Pflanzenpathogene verursachen Krankheiten, die 20-30 % der weltweiten Ernteproduktivität zerstören können. Pilzpathogene verursachen einige der zerstörerischsten Pflanzenkrankheiten. Das Verständnis ihrer Infektionsmechanismen bietet vielversprechende Möglichkeiten, neuartige Methoden zu entwickeln um ihre Ausbreitung zu verhindern, den Einsatz giftiger Chemikalien zu reduzieren und dadurch die Ernteproduktivität zu steigern. Wir benötigen jedoch neuartige und innovative Ansätze, um die mechanistischen Details der Virulenz der Pathogene zu entschlüsseln. In diesem Antrag werden wir untersuchen, wie der Brandpilz Grundnahrungsmittel wie Reis, Gerste und Weizen infiziert und dabei eine verheerende Pandemie verursacht, die die globale Ernährungssicherheit bedroht. Zu diesem Zweck werden wir modernste Technologien in der Röntgenkristallographie und der kryogenen Elektronenmikroskopie einsetzen, um mit dem höchsten jemals aufgezeichneten Detailgrad zu verstehen, wie der Pilz in die Pflanzen eindringt. Indem wir verstehen, wie dieser Pilz Pflanzen infiziert, tragen wir zur Entwicklung neuartiger Strategien zur Krankheitsbekämpfung bei, bewältigen eine kritische wirtschaftliche Herausforderung in der globalen Landwirtschaft und gewährleisten die Ernährungssicherheit für künftige Generationen.
In Zeiten des Klimawandels wird die Pflanzengesundheit durch kombinierten Stress durch abiotischen, klimawandelbedingten Faktoren und biotischem Faktoren durch Schädlinge und Krankheitserreger beeinträchtigt. Dieses Projekt zielt darauf ab, die Auswirkungen abiotischer, klimawandelbedingte Stressfaktoren, wie z. B. erhöhtem atmosphärischen CO2-Gehalt (eCO2) und Trockenstress, auf die Interaktion zwischen Weinreben, Blattrollviren (GLRaV), und virusübertragenden Schmierläusen zu untersuchen. GLRaV, insbesondere GLRaV-3, verändert die CO2-Assimilation, die Wassernutzungseffizienz sowie die primären und sekundären Stoffwechselprodukte der Pflanze, was letzendlich zu Ertragsminderungen, verzögerter Fruchtreife und schlechter Traubenqualität führt. Das Virus wird durch infiziertes Vermehrungsmaterial und phloemsaugende Insekten, wie z. B. Schmierläuse, verbreitet. Es ist bekannt, dass eCO2- und Wasserstress einen erheblichen Einfluss auf die Pflanzenphysiologie und die Schädlingsbekämpfung haben kann. Außerdem weiß man, dass Pflanzenviren biotischen Stress für die Pflanzen verursachen und das Verhalten der Virusvektoren verändern können. Gleichzeitig werden Viren von denselben klimawandelbedingten abiotischen Stressfaktoren beeinflusst, wie die anderen Mitglieder des Ökosystems. Es gibt nur sehr wenige Studien über die Auswirkungen des Klimawandels auf Virusinfektionen auf Weinreben und keine einzige über die Auswirkungen auf Schmierläuse als Virusvektoren. Schlussfolgerungen aus anderen Pathosystemen zu ziehen, gestaltet sich schwierig, da die Auswirkungen von abiotischem, klimawandelbedingtem Stress oft artspezifisch sind. Bisher hat sich die Forschung vor allem mit den Wechselwirkungen einzelner Klimawandelparameter mit Pflanzen, Insekten oder Krankheitserregern befasst. Um die Wechselwirkungen zwischen mehreren Stressoren und die komplexen Beziehungen zwischen Pflanzen, Krankheitserregern und Vektoren zu verstehen, sind breitere Forschungsansätze nötig. Nur so können wirksame Anpassungsstrategien entwickelt werden um Pflanzen in der Zukunft gesund und produktiv zu halten. Im Rahmen des Projekts werden eine Reihe von Experimenten durchgeführt, bei denen Weinreben zwei Klimawandelparametern (Wasserstress + CO2) in Kombination mit biotischem Stress durch eine GLRaV-3-Infektion ausgesetzt werden. Untersucht werden die Mechanismen (Genexpression) und die Auswirkungen auf die Pflanzen (Aminosäuren, Phenole, C/N, Zucker, Chlorophyll) und den Insektenvektor (Fressverhalten, Fitness), zusätzlich zu klassischen Übertragungsexperimenten mit GLRaV. Die Forderung nach multifaktoriellen Stress-Experimenten wird seit Jahrzehnten erhoben. Diese Experimente sind ehrgeizig und komplex, aber sie sind der notwendige nächste Schritt, um Erkenntnisse über die zukünftige Entwicklung der Blattrollkrankheit zu gewinnen.
