Das Projekt "Marker-gestützte Klonierung des Geschlechtsgens des Spargels" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Ökosystemforschung durchgeführt. Spargel (Asparagus officinalis L.) ist eine diözische Pflanze. Das L5-Chromosom trägt einen Locus, welcher für die Geschlechtsdifferenzierung verantwortlich ist. Das Ziel des Projektes ist die vollständige Klonierung und Sequenzierung des Bereichs um das Geschlechtsgen herum und die Identifizierung sowie Analyse dort lokalisierter exprimierter Sequenzen. Dafür wird eine Spargel-BAC (Bacterial Artifical Chromosome)-Bibliothek aufgebaut. Mittels bereits kartierter, sehr eng gekoppelter AFLP- und STS-Marker sollen spezifische BAC-Klone isoliert und anschließend ein BAC-Contig um das Geschlechtsgen erstellt werden. Die spezifischen BAC-Klone werden sequenziert. Anhand der Sequenzanalyse wird das Gen identifiziert sowie seine Funktion analysiert. Gleichzeitig wird die Genbank nach einer möglichen Mikrosyntenie zwischen Spargel und Reis, Arabidopsis bzw. anderen diözischen Pflanzen untersucht. Diese Strategien sollen zur Klonierung des Geschlechtsgens führen, was wiederum für die Klärung der Vererbung der verschiedenen Geschlechtstypen bei Spargel dient. Die daraus erzielten Ergebnisse sollen nachfolgend auch auf die Geschlechtsvererbung weiterer diözischer Pflanzen übertragen werden. In dieser Hinsicht soll Spargel als eine Modellpflanze für die Genomanalyse diözischer Pflanzen etabliert werden.
Das Projekt "Sustainable Agroforestry on Saline Soils in Zhejiang Province, Volksrepublik China" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Bodenkunde und Standortslehre durchgeführt. Im Rahmen eines interdisziplinaeren Forschungsprojektes der Technischen Universitaet Dresden, der Universitaet Hangzhou/Zhejiang und der Zhejiang Academy of Forpestry, Volksrepublik China, wird in der Kuestenregion der Provinz Zhejiang die Entwicklung der Bodenfruchtbarkeit und des agroforstlichen Ertragspotentials saliner Kuestenboeden untersucht. Die Forschungsarbeiten erfolgen mittels eines Chronosequenzansatzes auf eingedeichten Standorten unterschiedlichen Alters. Die Boeden werden umfassend bodenkundlich charakterisiert, der Ernaehrungszustand und die Ertraege wichtiger Kulturarten bestimmt. Ueber einen Ansatz werden Kriterien fuer die Nutzbarkeit, eine optimale Bewirtschaftung und den Schutz saliner Marschboeden nach Eindeichung formuliert. Die Ergebnisse bilden die Grundlage fuer die Entwicklung eines dynamischen Systems zur Planung, Beratung und zum Monitoring einer nachhaltigen Landbewirtschaftung fuer die Agrar- und Forstboeden.
