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 "Kompostierung, Versuche fuer Probleme der Abfallbeseitigung von Rueben, Kraut und sonstige" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Süddeutsche Zucker AG durchgeführt.
Das Projekt "Metabolit-Regulation von Cryptochrom 2 Aktivität und Blühzeitpunkt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Marburg, Fachgebiet Pflanzenphysiologie und Photobiologie, Arbeitsgruppe Molekulare Pflanzenphysiologie und Photobiologie durchgeführt. Der UV-A/Blaulichtrezeptor Cryptochrom 2 (cry2) spielt eine zentrale Rolle bei der photoperiodischen Blühinduktion. Wichtige Komponenten der Signalleitung von cry2 sind mehrere nah verwandte bHLH Transkriptionsfaktoren (CIB1, CIB2, CIB4, CIB5), die Blaulicht-abhängig an cry2 binden, als Heterodimere an nicht-kanonische E-Box Motive in der Promotorregion des FLOWERING LOCUS T (FT) Gens binden und hierdurch die Expression dieses zentralen Blühgens induzieren. Weiterhin interagiert cry2 im Blaulicht mit SPA-Proteinen und inhibiert damit die Aktivität der E3 Ubiquitin Ligase CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENESIS 1 (COP1), die maßgeblich am Abbau des FT-Transkriptionsaktivators CONSTANS (CO) beteiligt ist. Wir haben gezeigt, dass der FAD-Chromophor im signalaktiven Zustand von cry2 in der neutralen Semichinonform vorliegt und die Bildung dieser Form durch Metabolite wie ATP und NADPH verstärkt wird. Gerichte und strukturbasierte Mutagenese von CRY2 lieferte Hinweise darauf, welche Aminosäuren für die Metabolit-Kontrolle erforderlich sind. Diese Information soll genutzt werden, um die Rolle dieser Metabolite bei der photoperiodischen Blühinduktion aufzuklären. Geplant ist hierfür die Expression entsprechender cry2 Allele in planta und die Analyse der generierten Pflanzenlinien hinsichtlich Blühverhalten, FT-Expression und Interaktion mit down-stream Komponenten. Diese Untersuchungen sollen durch in vitro Studien mit rekombinanten Proteinen komplettiert werden. Im Gegensatz zum Wildtyp Allel von cry1 induziert die cry1L407F Mutante gesteigerte Expression von CO und FT sowie frühes Blühen im Kurztag. In vitro Analysen zeigten ein tryptisches Spaltmuster von cry1L407F im Dunkeln, welches dem von Wildtyp cry1 im Blaulicht entspricht. Das geplante Vorhaben soll klären, ob cry1L407F die gleichen Komponenten wie cry2 für die Induktion von FT nutzt. Hierfür sind Analysen der cry1L407F Mutante im cib1/cib2/cib5 Hintergrund sowie Interaktionsstudien mit cry2 Partnern geplant. Direkte Zusammenarbeiten ergeben sich mit den Vorhaben von Christian Jung (Blühkontrolle bei Beta vulgaris) und Markus Schmid (Regulation des Blühzeitpunkts durch Trehalose-6-P).
Das Projekt "Analyse des Potentials mechanischer Unkrautbekaempfung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesamthochschule Kassel, Fachbereich 11 Landwirtschaft, Internationale Agrarentwicklung und Ökologische Umweltsicherung, Fachgebiet Agrartechnik in den tropischen und subtropischen Standorten durchgeführt. Die Arbeiten aus dem vorhergehenden Zeitraum wurden fortgefuehrt. Wiederum erwies sich die Rollhacke mit zusaetzlichen Hackscharen wegen ihrer geringen Verstopfungsneigung und hohen Flaechenleistung auch fuer Rueben als gut geeignet. Der Vorauflaufeinsatz von Striegeln brachte gute Ergebnisse. Der Einsatz einer modifizierten Hacke brachte selbst bei Getreide (12 cm Reihenabstand) in Marokko so gute Erfolge, dass mechanische Verfahren auch kostenmaessig gut mit chemischen Verfahren konkurrieren koennen. Die Technikwirkungsanalyse einer in Entwicklung befindlichen selektiven, sensorgesteuerten Reihenhackmaschine erwies sich beim Maiseinsatz pflanzenbaulich-oekonomisch der Feldspritze ebenbuertig, oekologische jedoch deutlich ueberlegen.
