Das Projekt "Bewirtschaftung von Grasland in Europa als nachhaltige Ressource in einem sich aendernden Klima" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GSF - Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit GmbH, Expositionskammern (EPOKA) durchgeführt. General Information: Grasslands are an important and widespread type of vegetation but they vary greatly in relation to composition, production and methods of utilisation in Europe. The grasslands range from intensively managed, single species, sown swards to semi-natural and natural communities. Permanent grasslands are the most widespread and are estimated to occupy more than 30 per cent of total land area in Ireland, Britain and France although in Nordic and Baltic countries and in some Mediterranean regions, where there are problems of persistence, annual grasses are more important. All grasslands, even the natural and semi-natural communities, are maintained in their present state by man's activities and those of his livestock. Their species compositions and their structure has been determined by a combination of climatic, edaphic and anthropogenic forces. The result of this is a series of different grassland communities, typically composed of a complex mixture of perennial grasses, nitrogen fixing legumes and non-fixing dicots of different growth forms (functional types). The aim of this project is to investigate the long-term responses of a representative selection of European semi-natural grassland ecosystems to elevated CO2 and climate change across a European transect which exploits the natural gradients in environmental variables. The study will centre on the mechanisms governing changes in the structure of the grassland communities, as well as on the consequences of these changes for essential ecosystem functions (carbon uptake and storage; water budget; nutrient fluxes), and for forage supply (herbivory) and soil processes (decomposition) that are affected by the quality (e.g. carbohydrate and protein contents) of these plant tissues. The objectives of this project are to test the following hypotheses: 1. That interactions between components of global change (CO2, temperature, rainfall, nitrogen deposition) and management practices (nitrogen fertilisation, cutting frequency, grazing) affect the growth, development and productivity of grassland ecosystems and carbon sequestration in the soil organic matter. 2. That global change affects the structure and botanical composition of grassland ecosystems, because the impacts will be different for each of the functional types. 3. That global change, through changes in tissue quality, will have an impact on the activity of grass herbivores (above-ground) and decomposers (below-ground). 4. That models can be used to simulate and predict the responses of grasslands to global change and furthermore they can be used on a European scale to ensure the development of sustainable management systems in a changing climate. 5. That management and environmental policy concerning grasslands can be directed towards land-use practices that could mitigate the effects of global change. Prime Contractor: University of dublin, Trinity College, School of Botany; Dublin/Ireland.
Das Projekt "Teilvorhaben B: Erstellung physikalischer und morphologischer Karten von Chromosomen der Gerste" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität München, Botanisches Institut durchgeführt. Aus einem gut charakterisierten 'Genpool' wird eine physikalisch/morphologische Kartierung von Gerstenchromosomen (n = 7) angestrebt. Die Arbeiten sollen sich zunaechst auf die Chromosomen 1, 2, 4 und 5 konzentrieren, die u.a. Gene fuer Resistenzen, Speicherproteine bzw. Kohlenhydratqualitaet tragen, die von hoher Relevanz fuer die Praxis sind. Fuer den Antragszeitraum sind drei vorrangige Teilziele vorgesehen: 1. Die Etablierung moeglichst umfangreicher physikalischer Karten fuer die genannten Chromosomen durch Klonierung von DNA aus Zellkernen oder von mikrochirurgisch isolierten Chromosomen und 'Chromosome walking'; 2. Die ultrastrukturelle Kartierung von Genen oder Restriktionsfragmenten, vor allem durch Rasterelektronenmikroskopie; 3. Die Gewinnung molekularer Sonden durch Identifizierung und Lokalisation von Polymorphen Restriktionsfragmenten (Rflps), die Linien zu diskriminieren vermoegen, relevante Gene (z.b. fuer Hordeine) tragen oder .....
