Zander (Sander lucioperca) ist auf dem Weg eine wichtige Zielart für die Aquakultur in Deutschland zu werden. Insbesondere die Produktion in geschlossenen Kreislaufanlagen (KLA), unter konstanten Umweltbedingungen und mit minimalem Wasseraustausch, birgt ein großes Potential. Die ganzjährige Bereitstellung von Satzmaterial für diese KLA ist noch ein limitierender Faktor, der jedoch durch die jahreszeitenunabhängige Reproduktion überwunden werden kann. Im Rahmen eines vorherigen DFG-Projektes wurde die endokrine Regulation der Gonadenreifung des Zanders unter veränderten exogenen Faktoren untersucht und ein Protokoll zur erfolgreichen photothermalen Induktion der Laichreife beschrieben. Dieses Protokoll wird jetzt in der betrieblichen Praxis angewandt.Im Rahmen dieses Erkenntnistransferprojektes untersuchen wir den Einfluss der photothermalen Induktionsmethode auf einschlägige Qualitätsparameter der Gameten und frühen Lebensstadien des Zanders. Durch eine Auswahl von biochemischen, enzymatischen und molekularbiologischen Markern und durch Wachstums- und Konditionsschätzer wollen wir herausfinden wie die Ei- und Spermienqualität und die Qualität der frühen Lebensstadien durch die wichtigsten Einflussgrößen aus dem Elterntierbestand determiniert werden. Wir vergleichen dazu den Einfluss der photothermalen Induktion mit dem Grad der Domestizierung, dem Grad der Prä-Ovulation und parentalen Effekten (größenspezifische maternale Effekte, Familienzusammensetzung, Laicherfahrung). Die Eizusammensetzung, Spermienmotilität und Fertilisationsraten geben damit ebenso Aufschluss über additive und nicht additive genetische Effekte, wie es Wachstums- und Expositionsversuche mit Larven und Juvenilen tun werden. Die Verbindung eines multifaktoriellen Versuchsplans mit der Verbindung von experimentellen und analytischen Ansätzen von den Elterntieren, über die Gameten hin zu den frühen Lebensstadien stellen ein bisher einmaliges Unterfangen zur Untersuchung der Reproduktionseigenschaften des Zanders und andere Fischarten dar.Ziel der Arbeit ist es grundlegende Qualitätsparameter für die Gameten und frühen Lebensstadien des Zanders mit den aktuell zur Verfügung stehenden Methoden zu beschreiben und die Wechselwirkungen der parentalen Effekte zu quantifizieren. Eine geeignete Auswahl von belastbaren und in der Praxis anwendbaren Qualitätsparametern, die einerseits auf die jeweiligen Einflussgrößen zurückzuführen sind und andererseits bei der Auswahl von geeigneten Elterntieren zur Reproduktion in KLA helfen, kann in das Bestandsmanagement aufgenommen werden und auf Grund dieser standardisierten Methoden können zukünftige Errungenschaften, insbesondere im Bereich der züchterischen Bearbeitung dieser Art, quantifiziert werden.