Das Projekt "Detecting footprints of selection in rye (Secale cereale L.) - unraveling the past for future crop improvement" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Lehrstuhl für Pflanzenzüchtung durchgeführt. Die Züchtungsgeschichte vieler Getreidearten ist bekannt, aber die Auswirkungen anthropogener/züchterischer Selektion auf die Getreidegenome wurden nur wenig untersucht. Schwerpunkt dieses Projekts ist die Identifizierung von Genen, die einem Selektionsprozess unterliegen. Die Auswirkungen der Selektion werden im Roggen (Secale cereale L.) durch die Bearbeitung von drei Arbeitshypothesen untersucht: 1) Züchtungsfortschritt ist korreliert mit einem Rückgang der Nukleotiddiversität. 2) Die Frequenz der Allele, die an ein vorteilhaftes Allel gekoppelt sind, steigt an, während die benachbarte DNA Sequenz einen Verlust an zuvor vorhandenen Polymorphismen erfährt (='selective sweep'). 3) Die Kennzeichen eines 'selective sweeps' werden in den chromosomalen Regionen, die von dem vorteilhaften Allel beeinflusst sind, beobachtet. Unter Verwendung der 'Genome-Capture' Technologie und der Hochdurchsatz-Sequenzierung werden mehr als 500 Gene sequenziert. Sequenzdaten werden in Roggenpopulationen erhoben, welche die Züchtungsgeschichte des Roggens von Landrassen hin zu Elite-Inzuchtlinien repräsentieren. Die Sequenzanalyse umfasst die Exon-Intron-Zuordnung, die SNP Detektion, die Bestimmung von Nukleotiddiversität und Kopplungsphasenungleichgewicht sowohl innerhalb und zwischen den Genen als auch innerhalb und zwischen den Populationen. Ziel dieses umfangreichen Selektionsscreens ist die Erstellung der ersten Selektionskarte für Roggen. Die identifizierten Gene decken Kandidatengene für agronomisch wichtige Merkmale auf und sind von Bedeutung für Assoziationsstudien.
Das Projekt "Beitrag zur Risikoabschaetzung der Genuebertragung von transgenen Pflanzen auf die Umwelt durch die Honigbiene" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hans-Knöll-Institut für Naturstoff-Forschung durchgeführt. Im Rahmen eines Vorlaeuferprojektes (TMWFK FKZ: B305-95001) wurde gezeigt, dass unter den Bedingungen des Bienendarms fremde DNA von Endosymbionten aufgenommen werden kann. Fragmente des PAT-Gens konnten auch nach laengerer Passage ausserhalb des Bienendarms nachgewiesen werden. Im vorliegenden Projekt soll geklaert werden, ob tatsaechlich eine Kopie des Transgens in den untersuchten Mikroorganismen vorlag. Dazu werden weiterfuehrende Untersuchungen an den Proben durchgefuehrt. Durch Sequenzanalyse der PCR-Fragmente soll zunaechst abgesichert werden, in welcher Form die aufgenommenen DNA-Fragmente im Genom der Mikroorganismen vorliegen. Parallel zur Analyse auf die Uebertragung des PAT-Gens soll auch die Moeglichkeit der Uebertragung eines natuerlichen pflanzlichen Gens als Bezug untersucht werden. Diese Arbeiten werden durch die Analyse von Endosymbiontenproben aus Langzeitversuchen ergaenzt, in denen gezeigt werden soll, ob eine laengere Exposition mit transgenen Pollen zu einem Anstieg der Genuebertragung fuehrt.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Nordkartoffel Zuchtgesellschaft mbH durchgeführt. Drei fuer Anbau und industrielle Verwendung von Kartoffeln wichtige Merkmale werden fuer einen 'candidate gene approach' ausgewaehlt. Quantitative Resistenz gegen die Krautfaeule (Phytophthora infestans) und gegen den Wurzelnematoden Globodera pallida, sowie der Gehalt von Knollen an reduzierenden Zuckern, welche die Chipseignung beeintraechtigen. Als Kanidatengene werden Gene gewaehlt, die mit den Merkmalen in einem Funktionszusammenhang stehen und die genetisch mit QTLs (Quantitative Trait Loci) fuer die Merkmale gekoppelt sind. In tetraploidem Zuchtmaterial werden DNA-Polymorphismen (Single Nucleotide Polymerphism = SNP) in Kandidatengenen durch Sequenzanalyse identifiziert. Aus dem gleichen Zuchtmaterial werden Kreuzungspopulationen erstellt, in denen die bezueglich der Zielmerkmale besten bzw. schlechtesten Nachkommen phaenotypisch selektiert werden. Die beiden Vergleichsgruppen werden mit DNA-Chiptechnologie auf unterschiedliche Haeufigkeiten von SNP's untersucht. Fuer wertvolle Allele von Kandidatengenen werden Marker Tests fuer die praktische Kartoffelzuechtung entwickelt.
