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Ecosystem Engineering: Sediment entrainment and flocculation mediated by microbial produced extracellular polymeric substances (EPS)

Sediment erosion and transport is critical to the ecological and commercial health of aquatic habitats from watershed to sea. There is now a consensus that microorganisms inhabiting the system mediate the erosive response of natural sediments ('ecosystem engineers') along with physicochemical properties. The biological mechanism is through secretion of a microbial organic glue (EPS: extracellular polymeric substances) that enhances binding forces between sediment grains to impact sediment stability and post-entrainment flocculation. The proposed work will elucidate the functional capability of heterotrophic bacteria, cyanobacteria and eukaryotic microalgae for mediating freshwater sediments to influence sediment erosion and transport. The potential and relevance of natural biofilms to provide this important 'ecosystem service' will be investigated for different niches in a freshwater habitat. Thereby, variations of the EPS 'quality' and 'quantity' to influence cohesion within sediments and flocs will be related to shifts in biofilm composition, sediment characteristics (e.g. organic background) and varying abiotic conditions (e.g. light, hydrodynamic regime) in the water body. Thus, the proposed interdisciplinary work will contribute to a conceptual understanding of microbial sediment engineering that represents an important ecosystem function in freshwater habitats. The research has wide implications for the water framework directive and sediment management strategies.

Erhöhung des Resistenzpotentials der Gerste - Ein interdisziplinärer Ansatz unter besonderer Berücksichtigung der Resistenzaktivierung, Molekulare Untersuchungen zum Einfluss wurzelbesiedelnder Pilze auf Resistenz und Suszeptibilität in Gersteblättern

Arbuskuläre Mykorrhizen erhöhen zwar die Resistenz von Pflanzen gegenüber pilzlichen Wurzelpathogenen und Bodennematoden, in oberirdischen Pflanzenteilen scheinen aber die Verteidigungsmechanismen unterdrückt zu werden. Auf der anderen Seite gibt es Hinweise, dass Blätter von Pflanzen, die mit dem Wurzelendophyt Piriformospora indica besiedelt sind, weniger stark von Blattpathogenen befallen werden. Diese Phänomene sollen auf cytologischer und molekulargenetischer Ebene untersucht werden. Der Einfluss des Mykorrhizapilzes Glomus spec. und des Wurzelendophyten Piriformospora indica auf die Infektion von Blättern und Wurzeln der Gerste mit nekrotrophen und biotrophen pilzlichen Pathogenen wird einmal makro- und mikroskopisch untersucht. Außerdem sollen Gene isoliert und charakterisiert werden, deren Expression (1) in den Blättern durch die Besiedelung der Wurzel mit Glomus spec. und P. indica oder (2) in den Wurzeln durch gleichzeitige Besiedelung mit Glomus spec. oder P. indica und mit einem Pathogen induziert ist. Als dritten gilt es, Gene zu identifizieren, bei denen durch die Anwesenheit eines Mykorrhizapilzes in der Wurzel die chemische Induktion ihrer Expression in den Blättern inhibiert ist.

Sonderforschungsbereich (SFB) 924: Molekulare Mechanismen der Ertragsbildung und Ertragssicherung bei Pflanzen; Molecular Mechanisms Regulating Yield and Yield Stability in Plants, Schwerpunktprogramm SFB 924: Molekulare Mechanismen der Ertragsbildung und Ertragssicherung bei Pflanzen - Teilprojekt B05: Ökophysiologie transgener Pflanzen, die einen fremdartigen Abwehrmechanismus exprimieren

Wir möchten mit Hilfe von QTL-Kartierung Regulationselemente des Bx-Genclusters lokalisieren. Kandidatengene der Feinkartierung werden funktionell untersucht (Ko-Regulation, Mutantenanalyse, transgene Ansätze). Die Konsequenzen der Expression eines fremden sekundären Biosynthesewegs werden mit transgener A. thaliana untersucht. Kombinationen funktioneller Module der Biosynthese werden transgen exprimiert und Metabolomics- und Transcriptomics-Analysen ausgeführt. Der Einfluss von Benzoxazinoiden in transgener A. thaliana auf Pathogen- und Herbivor-Resistenz wird analysiert.

Optimierung der landwirtschaftlichen Produktion in Österreich unter Berücksichtigung der natürlichen Widerstandsfähigkeit von Böden gegen Veränderungen der Umweltbedingungen (OLPAT)