In den vergangenen Jahren hat sich bezüglich Versuchen an Wirbeltieren zur Chemikalienbewertung aufgrund ethischer Bedenken ein deutlicher Wandel vollzogen. Dies spiegelt sich auch insbesondere in der europäischen Gesetzgebung wider. So wird in Artikel 4 der EU-Direktive 2010/63/EU zum Schutz von Versuchstieren gefordert, Tierversuche zu reduzieren, zu präzisieren und schließlich durch Alternativen zu ersetzen. Des Weiteren verlangt die aktuelle europäische Verordnung zur Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals (REACh) explizit die Entwicklung alternativer Testverfahren für die Bewertung der von Stoffen ausgehende Gefahren. In Deutschland ersetzt seit 2005 der Fischembryotest (FET; DIN 38415-T6) den akuten Toxizitätstest mit adulten Fischen in der Abwasserbewertung. Darüber hinaus wurde der FET in einer ISO verankert (ISO 18055, 2007). In verschiedenen Studien konnte außerdem gezeigt werden, dass eine hohe Korrelation zwischen dem akuten Fischtoxizitätstest und dem FET besteht, sodass im April dieses Jahres die Arbeitsgruppe der nationalen Koordinatoren des OECD-Prüfrichtlinienausschusses die Annahme des Fischembryotests als OECD Guideline No. 236 zur Testung von Chemikalien beschloss. Im vom Institut für Umweltforschung der RWTH Aachen geleiteten und koordinierten BMBF Verbundprojekt DanTox wurden verschiedene, spezifische, eukaryotische Testverfahren entwickelt, um das ökotoxikologische Schädigungspotenzial belasteter Sedimente zu untersuchen sowie molekulares und physiologisches Grundlagenwissen über die Mechanismen der Schadwirkung in Embryonen des Zebrabärblings zu erlangen. Ein Schwerpunkt des Verbundprojekts war die Untersuchung des Fremdstoffmetabolismus mit Hilfe Arylhydrokarbon-Rezeptor-(AhR)vermittelter Effekte, sowie Veränderungen im Genexpressionsmuster, die durch Umweltproben und ausgewählte Chemikalien mit toxischer Wirkung verursacht werden. Einer der wichtigsten Befunde war, das nach Belastung mit Sedimenten und Schadstoffen eine zeitliche Diskrepanz der AhR-vermittelten Aktivität auf genetischer und enzymatischer Ebene vorliegt, die durch den gegenwärtigen, wissenschaftlichen Kenntnisstand nicht erklärt werden kann. Allerdings sind die Relevanz und Verlässlichkeit des FET nur dann gesichert, wenn über sichtbare, phänotypische Veränderungen hinaus die molekularen Signalwege im Detail verstanden sind. Daher ist das genaue Verständnis des Fremdstoffmetabolismus in den frühen Stadien des Embryos des Zebrabärblings, das im hier beantragten Dissertationsvorhaben untersucht werden soll, von höchster Bedeutung, um das wissenschaftliche Fundament der Chemikalientestung mittels Danio rerio zu stärken. Dieses Ziel soll durch die Testung von fünf Klassen der Emerging Pollutants erreicht werden. (Text gekürzt)
Zielstellung: Um den Berichtspflichten gegenüber der EU gemäß FFH nachzukommen, sollte im Rahmen des Projektes eine erste Statuserfassung zur Flussneunaugen-Verbreitung in 16 ausgewählten Elbnebengewässern Sachsens durchgeführt werden. Zudem sollte versucht werden, durch ein Monitoring der Querder-Vorkommen (Neunaugen-Larven) sowohl potenzielle Laichplätze zu kartieren als auch genetische Proben für eine artspezifische Differenzierung zu gewinnen. Material und Methoden: Von März - Mai 2015 erfolgten hierzu mündungsnahe Reusen- sowie Elektrobefischungen jeweils unterhalb der ersten unüberwindbaren Querverbauungen. An potenziellen Querder- Habitaten kam die standardisierte BfN-Methodenvorgabe (BfN 2011) zum Einsatz. Alle positiven Querder-Funde wurden mittels GIS in Anlehnung an SCHÜTZ (2010) verortet. Entnommene genetische Proben zur Unterscheidung von Bach- und Flussneunaugen (Vergleichsmaterial: Stepenitz und gewässerspezifische Proben) wurden durch ein externes Labor (Eurofins Medigenomix GmbH) gemäß MATEUS u. a. (2013) und GAIGHER u. a. (2013) analysiert. Ergebnisse: Im Rahmen der Untersuchungen konnten in den 16 Untersuchungsgewässern weder adulte aufsteigende Flussneunaugen gefangen noch Laichplätze oder ablaichende Flussneunaugen erfasst werden. Insgesamt wurden aber in acht der 16 Untersuchungsgewässer über 250 Neunaugenlarven nachgewiesen und lokalisiert. Durch sehr geringen Frühjahrsabflüsse waren die Untersuchungsbedingungen zwar optimal, jedoch die Aufstiegsbedingungen für die anadromen Flussneunaugen und andere wandernde Fischarten sehr ungünstig. Historische Belege zeigten, dass Flussneunaugen früher bis in die obere Elbe verbreitet waren. Nach einem Bestandsanstieg ab Ende der 1990er Jahre ist derzeit in Geesthacht wieder eine Abnahme der Flussneunaugen-Aufstiegszahlen zu verzeichnen (HUFGARD u. a. 2013), weshalb in der oberen Elbe bislang auch nur Einzelindividuen beobachtet wurden (FÜLLNER u. a. 2005). Aufgrund des geringen Probenumfangs konnte keine eindeutige genetische Unterscheidung von Bach- und Flussneunaugen herausgearbeitet werden. Somit konnten auch nicht die erfassten, äußerlich nicht unterscheidbaren Querder artspezifisch zugeordnet werden.