Das Projekt "Bilocation - Mechanistic approach for estimating and modeling the bioconcentration potential of charged and ionogenic organic chemicals via in vitro, in vivo and in silico methods" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Wasserchemie, Professur für Hydrochemie und Wassertechnologie durchgeführt. Bioaccumulation is of highest concern for environmental risk assessment of chemicals. Generally, the experimental measurement of bioaccumulation is time-consuming, expensive, and due to ethical concerns regarding animal welfare not feasible for large sets of chemicals. Thus, prediction models - mainly based on easily determinable physicochemical properties such as the octanol-water partition coefficient - are used for the risk assessment. The existing prediction models are applicable to hydrophobic and polar organic chemicals; however, they often give inappropriate and inaccurate results for ionogenic compounds and permanently charged organic chemicals. This is due to the fact that classical bioaccumulation models neither sufficiently consider ion-macromolecule interactions nor interactions of cations and anions in solution - both strongly influencing the transport, uptake and bioavailability of ions. The German Research Foundation (DFG) and National Science Centre (NCN) are supporting a Polish-German project between the University of Gdansk (Prof. Piotr Stepnowski) and the Technische Universität Dresden. Main aim of our proposed project is to understand and predict the interactions of organic ions, and ion pairs in particular, with biological systems and their consequences in terms of bioaccumulation. Therefore a mechanistic approach applying several in vitro tests such membrane and storage lipid partitioning and protein binding is employed to achieve comprehensive data sets of charged and ionogenic compounds.
Das Projekt "Regulation der N-Speicherung und Mobilisierung im jährlichen Lebenszyklus der Pappel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Forstbotanik und Baumphysiologie durchgeführt. Stickstoff ist ein zentraler, Wachstums-limitierender Faktor von Bäumen an ihren natürlichen Standorten. Um eine Unabhängigkeit von der aktuellen Versorgung und Aufnahme von Stickstoff zu erreichen, haben Bäume einen Mechanismus der saisonalen Speicherung, Mobilisierung und Neuverteilung von Stickstoff entwickelt, der langfristig eine ausreichende Stickstoff-Versorgung für Wachstum und Entwicklung gewährleistet. Ziel des Vorhabens ist es, (a) die Bedeutung der saisonalen Synthese und Metabolisierung von vegetativen Speicherproteinen (VSP) in den Parenchymzellen der Rinden- und Holzstrahlen mit der saisonalen Speicherung und Entnahme von Aminoverbindungen im Xylem und Phloem zu vergleichen, sowie (b) die Regulation dieser Prozesse durch Umwelt- und (c) interne Faktoren zu charakterisieren. Dabei stehen die Metabolisierung und der Transport von Glutamin, der wichtigeten Transport-Aminoverbindung in Pappeln im Vordergrund. Die Wechselwirkung zwischen N-Aufnahme und -Neuverteilung wird durch die vergleichende Analyse von Pappeln des Wildtyps und transgenen Pappeln mit veränderter N-Assimilation bzw. Cytokinin-Biosynthese in 15N Markierungsexperimenten untersucht. Die untersuchten Umweltfaktoren umfassen saisonale Veränderungen (Temperatur, Photoperiode) und Salzstress (Vergleich sensitiver und toleranter Pappelarten), die untersuchten internen Faktoren umfassen Cytokinin Biosynthese, VSP Turnover und Aminosäure Turnover.
Das Projekt "Isolierung und Charakterisierung eines Speicherproteins und seiner DNA aus dem sekundaeren Xylem von Populus canadensis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Botanisches Institut und Botanischer Garten durchgeführt.
