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Schwerpunktprogramm SFB 924: Molekulare Mechanismen der Ertragsbildung und Ertragssicherung bei Pflanzen - Teilprojekt B06: Systemische Immunität in Arabidopsis und Gerste - Aufgliederung von Unterschieden und Ähnlichkeiten

Das Projekt "Schwerpunktprogramm SFB 924: Molekulare Mechanismen der Ertragsbildung und Ertragssicherung bei Pflanzen - Teilprojekt B06: Systemische Immunität in Arabidopsis und Gerste - Aufgliederung von Unterschieden und Ähnlichkeiten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz Zentrum München, Institut für Biochemische Pflanzenpathologie durchgeführt. Ziel dieses Projekts ist es, Signalkomponenten der systemisch erworbenen Resistenz (SAR) in Arabidopsis thaliana und einer Mutante, eds1, welche nicht mehr in der Lage ist, SAR Signale zu produzieren oder zu transportieren, zu identifizieren. EDS1 abhängige Peptide, Lipide und polare niedermolekulare Stoffe werden mit massenspektrometrischen Methoden identifiziert. Danach wird in verschiedenen (Nutz)Pflanzen untersucht, ob die so identifizierten möglichen SAR Komponenten Resistenz gegen Krankheitserreger auslösen. Des Weiteren wird der Einfluss von SAR Signalen auf Prozesse wie z.B. Trockenresistenz untersucht.

Der dynamische Kapillarsaum - ein multidisziplinärer Denkansatz; Teilprojekt 5: Refraktäre organische Substanzen im Kapillarsaum: ihre Dynamik, Gradienten und Reaktionen (DyCap II)

Das Projekt "Der dynamische Kapillarsaum - ein multidisziplinärer Denkansatz; Teilprojekt 5: Refraktäre organische Substanzen im Kapillarsaum: ihre Dynamik, Gradienten und Reaktionen (DyCap II)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Engler-Bunte-Institut, Lehrstuhl für Wasserchemie und Wassertechnologie durchgeführt. Der Kapillarsaum stellt einen hochaktiven Bereich für den (bio-) chemischen Abbau organischer Substanzen im Boden dar. Wegen der großen Verbreitung synthetischer organischer Mikroverunreinigungen ist das Verhalten der Substanzen und ihre biologische Abbaubarkeit in gesättigten und ungesättigten Bereichen des Bodens von großer ökologischer Bedeutung. Die möglichen Abbauprodukte der Schadstoffe und ihre Integration in die Bodenmatrix wurden allerdings noch nicht eingehend erforscht. Es wird erwartet, dass der Saumbereich eine hohe Bioaktivität beim Abbau und bei der Umformung der Schadstoffe aufweist. Dieser 'natürliche Bioreaktor' führt zu einem makromolekularen Material aus Biomasse, in welchem die Xenobiotika und ihre Abbauprodukte integriert werden können. Untersuchungen zum Transportverhalten und der biochemischen Umwandlungen ausgewählter organischer Modellstoffe (Phenol, Salicylsäure, Benzolsulfonsäure) und organischer Mikroverunreinigungen (Röntgenkontrastmittel, Atrazin) im Kapillarsaumbereich stehen im Mittelpunkt der Untersuchungen. Es wird ein 2D-Versuchsstand (2D-flow through experiment) eingesetzt, um die Abhängigkeit der Reaktionen von den spezifischen Bedingungen im Kapillarsaum (Variation im Wassergehalt, Sauerstoffkonzentration, Redoxpotential, vertikale und horizontale Strömung) zu bestimmen. Vergleichend werden ebenfalls Batch- und Säulenexperimente durchgeführt. Durch die quantitativen Ergebnisse wird ein umfassenderes Verständnis und damit eine näherungsweise Berechnung der Vorgänge im Kapillarsaum erwartet.

Veränderungen im Apoplasten von Kulturpflanzen nach Blattbehandlungen mit Phosphat- und Calciumverbindungen hinsichtlich der a) Ausprägung der lokalen und systemischen Resistenz gegenüber Pilzkrankheiten b) Freisetzung von Signalmolekülen c) Anreiche

Das Projekt "Veränderungen im Apoplasten von Kulturpflanzen nach Blattbehandlungen mit Phosphat- und Calciumverbindungen hinsichtlich der a) Ausprägung der lokalen und systemischen Resistenz gegenüber Pilzkrankheiten b) Freisetzung von Signalmolekülen c) Anreiche" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Phytomedizin durchgeführt. Die Hauptziele des vorliegenden Projektes konzentrieren sich auf Untersuchungen zu Mechanismen und Reaktionen, die nach einer Blattapplikation von Phosphatverbindungen in Kulturpflanzen ausgelöst werden und die zur Ausprägung von Resistenz gegenüber verschiedenen Pilzkrankheiten und Virosen führen. Daher stellten die durch Phosphatbehandlungen hervorgerufenen Veränderungen, die möglicherweise über Siganalmoleküle zur Ausprägung der Resistenz gegenüber Pathogenen führen, den zentralen Bereich der Untersuchungen dar. Insbesondere sollen die nach der Phosphat-Behandlung schnell initiierten Prozesse mit den Reaktionen verglichen werden, welche nach einer biotischen Resistenzinduktion mit Nekrose-auslösenden Pathogenen bzw. chemischen Induktion mit synthetischen Aktivatoren auftreten. Dazu wurden u.a. die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies im Bereich der Primärnekrosen, das Auftreten von Zelltod in Form hypersenstiver Reaktionen, die Akkumulation von Salicylsäure sowie weitere Signalkomponenten betrachtet. In den abschließenden Arbeiten sollen nähere Untersuchungen zum Phosphat-induzierten Zelltod sowie zur Rolle der Salicylsäure bei den durch Phosphat ausgelösten Signalprozessen durchgeführt werden.

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