Obwohl die Ausbreitungskapazität eines Organismus für das Verständnis von Ausbreitungsmustern von entscheidender Bedeutung ist, weiß man bislang wenig über die Ausbreitungswege und -raten aquatischer Organismen. Besonders groß sind die Verständnislücken bei der Ausbreitung über große Distanzen hinweg (long-distance dispersal). Kenntnisse hierzu sind jedoch unter anderem von größter Bedeutung für das Verständnis von Rekolonisierungsprozessen in renaturierten Gewässerabschnitten. Im Gegensatz zu den hololimnischen Invertebraten haben die meisten aquatischen Insektengruppen flugfähige Adultstadien und sind somit zumindest potentiell zur aktiven Ausbreitung über Land befähigt. Wir haben drei aquatische Insektenarten ausgewählt (Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera) um die Hypothese zu testen, dass Populationen merolimnischer Insekten über große Distanzen (größer als 10 km) durch aktive Flugausbreitung reproduktiv verbunden sind. Art, Stärke und Richtung des Genflusses werden in dem gut untersuchten Fulda/Werra-Flusssystem untersucht. Zunächst werden wir den Grad an genetischer Differenzierung zwischen Populationen im Untersuchungsgebiet mittels Mikrosatellitenanalyse untersuchen. Rezenter Genfluss wird durch Assignmenttests, welche rezente Migranten aufgrund ihres Genotyps ihren Ursprungspopulationen zuordnen, gemessen und so von historischen Mustern getrennt. Schließlich werden historische und rezente Abundanzdaten, sowie mittels Mikrosatellitenanalysen ermittelte genetische Information in verschiedene Dispersionsmodelle integriert, in die unterschiedliche Ausbreitungsraten und -mechanismen implementiert sind. Die besten Modelle für jede Art werden durch model selection ermittelt. Die durch das beantragte Projekt erhaltenen Erkenntnisse werden dazu beitragen, die Konnektivität und Dynamik von Populationen aquatischer Insekten besser zu verstehen und die kurz- und mittelfristigen Erfolgsaussichten von Renaturierungsprojekten im Gewässerbereich besser abschätzen zu können.
In der Frage niedriger Dosen ionisierender Strahlen besteht dringender Forschungsbedarf sowohl hinsichtlich der Dosis-Wirkungs-Beziehungen als auch hinsichtlich der biologischen Mechanismen. Es wurde deshalb ein Projekt initiiert, bei dem die Wirkungen niedriger Strahlendosen über die gesamte Lebensspanne in Mäusen beiderlei Geschlechts analysiert wird. Die Tiere wurden einmalig im Alter von 10 Wochen mit Dosen zwischen 0 Gy und 0,5 Gy (60Co) bestrahlt; zunächst wurden die Auswirkungen auf das Auge und das Verhalten der Mäuse sowie pathologische Veränderungen betrachtet. Zu 4 Zeitpunkten (4 und 24 Stunden sowie 12 und 18 Monate nach der Bestrahlung) wurden biologische Proben verschiedener Organe, Blut und Plasma gesammelt und eingelagert. Um die Frage der genetischen Empfindlichkeit zu untersuchen, wurden neben Wildtyp-Mäusen auch heterozygote Mutanten einbezogen; die Mutation betrifft Ercc2, ein Gen, das für eine ATP-abhängige DNA-Helikase kodiert, die an der allgemeinen Transkription und DNA Reparatur beteiligt ist. Vielfältige molekulare und 'OMICS'-Analysen einschließlich einer systembiologischen sind Gegenstand dieses Antrags. Das Ziel des Verbundes ist es, ein ganzheitliches Verständnis der Wirkung niedriger Dosen ionisierender Strahlen auf einen Säugetierorganismus zu erhalten. Dazu werden auch cardio-vaskuläre Effekte, pathologische Veränderungen verschiedener Organe wie Augen, Darm, Lungen, Leber, Niere und Milz sowie Untersuchungen am Blut und Plasma untersucht. In diesen Organen werden globale Genexpressionsdaten gewonnen, so dass wir organspezifische Antworten auf ionisierende Strahlung rekonstruieren und auf bekannte Signalwegen abbilden können, um die informativen Knoten des Netzwerkes zu erkennen. Die geplante Studie ist die erste systembiologische Studie, die die ganze Spannbreite der Antworten der Maus auf niedrige Dosen ionisierender Strahlung erfasst und zugleich Hinweise auf genetisch definierte Unterschiede in der Strahlenempfindlichkeit erlaubt.