Das Projekt "Entwicklung eines ökologischen Futtermittels für karnivore Fischarten unter Ausschluss von Fischmehl und Sojaproteinen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Institut für Tierzucht und Tierhaltung, Professur für Marine Aquakultur durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, ein nachhaltiges und ökologisches Futtermittel für karnivore Fischarten zu entwickeln, welches in Gänze auf die Verwendung von Fischmehl und Sojaprotein verzichtet. Ökologische Eiweißfuttermittel werden nicht nur durch die Verordnung (EU) Nr. 2018/848 für Geflügel und Schwein verpflichtend, sie bilden auch die Grundlage für eine nachhaltige Futterversorgung anderer Nutztiere. So ist in der ökologischen Fischproduktion die Futtermittelherstellung, insbesondere im Hinblick auf eiweißreiche Futtermittel, bereits streng reglementiert. Durch eine innovative Verarbeitung und Verwendung von Proteinen aus ökologisch angebautem Raps, kombiniert mit verarbeitetem tierischen Nichtwiederkäuer-Protein, sollen Fischmehl und Sojaprotein gegen diese nachhaltigen Alternativen ausgetauscht werden. Im Fokus steht dabei vor allem das Aminosäureprofil, welches sowohl durch das anzupassende Verhältnis der beiden im Raps enthaltenen Speicherproteine Albumin und Globulin, als auch durch die Verwendung von verarbeitetem tierischen Nichtwiederkäuer-Protein optimal an die Bedürfnisse der Fische abgestimmt werden soll. Vor allem der Effekt einer angepassten Aminosäurezusammensetzung auf die Futteraufnahme und Futteraufnahmeregulation ist hierbei von besonderer wissenschaftlicher Bedeutung, da vorherige Untersuchungen zeigen konnten, dass dies das aktuell größte Hindernis beim Austausch von Fischmehl gegen pflanzliche Alternativen darstellt. Da es sich dabei um eine Prozesslösung für die nachhaltige und ökologische Tierernährung handelt, ist das Vorhaben in der Ausschreibung Projekte zur Sicherung einer nachhaltigen Tierernährung dem Modul B - Bundesprogramm Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft (BÖLN) des BMEL zuzuordnen.
Das Projekt "Gezielte Veränderung des Gehalts- und der Qualität von Speicherproteinen in Körnerleguminosen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung durchgeführt. Leguminosen sind nach den Getreiden die wichtigsten Kulturpflanzen. Sie bilden die größte pflanzliche Proteinquelle. Die Fortschritte der letzten Jahre in unserer und anderen Arbeitsgruppen haben einen guten Einblick in die molekulare Physiologie der Samenentwicklung der Leguminosen und damit Hinweise gegeben, wie die Akkumulation von Speicherprotein reguliert ist. Gleichzeitig sind Transformationstechniken für Vicia spp. und Erbse sowie die entsprechenden Gene und Promotoren verfügbar geworden. In diesem Vorhaben sollen in Körnerleguminosen Speicherproteingehalt und Qualität durch gentechnische Mittel gezielt verändert werden. Es ist geplant, transgene Modelle zu nutzen, in denen, i) der Stärkebiosyntheseweg herunterreguliert ist, ii) der Aminosäuretransport in den Samen und die Aminosäuresynthese im Samen stimuliert ist, und iii) die Verteilung von Kohlenstoff zugunsten der Aminosäurebiosynthese erhöht ist. Zwei transgene Modelle stehen bereits zur Verfügung, AGP-antisense und Aspartatkinase überexprimierende Vicia narbonensis, weitere sind in Bearbeitung. Die transgen-induzierten molekular-physiologischen Prozesse und Zusammenhänge sollen untersucht werden. Weiterhin ist beabsichtigt, transgene Pflanzen zu kreuzen, die in verschiedenen Stoffwechselwegen verändert sind, um mögliche synergistische Effekte zu erzielen.
Das Projekt "Funktion und therapeutische Eignung des kardial sezernierten Proteins PI16" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Pharmakologie und Toxikologie durchgeführt.
Das Projekt "ERA Net Plant Genomics - ProteinStorage: Eine integrierte genomische und proteomische Charakterisierung von Proteinkörpern für die optimale Produktion von Biopharmazeutika in Pflanzen und Pflanzenzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Biologie VII (Molekulare Biotechnologie) durchgeführt. Das wissenschaftliche Ziel des Vorhabens ist es, die quantitativen und qualitativen proteomischen und genomischen Veränderungen zu untersuchen, die bei der Proteinkörperbildung vor sich gehen. So soll ein Verständnis für den Mechanismus der Proteinkörperentstehung entwickelt werden, und Gene identifiziert werden, die die Akkumulation von endogenen Speicherproteinen, aber auch die von exogenen, rekombinanten Proteinen in Pflanzenzellen positiv oder negativ beeinflussen. Zu diesem Zweck sollen Proteinkörper in verschiedenen Geweben der Hauptzielspezies Arabidopsis und Reis, aber auch Tabak induziert werden. Nach mikroskopischer Charakterisierung und Lokalisierung soll die Proteinkomposition der isolierten Speicherorganellen charakterisiert werden. Gleichzeitig sollen die genomischen Veränderungen in den transgenen Pflanzen bestimmt werden. Die Ergebnisse dieser Studien sind sowohl grundlagenwissenschaftlich als auch für die Verwendung von Proteinkörpern als Speicherform für rekombinante Proteine von Bedeutung. Basierend auf dem gewonnenen Wissen sollen verfeinerte Strategien entwickelt werden, um die Produktion von pharmazeutisch wertvollen Proteinen in Pflanzen zu maximieren.
