Das Projekt "Ökologische und evolutionsbiologische Bedeutung einer persistenten Samenbank für ausdauernde krautige Pflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement, Professur für Landschaftsökologie und Landschaftsplanung durchgeführt. Pflanzen haben als Reaktion auf die Unvorhersagbarkeit ihrer Umwelt zwei Mechanismen der Risikominderung entwickelt: Ausbreitung und Dormanz. Theoretische Modelle deuten auf eine Reihe spezifischer Bedeutungen dormanter Samen einer Boden-Samenbank für Populationsbiologie, -genetik und Evolutionsbiologie. So könnten Samenbanken durch die Speicherung von Genotypen die genetische Diversität von Populationen erhalten und die genetische Differenzierung dämpfen. Es gibt jedoch nur wenige empirische Studien zum Zusammenhang zwischen genetischer Struktur von Samenbank und oberirdischer Population. Das vorliegende Forschungsprojekt gründet sich auf vorangegangene eigene Studien und wird sich mit Viola elatior, einer ausdauernden Art mit Vorkommen entlang eines Gradienten von Auenwiesen bis Auenwäldern beschäftigen. Ziel des Projekts ist die Hypothesen zu testen, dass (1) eine Samenbank als Reservoir von Genotypen dient, die in der oberirdischen Population verschwunden sind, (2) Variation in Dormanz und Keimung von der genetischen Diversität der Mutterpflanzen abhängen und (3) sich natürlich und erzwungen keimende Samen in ihrer Fitness unterscheiden. Es soll ein Genomscan durchgeführt werden, um potentiell adaptive Loci in Samenbank und oberirdischer Population sowie entlang eines Umweltgradienten zu identifizieren.
Das Projekt "Genfluss in ausgewaehlten Nutzpflanzen der Schweiz und verwandten Unkraeutern, Risikoeinschaetzung fuer den Feldanbau von genetisch veraenderten Pflanzen in der Schweiz - Phase 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universite de Neuchatel, Institut de Botanique durchgeführt. Aim: Evaluation of gene flow from crops to related weeds under regular agricultural conditions. Means: 1) bibliographical database, 2) field work: collection of wild relatives in zones of contact; screening for hybrids by the methods of biometry and genetics/ elaboration of distribution maps and of risk indices (Dpdf codes) as a synthesis of all the gathered data. Evaluation of risk of gene flow between crops and wild relatives by sexual reproduction is carried out in a first step by bibliographical work and herbarium examination. Then, spontaneous occurrence of the crop and the wild relatives is censused on test areas. Populations of the wild species close to the cultivated field are sampled. Depending on the species, the plants themselves or their progeny are are analysed in order to detect spontaneous hybrids or introgressive individuals. Moreover, artificial crosses and natural hybridisations are carried out. The synthesis of the results is expressed by risk indices (Dpdf) codes, which translate hybridisation rate with the local flora, the risk of escape of diaspores in the wild and the distribution frequency of wild relatives.^Moyen: 1) base de donnees bibliographiques, 2) travail de terrain: collecte de plantes sauvages proches dans des zones de contacts, recherches d'hybrides par des approches en biometrie et des analyses genetiques/ elaboration de cartes de distribution et d'indices de risques (codes Dpdf) qui synthetisent l'ensemble des donnees. (FRA)
Das Projekt "Biologie der Erhaltung von abnehmenden Gruenlandspezies: experimentelle Analyse von Populationsprozessen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Zürich, Institut für Umweltwissenschaften durchgeführt. In the last decades many plant species have experienced a dramatic decline in the number of populations and the remaining populations are frequently small and isolated from each other. Environmental stochasticity and genetic erosion pose considerable threats to small and isolated plant populations. Successful management of declining species to conserve plant biodiversity requires an understanding of both demographic and genetic processes at the population level and of their importance for local extinctions. The first aim of our project is to analyze the mechanisms driving the population dynamics of plant species in decline. We will investigate the relationship between environmental factors, variability of demographic parameters, population size, and risk of extinction in several short-lived grassland species. All demographic data will be integrated into stochastic matrix population models to identify critical transitions in the life cycle and estimate critical population sizes. Part of the project is a continuation of demographic studies with Gentianella germanica. This offers the chance to obtain long-term estimates of the temporal and spatial variability of demographic transition rates. They will be integrated into models to study minimum data requirements for reliable predictions of population trends and extinction risks in rare species. Results of the first phase of the project indicate that reproduction is the first component of a plant's life cycle that becomes negatively affected by reduced population size. We will investigate the relationship between population size and reproduction in a large number of declining plant species to determine critical population sizes for reproductive success. The results will be compared with results from the general demographic studies. The second aim of the project is to assess the importance of genetic variability for the population dynamics of declining species. Two different approaches will be used. First, we will study the effect of increased gene flow on the growth and survival of plants in small populations. This study has important implications for habitat management. Second, we will experimentally investigate the importance of initial genetic diversity for the success of founder populations.