Wirt-Parasit-Interaktionen sind Vorzeigemodelle für das Wettrüsten beider Interaktionspartner, angetrieben durch Koevolution. Das angeborene Immunsystem ist ein wichtiges zentrales Instrument im Kampf gegen Krankheitserreger und Parasiten. Darüber hinaus entwickelten soziale Insekten eine zusätzliche Art der Verteidigung auf Kolonieebene, die auch als 'soziale Immunität' bekannt ist. Antiparasitische Verhaltensweisen im Rahmen der 'sozialen Immunität' beinhalten auch prophylaktische und therapeutische Selbstmedikation. Honigbienen sind ein erstklassiges Modellsystem um Selbstmedikation zu studieren, da ihre Krankheitserreger sehr gut bekannt sind, sowie antimikrobielle Stoffe, die sie zur Prävention und Bekämpfung von Infektionen sammeln. Viele Bienenprodukte (Honig, Propolis und Geleé Royale) sind als antimikrobielle bzw. schützende Substanzen bekannt. Selbstmedikation durch das Sammeln verschiedener Produkte zur Aufrechterhaltung der Gesundheit lässt sich am besten mit Honig, dem Hauptkohlenhydratnährstoff von Honigbienen, erforschen. Viele unterschiedliche Faktoren beeinflussen die Eigenschaften von Honig. Im Mittelpunkt des Interesses bezüglich der gesundheitsfördernden Wirkung für Bienen, stehen aber eindeutig die florale Herkunft des Honigs und dessen antibiotische sekundäre Pflanzenmetabolite. Hier wollen wir die Auswirkungen der Selbstmedikation in einem umfassenden Forschungsprojekt ausgehend vom gesammelten Nektar auf Kolonieebene bis hin zur Immunantwort der individuellen Bienenlarve studieren. Wir konzentrieren uns dabei auf die Europäische Faulbrut, eine bakterielle Brutkrankheit von Honigbienen, als Modell-Erreger, um zu testen wie Honig von verschiedenen floralen Ursprung die Mechanismen der Selbstmedikation bei der Honigbiene steuern kann. Schlussendlich werden uns die Ergebnisse Einblicke in die biochemischen, genetischen und physiologischen Grundlagen sowie das Verhalten der Bienen bezüglich des beobachteten Mechanismus der Selbstmedikation und seines adaptiven Potentials im Wettrüsten zwischen Honigbienengesundheit und bakterielle Infektiosität ermöglichen.
Die Professur Nutztiergenetik im Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften analysiert am Tiermaterial des Auftraggebers vorwiegend Daten von Legehennen unter folgenden Gesichtspunkten: a) Auswertung von Merkmalen der Eiproduktion erfasst an Legehennen aus verschiedenen Haltungssystemen unter Berücksichtigung der Mortalität. b) Schätzung genetischer Parameter für die Mortalität und pro Hennetage und pro überlebende Henne mit dem Ziel die Zuchtwertschätzung auf unterschiedliche Haltungssysteme zu erweitern. a) und b) gewonnenen Daten dienen dem Auftraggeber zur züchterischen Bearbeitung der Legehennenpopulation. Die ermittelten Daten sollen gleichzeitig der Forschung und Lehre im Hinblick auf eine umfassende Weiterentwicklung der genetischen Grundlagen der Zuchtwertschätzung und der embryonalen Mortalität dienen.