Das Projekt "QualityNet - Integrierte Entwicklung von Selektionswerkzeugen für die Backqualität bei Weizen auf der Basis molekularer Marker und spektroskopischer Verfahren - Molekulargenetische Analysen allelischer Variation bei Kandidatengenen für Backqualität" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Lehrstuhl für Pflanzenzüchtung durchgeführt. Die Backqualität ist ein wesentliches Wert bestimmendes Kriterium bei der Vermarktung von Weizen. Ein hoher Anteil ist genetisch durch die Sorte definiert. Weizensorten mit guter bis sehr guter Qualität zusammen mit hervorragenden agronomischen Eigenschaften sind als Saatgut auf dem Markt besonders gefragt. Da direkte Backversuche während der Sortenzüchtung sehr teuer sind und erst in späten Generationen genügend Saatgut für die Vermahlung vorhanden ist, können indirekte Selektionsverfahren wie die Nah-Infrarot-Spektroskopie oder die Selektion von Genen, die das Backverhalten positiv beeinflussen, die Selektionsintensität wesentlich verbessern und den Zuchtablauf effizienter gestalten. Aus den Genomprojekten bei Kulturpflanzen wie z. B. das GABI-Programm des Bundesministeriums für Bildung und Forschung entstehen sowohl eine enorme Fülle von DNA- basierten Daten und Sequenzinformationen als auch verbesserte Analyseplattformen für das pflanzliche Genom. Durch die molekulargenetische Charakterisierung repräsentativer Weizensorten und spaltender Nachkommenschaften in Bezug auf die Variation von Kandidatengenen und anderen DNA- und Protein-Markern sollen Gene mit positivem Effekt auf die Backqualität identifiziert werden. Zudem soll der Zusammenhang zwischen der Quantität einzelner Speicherproteine und der Backqualität näher bestimmt werden. Alternative spektroskopische Verfahren zur Qualitätsschätzung ergänzen dies. Die zu entwickeln- den Selektionsmethoden sollen zu einer kosteneffizienteren und rascheren Entwicklung von Backweizensorten führen. Im Einzelnen werden im Verbundprojekt folgende Schwerpunkte bearbeitet: 1) Verbesserung der Selektionssicherheit in der Qualitätsweizenzüchtung unter Berücksichtigung von Trends im aktuellen Genpool a) Genetische und funktionelle Kartierung von Merkmalen der Backqualität des Weizens (QTL-Kartierung b) Nutzbarmachung allelischer Variation (möglicher Genausprägungen an bestimmten Chromosomen- orten) von Kandidaten-Genen der Backqualität durch Prüfung im europäischen Genpool (Assoziationsgenetik) c) Entwicklung molekularer Marker zur Erleichterung der Frühselektion auf Qualitätsmerkmale in den Unternehmen 2) Klärung der Zusammenhänge zwischen Proteingehalt, zähen Teigeigenschaften und Backqualität in Genotypen der 'neuen proteinärmeren Qualitätsweizengeneration' 3) Quantifizierung verschiedener Kleberproteinfraktionen und ihr Beitrag zum Komplex Backqualität 4) Weiterentwicklung spektroskopischer Methoden (Nah-Infrarot-Spektroskopie, NIR) zum Einsatz in der Qualitätsselektion innerhalb der Unternehmen.
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