Zielsetzung: Das Hauptziel dieses Forschungsvorhabens ist es die natürliche Produktivität und Resilienz von Österreichs Ackerböden zu erheben. Dies ist von großer Bedeutung da der Ernährungsbedarf in den kommenden Jahren steigen wird, die Auswirkungen des Klimawandels in Österreich verstärkt spürbar werden und negative Auswirkungen der Landwirtschaft vermindert werden sollen. Vor allem der Aspekt der Resilienz, der Widerstandskraft von Böden gegen Umwelteinflüsse, steht im Mittelpunkt. Ein weiteres Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, eine Grundlage zu erstellen welche für Öffentliche Aktivitäten seitens des BMNT benutzt werden kann. Es sollen dafür Empfehlungen für die Bodennutzung der österreichischen Ackerflächen auf regionaler sowie lokaler Ebene konkret und klar verständlich dargestellt werden. Bedeutung des Projekts für die Praxis: Aufgrund des weltweit ansteigenden Ernährungsbedarfes und dem Druck auf Böden z.B. durch Versiegelung, ist es wichtig, Böden, die für die Ernährungssicherheit eines Landes notwendig sind, speziell auszuweisen. Bisher wurde dies in Österreich vor allem im Hinblick auf die Ertragsfähigkeit von landwirtschaftlichen Flächen durchgeführt. Die negativen Umweltauswirkungen durch intensive Landwirtschaft wurden dabei bisher jedoch weniger berücksichtigt. Eine europaweite Studie hat die Ertragsfähigkeit (Produktivität) und Resilienz gegenüber Umweltbelastungen anhand von sechs Indikatoren definiert. Dabei wurde gezeigt, dass in der EU-25 nur knapp 40% der landwirtschaftlichen Böden eine hohe Produktivität UND Resilienz aufweisen und daher für eine nachhaltige Intensivierung nutzbar sind (Schiefer et al. 2016). Für Österreich wurden 44 % der analysierten Flächen mit einer solch hohen Resilienz und Produktivität ausgewiesen. Weitere knapp 40% der analysierten agrarischen Flächen könnten mit gewissen Einschränkungen für eine nachhaltige Intensivierung genutzt werden, wenn hier Verbesserungen der Bodenqualität z.B. durch entsprechende Maßnahmen, z.B. Humusbewirtschaftung, erzielbar wären. Außerdem müssten hierbei auch die zu erwartenden Klimaänderungen (bzgl. Wasser- und Wärmehaushalt) berücksichtigt werden. Insgesamt besitzt Österreich im EU Vergleich einen sehr hohen Prozentsatz an resilienten und fruchtbaren landwirtschaftlichen Böden. Dies konnte auf der Basis des benutzten Datensatzes (LUCAS 2009, Corine Land Cover) bereits festgestellt werden. Jedoch wurden dabei kleinstrukturierte (kleiner als 25 ha) und höher als 1000 m Seehöhe gelegene Flächen nicht berücksichtigt und daher nur ca. 60% der österreichischen Ackerflächen analysiert. Gerade in Österreich spielen jedoch kleinstrukturierte Flächen und solche in Lagen über 1000 Meter Seehöhe eine wichtige Rolle für die Ernährungssicherheit. (Text gekürzt)

Mobilitätsvorhaben zum Neustart eines nationalen Rebenzüchtungsprogramms in Armenien und die Einführung armenischer Vitis sylvestris in die Resistenzzüchtung

Sonderforschungsbereich (SFB) 924: Molekulare Mechanismen der Ertragsbildung und Ertragssicherung bei Pflanzen; Molecular Mechanisms Regulating Yield and Yield Stability in Plants, Sub project Z03: Global and targeted proteomics in plants

This is the proteomics service project of the SFB924. It will perform proteomics analyses for all scientists involved.

Populationsdynamik und Bekaempfung der Varroa-Milbe

Die Varroatose ist in der BRD (und weltweit) ein ernstes Problem fuer die Imkerei. Varroabefallene Voelker gehen ein, wenn sie nicht jaehrlich behandelt werden. Die Behandlung mit Medikamenten birgt Risiken (Rueckstaende, Resistenz), so dass die Entwicklung von Alternativen notwendig ist. Dazu werden Untersuchungen ueber die Biologie und die Befallsentwicklung durchgefuehrt. Gleichzeitig laufen Bekaempfungsversuche, um der Schaedigung der Bienenvoelker bzw. ihrem drohenden Verlust wirksam zu begegnen.

Untersuchungen ueber Ursachen und Formen der Resistenz von Apfelsorten und -unterlagen gegen Phytophthora cactorum und P. syringae (Kragenfaeule)

Anfaellige Apfelunterlagen sind nur zu schuetzen, wenn die Pilze bis in die tieferen Bodenschichten abgetoetet werden koennen. Hierzu muessten die Praeparate mit einem Injektor eingebracht werden. Beide Verfahren stellen eine erhebliche Belastung der Umwelt dar. Biologische Bekaempfungsmethoden haben sich bisher in der Praxis nicht bewaehrt. Es werden daher planmaessig das Apfelsortiment und die Unterlagen auf Resistenz gegen P. cactorum und P. syringae und deren Ursachen untersucht. Damit sollen Grundlagen fuer eine Resistenzzuechtung und fuer eine Bekaempfung durch Kulturmassnahmen, wie z.B. Einschaltung einer Zwischenveredelung mit einer resistenten Sorte erarbeitet werden. In die Untersuchungen sind auch Entwicklungen von Methoden zur Pruefung auf Resistenz einbezogen.

Auswirkung subletaler und synergistischer Belastung auf makro-Invertebrata des Rheins

An einer groesseren Anzahl von Tieren aus dem Rhein wird die Auswirkung gleichzeitiger Belastung mit 3-4 Stoffen bzw. Schadfaktoren (O2-Mangel, Erwaermung) geprueft. Gemessen wird nicht der Tod der Versuchstiere, sondern bereits vorher sich andeutende, sublethale Schaedigung ueber die Messgroessen Sauerstoff-Verbrauch, Aktivitaet, Filtrationsleistung etc. Als Ergebnisse sind Daten ueber Resistenz-Unterschiede bei den Versuchstieren zu erwarten, weiterhin Auskunft ueber synergistisch besonders aktive Substanzen im Abwasser.

Identifizierung von Genen fuer Mehltauresistenz der in Deutschland vertriebenen Zuchtsorten von Winter- und Sommergerste

Bestimmung von Hauptgenen fuer Mehltauresistenz im deutschen Sortiment von Winter- und Sommergerstenzuchtsorten.

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