Das Projekt "Erweiterung und Anwendung der GABI-TILLING-Plattform zur Funktionsanalyse von Nutzpflanzengenen - Teilvorhaben G" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Lochow-Petkus GmbH durchgeführt. Ziel des Teilprojektes ist die Erstellung einer TILLING-Population für Roggen. Die Identifizierung und Charakterisierung von Allelen für Kandidatengene, die agronomisch wichtige Merkmale beeinflussen, wird zur funktionalen Aufklärung dieser Gene beitragen. Die Inzuchtlinie HOH-IL2035 wird mit EMS mutagenisiert und in Arbeitsteilung mit P6 (Universität Hohenheim) eine TILLING-Population von 10.000 M2 Pflanzen erstellt. Die DNA von o.g. Pflanzen wird extrahiert. Geeignete Kandidatengene für agronomisch wichtige Merkmale werden untersucht und Mutanten anschließend auf Sequenzebene und phänotypisch charakterisiert. Das Projekt interagiert mit den Projekten GABI RYE-FROST und GABI RYE-EXPRESS bei der Auswahl von Zielsequenzen und Merkmalen. Eine TILLING-Population für Roggen stellt eine wichtige Ressource für die funktionelle Genomanalyse dar, die breite Anwendungsmöglichkeiten in der Grundlagen- und angewandten Forschung bietet. Neue genetische Variation wird geschaffen. Linien mit neuen, vorteilhaften Allelen für agronomisch wichtige Zielmerkmale (z.B. Frosttoleranz, Qualität) können direkt in Zuchtprogrammen eingesetzt werden.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SAKA-RAGIS Pflanzenzucht GbR, Zuchtstation Windeby durchgeführt. Drei fuer Anbau und industrielle Verwendung von Kartoffeln wichtige Merkmale werden fuer einen 'candidate gene approach' ausgewaehlt: Quantitative Resistenz gegen die Krautfaeule (Phytophthora infestans) und gegen den Wurzelnematoden Globodera pallida sowie der Gehalt von Knollen an reduzierenden Zuckern, welche die Chipseignung beeintraechtigen. Als Kandidatengene werden Gene gewaehlt, die mit den Merkmalen in einem Funktionszusammenhang stehen und die genetisch mit QTLs (Quantitative Trait Loci) fuer diese Merkmale gekoppelt sind. In tetraploidem Zuchtmaterial werden DNA-Polymorphismen (Single Nucleotide Polymorphism = SNP) in Kandidatengenen durch Sequenzanalyse identifiziert. Aus dem gleichen Zuchtmaterial werden Kreuzungspopulationen erstellt, in denen die bezueglich der Zielmerkmale besten bzw. schlechtesten Nachkommen phaenotypisch selektiert werden. Die beiden Vergleichsgruppen werden DNA-Chiptechnologie auf unterschiedliche Haeufigkeiten von SNPs untersucht. Fuer wertvolle Allele von Kandidatengenen werden Markertests fuer die praktische Kartoffelzuechtung entwickelt.