Das Projekt "Reduzierung der Bodenerosion im Ruebenanbau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Landwirtschaftliche Fakultät, Institut für Pflanzenbau durchgeführt. Entwicklung von Anbauverfahren zur Reduzierung der Bodenerosion im Ruebenanbau durch ackerbauliche Massnahmen: 1) Bodenbearbeitung; 2) Zwischenfruchtanbau und Strohduengung; 3) Saattechnik.
Das Projekt "Evolutionäre Transkriptomik der Blühinduktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Institut für Informatik durchgeführt. Dieses interdisziplinäre Projekt untersucht den Wechsel von der vegetativen zur reproduktiven Phase im Lebenszyklus der Blütenpflanzen mit Hilfe von evolutionären Transkriptomansätzen. In Kooperation mit vier Partnern aus dem SPP 1530 werden wir hochauflösende Zeitreihen von Transkriptomen vor, während und nach der Blühinduktion in Arabidopsis thaliana, Capsella rubella, Brassica napus, Beta vulgaris, Vitis vinifera und Hordeum vulgare mit Hilfe von Next Generation Sequencing von RNA Populationen generieren. Basierend auf diesen Daten wollen wir (i) neue, transkriptionelle Regulatoren der Blühinduktion mittels Comparative Transcriptomics identifizieren, und (ii) eine mögliche Existenz evolutionär konservierter Transkripttommuster aufdecken. Mit dem Comparative Transcriptomics Ansatz werden wir genregulatorische Netzwerke konstruieren, um (a) das bekannte Blühinduktionsnetzwerk auf evolutionärer Ebene zu verstehen und (b) neue, potentielle Regulatoren der Blühinduktion zu identifizieren und mittels revers genetischer Ansätze funktionell zu evaluieren. Phylotranscriptomics kombiniert phylogenetische und transkriptionelle Information und soll uns helfen festzustellen, ob bestimmte ontogenetische Stadien vor, während und nach der Blühinduktion evolutionär konserviert oder evolutionär variabel sind. Darüber hinaus werden wir ein Web-basiertes Tool entwickeln, das Phylotranscriptomics sowohl für die Mitglieder des SPP 1530, als auch für die Pflanzencommunity weltweit zugänglich macht. Die Kombination beider Ansätze, Comparative Transcriptomics und Phylotranscriptomics, wird es uns erlauben, den entwicklungsbiologischen Wechsel von der vegetativen zur reproduktiven Phase im Lebenszyklus von Blütenpflanzen aus evolutionärer Perspektive zu betrachten.
Das Projekt "Teilvorhaben: Erforschung einer kameragestützten Hackmaschine mit integrierter Laser-Technologie zur Unkrautbekämpfung sowie die maschinenbauliche Umsetzung des Systemdemonstrators" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von K.U.L.T. Kress Umweltschonende Landtechnik GmbH durchgeführt. Aufgrund der Bedeutung der Zuckerrübe (Beta vulgaris), welche gleichzeitig jedoch sehr anfällig gegenüber Unkräuter ist, ist eine effiziente Unkrautbekämpfung entscheidend, um damit den Ertrag sicherzustellen. Vor allem in einem sehr frühen Wachstumsstadium haben die Unkrautpflanzen einen wuchsschädigen Einfluss, wenn diese den Wuchsraum, Licht, Wasser und Nährstoffe übernehmen und damit der jungen Zuckerrübe entziehen. Nur durch entsprechende Unkrautbekämpfungsverfahren können diese negativen Auswirkungen ausgehebelt werden. Entscheidend ist dabei vor allem der Nahbereich der Kulturpflanzen, welcher 3% der Anbaufläche ausmacht. Hier ist nämlich darauf zu achten, dass zwar das Unkraut entfernt wird, jedoch die Jungpflanze nicht an den Wurzeln verletzt wird oder über Deposite von Wirkstoffen eine Schädigung nimmt. Weitere Schwierigkeiten ergeben sich dadurch, dass beim konventionellen Rübenanbau eine zunehmende Einschränkung bei der Verfügbarkeit von Herbiziden vorherrscht und zusätzlich noch Resistenzen auftreten, welche eine effiziente Unkrautbekämpfung weiter erschwert. Gleichzeitig findet eine andauernde Diskussion statt, welche sich generellen um den Einsatz von chemischen Pflanzenschutzmittel dreht. Eine