Das Projekt "Defining the role of a low affinity cation transporter in salt and drought tolerance of barley (Hordeum vulgare L.)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, Professur für Pflanzenernährung durchgeführt. Cation transport processes across membranes are a major element of plant abiotic stress tolerance. Tolerance to salt stress strongly depends on the plant's ability to prevent entry of Na+ into the cell, as well as to exclude and/or compartmentalise the ion. In addition, all stresses evoke specific elevations of cytosolic free calcium (cyt) through the activation of Ca2+ channels. These cyt signals are crucial for the initiation of stress responses by activating Ca2+-dependent downstream elements. Roles of cation channels and transporters identified in this project will be exploited in subsequent phases of the IZN to improve the stress tolerance of cereals through conventional and transgenic breeding approaches.
Das Projekt "Long-term changes in baltic algal species and ecosystems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Meereskunde, Abteilung Meeresbotanik durchgeführt. General Information: The most interesting biogeographical aspects of the Baltic are its salinity gradient, which extends from the Atlantic with oceanic salinity down to near fresh water in the inner parts of the Baltic estuary, and its young age, being only about 7.000 years old as a brackish water basin. These characteristics have led to strong selection pressure among the organisms in the Baltic Sea, and therefore the area is especially tractable for testing evolutionary diversification and adaptation. Ecophysiological comparisons between the Atlantic and Baltic sea algae show that morphological and physiological (measured as photosynthetic performance, growth rate and salinity tolerance) variation is widespread among the species. Also genetic differentiation has been found along the salinity gradient with no apparent hybridization along the contact zones. Our aim is to find out, how common the morphological, physiological and genetic adaptation is in the Baltic Sea algae, whether these are linked together, and what is the history behind the adaptive strategies. This will be done by the study of three integrated levels of the benthic algal populations along the salinity gradient. The central objectives will be to establish a comprehensive reference culture collection from the Baltic Sea across the Skagerrak/Kattegat salinity gradient (task 1), to assess the growth, survival and dispersal performance of salinity ecotypes and phylogeny of bio geographic populations (task 2), and finally to explore the genetic diversity in Baltic Sea populations (task 3). Task 1 The baseline culture collections will be established and maintained in the Scandinavian Culture Collection for Algae and Protozoans, University of Copenhagen, and they will include all important species of red, brown and green algae. Task 2. The salinity ecotypes occurring over a range of salinity will be assessed using classical gradient tables. Task 2 and 3. DNA sequencing will be used for assessing cryptic level species and subspecies diversity. Phylogenetic history and distributional patterns will be studies in selected species of Enteromorpha, Ceramium and Fucus, which provides the link between the palaeoclimatic events and the dominant role they have in their present habitats. Information from task 2 and 3 will be used for correlation analyses between ecotypes and population differentiation. The project will be coordinated from University of Copenhagen (Denmark), and partners are University of Groningen (the Netherlands), University of Kiel (Germany), University of Oslo (Norway) and University of Helsinki (Finland). Prime Contractor: Kobenhavns Universitet, Department of Phycology, Botanical Institute; Kobenhavn; Denmark.
Das Projekt "Polyamines and drought tolerance: Cross-talk of polyamine and calcium signalling in stress tolerance of barley" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Pharmazie durchgeführt. Drought is a major limitation for crop yield, and drought-tolerant crop cultivars are a worldwide requirement. Polyamines were shown to improve tolerance and recovery from drought, and recent results place spermine at a prime position for this effect. The mechanism of action of spermine is unknown, but there is strong evidence pointing to spermine modulation of cation channels. This project aims at investigating spermine formation and action in the crop Hordeum vulgare, distinguishing spermine from the positional isomer thermospermine. The enzyme responsible for spermine biosynthesis, H. vulgare spermine synthase (HvSPMS), will be characterized and its expression in response to drought will be analysed. To clarify mechanism(s) of spermine action, effects of genetic and pharmacological alteration of spermine levels on various drought and salt stress parameters will be determined in whole plant, cell culture and epidermal strip assays. The hypothesis that spermine is intricately linked to ion homeostasis and Ca2+ signalling will be tested by recombinant reporter proteins and ion analysis. A first approach to identify direct spermine targets is made by studying proteins to which spermine specifically binds.