Das Projekt "Molekulare Diagnostik und Epidemiologie von agronomisch relevanten Schadorganismen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsanstalt Agroscope, Changins-Wädenswil ACW Changins durchgeführt. Korrekte Identifikation von landwirtschaftlich relevanten Schädlingen und Krankheiten ist eine wesentliche Grundlage als Entscheidungsgrundlage für Quarantänemaßnahmen und für einen erfolgreichen und nachhaltigen Pflanzenschutz. Zusammen mit epidemiologischen Daten über Häufigkeit, Verteilung und Vorkommen von Arten und über agronomisch relevante Eigenschaften bilden diese Informationen die Basis für die Entwicklung robuster und zuverlässiger Pflanzenschutz-Strategien. 1. Molekulare Diagnostik: Quarantäne-Diagnostik wird im Rahmen der Pflanzenschutzverordung durchgeführt. Sie ist in der Regel dringend und bedarf oft der Entwicklung/Modifikation molekularer Methoden zur genetischen Identifikation von unbekannten Quarantäneorganismen, weshalb dieser Arbeit eine hohe Priorität eingeräumt werden muss. Die Entwicklung von molekularen Markern für spezifische Eigenschaften wie Pathogen- oder Pestizidresistenzen ist die Voraussetzung für epidemiologische Untersuchungen über deren Häufigkeit und Auftreten, für die Pflanzengenotypisierung zur Validierung des Nuklearstocks und für die markerunterstützte Selektion von Apfelsorten. 2. Molekulare Ökologie und Epidemiologie: Vergleichende genomische, populationsgenomische und transkriptomische Analysen von agronomisch relevanten Organismen dienen dazu, Fragen über die genetischen Grundlagen von spezifischen Anpassungen zu beantworten und eröffnen damit neue Möglichkeiten für den Pflanzenschutz. Informationen über populationsgenetische Parameter bilden die Basis zum Verständnis von Faktoren, die für die Verbreitung und Populationsgrößen verantwortlich sind. Epidemiologische Untersuchungen der Häufigkeit und Ausbreitung von agronomisch relevanten Eigenschaften (z.B. Resistenzen) bilden die Grundlage für die Formulierung von Pflanzenschutz-Strategien, die zum Beispiel neu auftretende Pestizidresistenzen bei Insekten berücksichtigen müssen. Die Analyse der Daten bedient sich einer Bioinformatik-Infrastruktur die ständig weiter entwickelt werden muss. Im Rahmen von zwei EU-FP7 Projekten werden genetische Barcodes für die Identifikation von Nematoden (QBOL) etabliert und praxistaugliche molekulare Diagnostik-Tests für NPPO's (Q-Detect) entwickelt.
Das Projekt "Oekologische, genetische und phylogenetische Beziehungen zwischen geschlechtlichen und ungeschlechtlichen Taraxacumpflanzen der Gattungen Ruderalia und Alpestria in der Schweiz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universite de Neuchatel, Institut de Botanique durchgeführt. Both sexuals and asexuals individuals of Taraxacum officinale (dandelion) generally coexist in single populations. Empirical, experimental and theoretical approaches are carried out in order to get a better understanding of the ecological and genetical interactions of sexuals and asexuals in respect to their phylogenetic origin. Distribution of reproductive types are analysed along three altitudinal transects in Jura, in Western Alps and in Central Alps and assess if any relationship between the reproductive types and the altitude exists. Plants of one transect with be analysed with microsatellites in order to study the genetic variability of sexuals and asexuals. Experiments will determine the respective importances of competition for resource and reproduction of reproductive types. Finally, theoretical aspects will consist in the effect of the reproductive types and of the relative fitness of the cytotypes by the simulation of one single population of subpopulations arranged linearly with different kinds of environmental variation.^Des individus sexues et asexues de Taraxacum officinale (pissenlit) coexistent generalement dans une population. Des approches empiriques, experimentales et theoriques sont conduites afin de mieux comprendre les interactions genetiques et ecologiques respectives des sexues et des asexues ainsi que leurs relations phylogenetiques. La distribution des types reproductifs est analysee le long de trois transects altitudinaux dans le Jura, dans les Alpes occidentales et dans les Alpes centrales. Elle determinera si il existe des relations entre les types reproductifs et l'altitude. Les plantes d'un transect seront analysees en detail a l'aide de microsatellites afin de determiner la variabilite genetique respective des sexues et des asexues. Des experimentations preciseront les importances respectives de la competition pour les ressources et de celle pour la reproduction des types reproductifs. Finalement, des approches theoriques analyseront l'effet du type reproductif et de la vigeur relative des cytotypes par la simulation d'une population unique ou de sous-populations arrangees lineairement caracterisees par differents environnements. (FRA)