Neue Sorten werden in Feldversuchen in mehreren Umwelten (MET) extensiv getestet, um zuverlässige empirische Grundlage für Sortenempfehlungen für Landwirte zu erhalten. Falls die Zielpopulation von Umwelten groß genug und heterogen ist, ist eine Aufteilung in Subregionen oft vorteilhaft. Bei der Planung solcher Versuche erhebt sich die Frage der Zuordnung der Feldversuche den Subregionen. Zu Lösung dieses Problems werden meistens lineare gemischte Modelle angenommen. Optimale Versuchspläne (optimale Zuordnungen der Feldversuche) werden für beste lineare unverszerrte Vorhersagen (BLUPs) für Genotypeffekte und ihre paarweise lineare Kontraste bestimmt. In diesem Projekt werden lineare gemischte Modelle mit korrelierten Genotypeffekten untersucht, die zudem Jahres- und / oder Umweltfaktoren miteinbeziehen können. Außerdem ist geplant unvollständige Block-Designs (alpha-Designs, Zeilen-Spalten-Pläne) neben randomisierten vollständigen Block-Designs zu berücksichtigen. Für den Fall dass Markerdaten verfügbar sind, werden Versuchspläne für MET für Sparse Testing untersucht. Sparse Testing bedeutet die Prüfung jedes Genotyps ausschließlich in einem Teil der Feldversuche. Dadurch wird die Erfassung der Marker-Umwelt-Interaktion in einer erhöhten Zahl von Umwelten ermöglicht, wodurch eine höhere Präzision der Schätzung von Markereffekten erreicht wird. Die Aufgabe der Versuchsplanung ist nun die Zuordnung der Genotypen zu den Prüfumwelten. Die linearen gemischten Modelle sind hier so kompliziert, dass die Designfragestellungen nicht trivial sind. In den Fällen, wo die daraus resultierenden Designkriterien keine Spezialfälle von bekannten Kriterien sind, werden neue Berechnungsmethoden für optimale Versuchsplanung entwickelt. Eine zugehörige Fragestellung in dieser Forschung ist die Ermittlung von optimalen oder hocheffizienten Designs, die unabhängig von oder mindestens unsensitiv bzgl. der Kovarianzmatrix der zufälligen Effekte sind. Zu Lösung dieses Problems wird ein Bayesianischer Ansatz benutzt. Außerdem werden das Minimax-Kriterium und / oder das Maximin-Efficiency-Kriterium untersucht, die dem "worst case" bezüglich der zugrundeliegenden Kriterien entsprechen.
Les attaques de S. nodorum sur le ble peuvent causer des dommages considerables. Pour cette raison, l'obtention de lignees resistantes ou tolerantes est hautement souhaitable. La recherche de nouveaux geniteurs resistants doit continuer. C'est pourquoi le material de notre collection ble sera teste pour sa resistance au S. nodorum. Puisque dans le ble tendre il y a peu de bon geniteurs disponibles, nous avons elargi la recherche de geniteurs resistants au ble sauvage et primitif. Un programme de retrocroisements a commence avec les lignees les plus resistantes pour transferer la resistance du type sauvage dans le ble tendre. (FRA)
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.
Der Landesbetrieb Forst Brandenburg überwacht seit vielen Jahren auf der Grundlage geeigneter Monitoringverfahren das Waldschutzgeschehen im Land. Im Mittelpunkt stehen dabei nadel- und blattfressende Insekten an Kiefer und Eiche (Bestandesschädlinge). Die Waldschutz-Datenbank enthält alle Monitoringdaten seit dem Jahr 2000. Darüber hinaus sind Informationen zur Biologie der Arten und zu den Überwachungsmethoden sowie zu Erfassungszeiträumen und gefährdeten Regionen abgelegt. Die Datenbank bildet die Grundlage für die Waldschutz-Informations-Webseite des Landes Brandenburg.
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.
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.
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.
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.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 488 |
| Europa | 22 |
| Global | 1 |
| Land | 33 |
| Wissenschaft | 170 |
| Zivilgesellschaft | 5 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 488 |
| Text | 1 |
| unbekannt | 2 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 1 |
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| Unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 462 |
| Englisch | 140 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 1 |
| Dokument | 4 |
| Keine | 369 |
| Webseite | 122 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 347 |
| Lebewesen und Lebensräume | 490 |
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