in erster Linie der Grosse Regenwurm (Lumbricus terrestris) verantwortlich. Es wird die Frage untersucht, in welchem Umfange L. terrestris in verschiedenen bewirtschafteten Obstanlagen zu einer Reduktion des Befallsdruckes durch V. inaequalis beitraegt, und durch welche Massnahmen diese nuetzliche Wirkung gesteigert werden kann.

Einfluss der Heterogenitaet von Pflanzenbestaenden auf den Befall von Pflanzen durch tierische Schaedlinge

Von Pflanzenbestaenden, die nur eine Pflanzenart enthalten, wird oft ein staerkerer Befall durch tierische Schaedlinge vermutet. Durch Laborversuche mit verschiedenen Arten phytophager Insekten wird geprueft, ob das Aufsuchen der Wirtspflanzen in Reinbestaenden gegenueber Mischbestaenden erleichtert ist.

Nutzung von Genomvariation zur Optimierung der stomatären Eigenschaften und zur Schaffung von klimaresistentem und nahrhaftem Reis

Steigende Temperaturen und Wassermangel verringern die Ernteerträge und die Qualität der Ernte in vielen landwirtschaftlichen Regionen. Dieses Problem wird sich durch den Klimawandel voraussichtlich noch verstärken. Wir werden uns in diesem Projekt auf Reis, eine er die wichtigste menschliche Nahrungspflanzen, konzentrieren. Der Anbau von Reis ist wasserintensiv, und vom Klimawandel besonders betroffen. Wir wollen mehrere natürliche genetische Variationen identifizieren und testen, die bereits einige Reis-Landrassen in die Lage versetzen, unter warmen und trockenen Klimabedingungen ausreichend Saatgut zu produzieren. Das Projekt hat die Verbesserung der Klimaresistenz von Nutzpflanzen zum Ziel. Ein Fokus liegt dabei auf der Rolle der Spaltöffnungen. Diese regulierbaren Poren steuern den Wasserverlust aus der Pflanze und sind daher entscheidend für die Verdunstungskälte und die Reaktion auf Trockenstress. Wir haben bereits die Genome von fast eintausend Reissorten untersucht, um eine Liste von 30 Genen mit natürlich vorkommenden Variationen zu identifizieren, die mit Wachstum in schwierigen Umgebungen verbunden sind. Sechs dieser Gene wurden priorisiert, und drei von ihnen sind direkt an der Regulierung der Spaltöffnungen beteiligt. Um herauszufinden, welche dieser Gene am ehesten in der Lage sind, Klimaresilienz zu verleihen, werden wir 200 traditionelle Reissorten, die entweder funktionale oder nicht-funktionale Kopien unserer Zielgene enthalten, untersuchen. Wir werden diese Reissorten sowohl in sorgfältig kontrollierten Umgebungen als auch in tropischen Feldversuchen anbauen und ihre Stressresistenz und ihren Nährstoffgehalt messen. Die Daten aus diesen Experimenten werden nicht nur die genetischen Sequenzen aufzeigen, die von Natur aus mit Hitze- und Dürretoleranz verbunden sind, sondern es auch ermöglichen, mit Hilfe von maschinelles Lernen die Eigenschaften, die die beste Vorhersagen für die Leistung der Pflanzen auf dem Feld erbringen, zu ermitteln. Wir werden die Funktion unserer Zielgene durch genetische Manipulation ihrer Expression verifizieren und durch in silico transkriptomische, physiologische und biochemische Analysen neue genomische Ressourcen für die Reisforschungsgemeinschaft bereitstellen. Schließlich werden wir mit Hilfe von Gene Editing versuchen die gefundene Stressresistenz in stressanfälligen modernen Elitereissorte wiederherzustellen. Um dies zu erreichen, brauchen wir die verschiedenen Fähigkeiten unseres multidisziplinären Teams. Darüber hinaus haben wir ein "Bürgerwissenschaftliches" Programm entwickelt, um die Rolle aller 30 klimaassoziierten Reisgenen neben den vorrangigen Zielgenen zu untersuchen. Zu diesem Zweck werden wir mit Schülern in lokalen Schulen in den USA und Großbritannien zusammenarbeiten. Hierbei werden wir zusätzliche Gene untersuchen und den Schülern und Lehrern die Möglichkeit geben, einen Beitrag zu den internationalen Forschungsbemühungen die den Klimawandel bekämpfen zu leisten.

Untersuchungen ueber den Einfluss herbizid-induzierter Veraenderungen von Getreide und Raps auf saugende Insekten

Durch Anwendung von Herbiziden wird vielleicht die Wirtspflanzenqualitaet von Kulturpflanzen fuer tierische Schaedlinge, besonders fuer saugende Insekten, geaendert. Untersucht wird das Ausmass solcher Veraenderungen bei Blattlaeusen.

Auswirkungen einer reduzierten Bodenbearbeitung auf das Auftreten, das Ueberdauern und die Bekaempfungsmoeglichkeiten von Unkraeutern und Pflanzenkrankheiten in einer Rapsfruchtfolge

Verfahren der pfluglosen Bodenbearbeitung erhoehen die Gefuegestabilitaet und Tragfaehigkeit des Bodens, hemmen die Bodenerosion und den Austrag von Duenge- und Pflanzenschutzmitteln, schonen die Bodenlebewesen und Gegenspieler von Pflanzenschaedlingen und verringern die Arbeits- und Maschinenkosten. Trotz ihrer Vorteile werden Verfahren der reduzierten Bodenbearbeitung insgesamt gesehen nur zoegernd von der Praxis angenommen. Ein wichtiger Grund hierfuer duerften die Pflanzenschutzprobleme sein, die nach pflugloser Bodenbearbeitung auftreten koennen. Dies sind vor allem eine Zunahme der Verunkrautung und des Befalls mit Schadorganismen. Fuer den Anbau von Raps wurden die mit einer pfluglosen Bodenbearbeitung verbundenen Pflanzenschutzprobleme und deren Loesung kaum bearbeitet. Dies ist daher der Schwerpunkt des Projektes.

Funktionelle Analyse von Resistenzmechanismen, die zur nachhaltigen Resistenz gegen den Falschen Mehltau in der Rebenzüchtung genutzt werden

Der Falsche Mehltau wird durch den Oomycete Plasmopara viticola verursacht und ist eine der wichtigsten Weinrebenkrankheiten. Die Empfindlickeit der Weinrebe gegen P. viticola erfordert den intensiven Einsatz von Fungiziden im Weinbau, mit negative Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit. Um den Einsatz von Fungiziden zu reduzieren, wurden in Züchtungsprogrammen sowohl in Deutschland als auch in Frankreich Resistenz-Loci von wilden Vitis-Arten in kultivierte Weinreben eingekreuzt, wodurch neuen Rebsorten erhalten wurden, die gegen den Falschen Mehltau resistent sind. Die durch diese Loci vermittelten Resistenzmechanismen sind jedoch nur unzureichend charakterisiert. Die neueste Generation von resistenten Rebsorten soll mindestens zwei Resistenz-Loci gegen den Falschen Mehltau kombinieren, um das Risiko der Überwindung der Resistenz durch das Pathogen zu minimieren. Durch die Kombination genetischer und molekularer Versuchsansätze in Verbindung mit hochpräzisen Phänotypisierungstechniken, werden französische und deutsche Partner die funktionelle Vielfalt der Abwehrmechanismen der Weinrebe gegen P. viticola untersuchen, um deren Kombination in neuen Rebsorten für eine verbesserte Beständigkeit der Resistenz zu optimieren.

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