Das Projekt "Effects of canopy structure on salinity stress in cucumber (Cucumis sativus L.)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Geisenheim University, Zentrum für Wein- und Gartenbau, Institut für Gemüsebau durchgeführt. Salinity reduces the productivity of cucumber (Cucumis sativus L.) through osmotic and ionic effects. For given atmospheric conditions we hypothesize the existence of an optimal canopy structure at which water use efficiency is maximal and salt accumulation per unit of dry matter production is minimal. This canopy structure optimum can be predicted by integrating physiological processes over the canopy using a functional-structural plant model (FSPM). This model needs to represent the influence of osmotic stress on plant morphology and stomatal conductance, the accumulation of toxic ions and their dynamics in the different compartments of the system, and their toxic effects in the leaf. Experiments will be conducted to parameterize an extended cucumber FSPM. In in-silico experiments with the FSPM we attempt to identify which canopy structure could lead to maximum long-term water use efficiency with minimum ionic stress. The results from in-silico experiments will be evaluated by comparing different canopy structures in greenhouses. Finally, the FSPM will be used to investigate to which extent the improvement of individual mechanisms of salt tolerance like reduced sensitivity of stomatal conductance or leaf expansion can contribute to whole-plant salt tolerance.
Das Projekt "Polyamines and drought tolerance: Cross-talk of polyamine and calcium signalling in stress tolerance of barley" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, Professur für Pflanzenernährung durchgeführt. Drought is a major limitation for crop yield, and drought-tolerant crop cultivars are a world-wide requirement. Polyamines were shown to improve tolerance and recovery from drought, and recent results place spermine at a prime position for this effect. This project aims at investigating spermine formation and action in the crop Hordeum vulgare, distinguishing spermine from the positional isomer thermospermine. To clarify mechanism(s) of spermine action, effects of genetic and pharmacological alteration of spermine levels on various drought and salt stress parameters will be determined in whole plant, cell culture and epidermal strip assays.
Das Projekt "Teilvorhaben: Helmholtz - UFZ" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Umweltbiotechnologie durchgeführt. Das Projektziel ist ein Proof-of-Concept für den Einsatz von kostengünstigen Verdampfungstechnologien für Abwässer aus der Automobilindustrie zur Einhaltung der indischen Zero Liquid Discharge (ZLD) Anforderungen. In der Smart City Pune werden pflanzliche Systeme (High Rate Transpiration System, HRTS, Partner CSIR-NEERI; Hydroponic Root Mats, HRM, Partner UFZ) und eine Gradierwerk-ähnliche Behandlungseinheit (CBS, Partner Bergmann) für ZLD von Automobillackiererei-Abwässern der Mahindra Vehicles Manufacturing Limited (MVML) getestet. Ein erweitertes Ziel ist die Rückgewinnung eines Anteils des Wassers. Für die Systeme HRTS und HRM werden Untersuchungen an Pflanzen mit hoher Salz-Toleranz sowie geeigneten Filterbettmedien und Beladungsraten durchgeführt. Wasser, das diese Systeme über Evapotranspiration verlässt, wird durch Kondensation in einem geothermischen Wärmetauscher gesammelt. Abfluss-Sole wird in einer Gradierwerk-Adaptation weiter im Volumen verringert. Rest-Sole wird gesammelt und über Solarenergie verdampft. Der Prototyp wird durch niedrige Investitions- und Betriebskosten attraktiv für die integrierte Abwasserwirtschaft in Indien sein und als Alternative zu High-Tech-Behandlungslösungen auf andere Branchen übertragbar sein.
Das Projekt "K+/Na+-Selektivitaet und Salztoleranz bei ganzen Pflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Institut für Botanik und Pharmazeutische Biologie mit Botanischem Garten, Lehrstuhl für Botanik I durchgeführt.