Das Projekt "Molekulare Untersuchungen zu Prozessen der Hybridisierung und Introgression zwischen Abies alba Mill. und sieben weiteren mediterranen Tannenarten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Marburg, Fachbereich Biologie, Professur Naturschutzbiologie durchgeführt. Die Gattung Abies stellt in Europa ein interessantes Modell für die Evolution von verwandten Waldbaumarten, mit großenteils getrennten Verbreitungsgebieten dar. Die Gattung zeichnet sich durch kontrastierende Vererbungsmodi von Chloroplasten DNA (rein väterlich) und Mitochondrien DNA (rein mütterlich) aus. Eine Hybridisierung zwischen benachbarten Arten scheint sehr wahrscheinlich. Räumlich explizite Untersuchungen wurden bisher mit einem molekularen Marker der Mitochondrien DNA durchgeführt, der zeigte, dass mütterliche Linien weitgehend getrennt blieben. Jedoch zeigte sich schon bei Untersuchungen an der zentraleuropäischen Weißtanne Abies alba, dass väterlich vererbte Marker, die also über den Pollen ausgebreitet werden, ein stark kontrastierendes Bild liefern. Durch den Einsatz väterlich vererbter molekularer Marker der Chloroplasten DNA sollen nun bei der Fokus-Art A. alba Prozesse von Hybridisierung und Introgression mit sieben weiteren mediterranen Tannen-Arten untersucht werden. Nach umfassender genetischer Charakteriserung eines hochvariablen Markers per DNA Sequenzanalyse, soll die geographische Verteilung von Varianten der Chloroplasten DNA ermittelt werden. Diese wird Aufschluss geben, ob es in jüngerer Zeit zu Ereignissen von Hybridisierung und Introgression zwischen A. alba und benachbarten Arten gekommen ist. Darüber hinaus soll durch eine Rekonstruktion der Phylogenie geklärt werden, ob es in den vergangenen Klima-Zyklen mehrfach zu Hybridisierung und Introgression kam und ob die zentraleuropäische Fokus-Art A. alba dabei eine Schlüsselrolle spielte.
Das Projekt "Teilprojekt 4: Struktur der Zoophagen-Gesellschaft einer Roteichen-Chronosequenz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Staatliches Museum für Naturkunde durchgeführt.
Das Projekt "Prognose des Schadstoffeintrages in das Grundwasser mit dem Sickerwasser - Sickerwasserprognose" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CUTEC-Institut GmbH durchgeführt. Grundidee ist die Quellstärkeermittlung mit Hilfe der Autoklaventechnik unter pT stat.-Bedingungen in Gegenwart von O2/CO2-Gasgemischen, um die Vorgänge bei der Verwitterung sulfidischer und oxidischer Abfälle unter atmosphärischen Bedingungen zu simulieren. Bei sulfidischen Abfällen (Schlacken- und Bergehalden, Berge- und Schlammteichen und Böden von Gewinnungsstandorten) ist, wie durch Großlysimetertests im Tonnenmaßstab von uns nachgewiesen wurde, mit einer ständigen Zunahme der Quellstärke zu rechnen, wenn das Neutralsiationspotential des Nebengesteins für die Neutralisation der durch mikrobiologisch katalysierte Oxidation des Sulfidschwefels gebildeten Schwefelsäure nicht ausreicht. Mit Hilfe der Autoklaventechnik (180 Grad C, 10 bar 02-Partialdruck) gelingt es, die in sulfidischen Abfällen parallel ablaufenden Löse-, Neutralisations- und Fällungsreaktionen im Zeitraum von nur 2 Stunden darzustellen. Der Druckoxidationstest führt zu einem Summen pH-Wert, der eine verbindliche Aussage über die Ablagerungsfähigkeit des Abfalls erlaubt. Im Falle eines Summen pH-Wertes groesser 7 ist mit einem Natural Attenuation bzw. einer Ablagerungsfähigkeit nicht zu rechnen. Bei Großlysimetertests mit oxidischen Abfällen (MVA-Schlacken, Böden, Bauschutt) haben Verwitterungseinflüsse (O2, CO2, T, p) generell einen geringen Einfluss auf die Quellstärke. Die Elutionswerte liegen in der Größenordnung der beim S4-Test ermittelbaren. Entscheidend wirken sich auf die Quellstärke pH-Wert-Veränderungen aus, die sich bei Langzeitablagerungen durch Hydrogencarbonate einstellen können. Dies wird z.B. bei Schlacken von MVA's beobachtet. Mit Hilfe des Autoklaventests, der in diesem Fall mit einem maximalen Druck von nur 1 bar in Gegenwart eines O2-CO2-Gasgemisches gefahren werden kann, könnte über Bilanzierung der ausgetragenen Schwermetallfracht für eine durchschnittliche jährliche Niederschlagsmenge eine zeitliche Abschätzung der zu erwartenden Quellstärke erfolgen.