rein mechanische Beseitigung innerhalb der Reihen bzw. im direkten Umfeld um die Pflanze ist bislang technisch nur sehr unzureichend möglich. Alternativen, insbesondere im Ökorübenanbau, sind bisher nicht vorhanden, bzw. sind händisch zu erledigen und damit extrem zeit- und kostenaufwändig und somit wirtschaftlich nicht tragfähig. Gleichzeitig ist es jedoch auch nicht möglich auf die Unkrautbekämpfung zu verzichten, da die damit einhergehenden wirtschaftlichen Folgen. Ebenso wenig tragfähig sind. Ein wirksames Unkrautmanagement ist im Bereich von Öko-Zuckerrüben als auch im konventionellen Rübenanbau somit unerlässlich. Vorhandene Lösung bringen Nachteile mit sich. Entwicklungsziel ist eine nicht-chemischen photonische Unkrautbekämpfung im Zuckerrübenanbau.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KULTURSAAT e.V. durchgeführt. In den Industrieländern ist die Nachfrage nach gesunden Lebensmitteln, zu denen auch die Rote Bete zählt, und damit verbunden das Interesse der Verbraucher an gesundheitsfördernden Inhaltsstoffen in Lebensmitteln stark angestiegen. Etwa ein Viertel der in Deutschland angebauten Roten Bete wächst auf Ökolandbau-Flächen, was dieses Gemüse zu einem relevanten und typischen Bio-Produkt macht. Übergeordnetes Gesamtziel des Projektes ist die züchterische Entwicklung samenfester Sorten von Rote Bete unter Verwendung der traditionellen Methode der Einzelpflanzenselektion. Als wesentliche Züchtungskriterien werden die Anpassung der Sorten an die speziellen Anbaubedingungen des Ökologischen Landbaus, eine hohe N-Aneignung, intensive Färbung, hohe Saftausbeuten sowie ein hohes Potenzial an sekundären Inhaltsstoffen (Eisen, Nitrat, Mineralien) bei gleichzeitig guten Geschmacks- und Textureigenschaften zu Grunde gelegt.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Sensient Colours Europe GmbH durchgeführt. In den Industrieländern ist die Nachfrage nach gesunden Lebensmitteln, zu denen auch die Rote Bete zählt, und damit verbunden das Interesse der Verbraucher an gesundheitsfördernden Inhaltsstoffen in Lebensmitteln stark angestiegen. Etwa ein Viertel der in Deutschland angebauten Roten Bete wächst auf Ökolandbau-Flächen, was dieses Gemüse zu einem relevanten und typischen Bio-Produkt macht. Übergeordnetes Gesamtziel des Projektes ist die züchterische Entwicklung samenfester Sorten von Rote Bete unter Verwendung der traditionellen Methode der Einzelpflanzenselektion. Als wesentliche Züchtungskriterien werden die Anpassung der Sorten an die speziellen Anbaubedingungen des Ökologischen Landbaus, eine hohe N-Aneignung, intensive Färbung, hohe Saftausbeuten sowie ein hohes Potenzial an sekundären Inhaltsstoffen (Eisen, Nitrat, Mineralien) bei gleichzeitig guten Geschmacks- und Textureigenschaften zu Grunde gelegt.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften (340), Fachgebiet Allgemeiner Pflanzenbau (340a) durchgeführt. In den Industrieländern ist die Nachfrage nach gesunden Lebensmitteln, zu denen auch die Rote Bete zählt, und damit verbunden das Interesse der Verbraucher an gesundheitsfördernden Inhaltsstoffen in Lebensmitteln stark angestiegen. Etwa ein Viertel der in Deutschland angebauten Roten Bete wächst auf Ökolandbau-Flächen, was dieses Gemüse zu einem relevanten und typischen Bio-Produkt macht. Übergeordnetes Gesamtziel des Projektes ist die züchterische Entwicklung samenfester Sorten von Rote Bete unter Verwendung der traditionellen Methode der Einzelpflanzenselektion. Als wesentliche Züchtungskriterien werden die Anpassung der Sorten an die speziellen Anbaubedingungen des Ökologischen Landbaus, eine hohe N-Aneignung, intensive Färbung, hohe Saftausbeuten sowie ein hohes Potenzial an sekundären Inhaltsstoffen (Eisen, Nitrat, Mineralien) bei gleichzeitig guten Geschmacks- und Textureigenschaften zu Grunde gelegt.