Das Projekt "GlobE - Neue Konzepte zum Anbau von Halophyten in ariden Gebieten als Grundlage für die Produktion von Nahrung, Futter, Biomaterialien und Energie (ENHANCeD)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, die Kultivierung von salztoleranten Halophyten in ariden Gebieten in Afrika zu ermöglichen. Dazu soll ein ressourcenschonendes Bewässerungssystem mit Salzwasser etabliert werden. In enger Zusammenarbeit mit den afrikanischen Partnern sollen verschiedene Nutzungsmöglichkeiten der produzierten Biomasse, z.B. als Nahrungs- und Futtermittel sowie zur energetischen oder stofflichen Nutzung getestet werden. In der hier beantragten Phase sollen das geplante Vorhaben für die Erstellung eines Vollantrages weiter präzisiert werden. Basierend auf geeigneten Halophyten soll deren energetische und stoffliche Nutzung sowie die Eignung als Nahrungs- und Futtermittel in unterschiedlichen Ansätzen getestet werden. Darüber hinaus soll auch mit Züchtungsprogrammen werden, um die agrinomischen Eigenschaften der ausgewählten Halophyten zu verbessern. Schließlich sollen Demonstrationsprojekte in Afrika implementiert werden, die aufzeigen sollen, dass Halophyten in ariden Gebieten mit einem innovativen Bewässerungssystem nachhaltig produziert werden können. Um den genauen Arbeitsplan zu definieren sollen in der ersten Phase verschiedene Treffen zwischen den Partnern und ein gemeinsamer Workshop organisiert werden.
Das Projekt "Verbesserungsmassnahmen zum Ausgleich von Narbenschaeden auf den Halligen Hooge und Langeness/Nordfriesland" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein durchgeführt. Bestimmte Massnahmen zum Schutze der Umwelt, Vegetation und Fauna fuehrten im Bereich des Nordfriesischen Wattenmeeres auch zur deutlichen Vermehrung der durchziehenden Ringelgaense, speziell auf den Halligen. Der im Fruehjahr anfallende erste Graswuchs der typischen Salzvegetation wird in juengster Zeit total verzehrt. Die Grasnarben koennen diese 'Gaenseweideintensitaet' auf Dauer nicht ueberstehen. Geprueft wird, ob sich Zuchtsorten (besonders beim Deutschen Weidelgras) finden lassen, die sich der oekologischen Situation anpassen (Salztoleranz). Die Neuansaat erfolgte nach Umbruch- und Fraesarbeit auf zwei 0,5 ha grossen Flaechen, die zwecks beschleunigter Abfuehrung des gelegentlich auftretenden - salzhaltigen - Ueberflutungswassers in je fuenf zur Mitte hin aufgewoelbte Beete hin unterteilt wurden und durch strukturierte Entwaesserungsrinnen (=Grueppen) voneinander getrennt sind. Die Anlage der Versuche erfolgte auf Hooge am 21. und 22.6.1983, auf Langeness am 27. und 28.6.1983. Zur Aussaat kamen sechs nach bisheriger Kenntnis als salzvertraeglich geltende Grassorten: deutsches Weidelgras/Lolium perenne - Amado; deutsches Weidelgras/Lolium perenne - Patora; deutsches Weidelgras/Lolium perenne - Talbot; Rohrschwingel/Festuca arundinacae - Festurina; Rohrschwingel/Festuca arundinacae - Kasba; Rohrschwingel/Festuca arundinacae - Raba.
Das Projekt "Teilvorhaben B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von metanomics GmbH durchgeführt. Im Rahmen vom TRIESTER soll versucht werden, die Salztoleranz vom Reis zu verbessern. Im Teilprojekt G2 soll spezifisch die Rolle des Metabolismus anhand von Metabolitprofilen bei diesem Prozess untersucht. Arbeitspakete: 1. Anzucht von salz-resistenten und salt-sensitiven Reispflanzen unter Standard und Normalbedingungen 2. metabolische Analyse von salz-resistenten und salt-sensitiven Reispflanzen 3. Bioinformatische Datenauswertung 4. Datenintegration von Metabolit- und Transkriptdaten zur Identifizierung von 'Mode of Action' und 'Biomarkern' 5. Struktur-Identifizierung von unbekannten und salzstressresponsiven Metaboliten Das Wissen, entstanden in diesem Projekt, ist notwendig für die Integration der postgenomischen Forschung in entsprechenden Züchtungsprogrammen für die Entwicklung neuer salztoleranter Reissorten. Die Fortschritte im Verständnis der Salztoleranz bei den Reispflanzen wird andere Getreideforschungsprogramme begünstigen.
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