Ziel des Vorhabens ist Etablierung der bei anderen Tierarten zur Verbesserung von Zuchtmerkmalen eingesetzten und als zukunftsweisend eingeschätzten genomische Selektion bei der Honigbiene - insbesondere zur Zucht auf Krankheitsresistenz. Hierbei sind die reproduktionsbiologischen und genetischen Besonderheiten dieser Spezies zu berücksichtigen. Neben der Modellentwicklung und des Designs eines alle Selektionsmerkmale abdeckenden SNP-Chips, soll auch die Möglichkeit der praxistauglichen Implementierung in die Bienenzucht erforscht und vorangetrieben werden. Als Grundlage für die genomische Selektion soll in Kooperation mit unserem Projektpartner ein SNP-Chip mit 80.000 bis 120.000 SNPs entwickelt werden, der es erlaubt die Resistenz gegen die Varroamilbe und andere Bienenkrankheiten im Rahmen der genomischen Selektion zu verbessern. Andere Zuchtmerkmale, wie Honigertrag, Sanftmut und Schwarmneigung sind hierbei zu berücksichtigen, da Rückschritte bei diesen Merkmalen von der Imkerschaft nicht in Kauf genommen werden. Allerdings müssen zur Erreichung dieser Ziele im Rahmen des Projekts geeignete Strategien und Methoden entwickelt oder bestehende an die reproduktionsbiologischen Besonderheiten der Honigbiene angepasst werden. Insbesondere ist hier die Integrierung der genomischen Informationen in die am LIB etablierte BLUP-Zuchtwertschätzung zu nennen. Die Identifizierung merkmalsbeeinflussender Regionen soll über SNP-Chip-Analysen Mutations- und Expressionsstudien an Völkern erfolgen, die extreme Merkmalsausprägungen aufweisen. Basierend auf den erzielten Ergebnissen, soll für die Imker anschließend ein wesentlich kleinerer und kostengünstigerer Chip entwickelt werden, der nur die für die Zucht wichtigsten SNPs enthält und damit aus kommerzieller Sicht das Hauptprodukt dieses Vorhabens darstellt.
Ziel des Vorhabens ist die Evaluierung einer indirekten Methode zur Bestimmung der Methanproduktion über Archaeol im Kot von Rindern. Bei Archaeol handelt es sich um ein Membranlipid, welches sich in der Zellmembran der meisten Archaeen nachweisen lässt. Zu den Archaeen zählen auch die methanogenen Mikroorganismen im Vormagensystem von Wiederkäuern, weshalb der fäkale Archaeolgehalt mit der Ausscheidung von Methan in Beziehung steht und einen interessanten Umweltindikator darstellt. Zunächst soll die Beziehung zwischen Archaeolkonzentration und Methanproduktion überprüft werden. Hierfür kann auf eingelagerte Kotproben und Methanmessungen aus vorangegangenen Dummerstorfer Respirationskammerversuchen zurückgegriffen werden. Anschließend sollen Kotproben von Tieren der Karkendamm-Herde gesammelt und analysiert werden. Bei wiederholter Beprobung wäre es so möglich, erstmals Wiederholbarkeiten für die tierindividuelle Archaeolausscheidung unter Praxisbedingungen im Liegeboxen-Laufstall zu schätzen und Umweltfaktoren mit einem Effekt auf die Archaeolkonzentration im Kot zu identifizieren. Dies würde erste Hinweise darauf liefern, inwieweit die Archaeol- bzw. Methanausscheidung erblich bedingt ist. Des Weiteren ist geplant, Korrelationen zwischen der Archaeolausscheidung als Indikator für den Methanausstoß und anderen züchterisch bedeutsamen Merkmalen zu schätzen, um so den Handlungsspielraum für tierzüchterische Maßnahmen zur Emissionsminderung besser abschätzen zu können.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 35 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 35 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 35 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 32 |
| Englisch | 9 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 28 |
| Webseite | 7 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 16 |
| Lebewesen und Lebensräume | 35 |
| Luft | 6 |
| Mensch und Umwelt | 35 |
| Wasser | 12 |
| Weitere | 35 |