Das Projekt "Regulationsmechanismen der ABA-regulierten Genexpression bei Trockenstress" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Botanisches Institut und Botanischer Garten durchgeführt. Das Pflanzenhormon Abszisinsäure (ABA) hat eine wichtige Rolle bei der Samenreifung und -keimung sowie bei der Anpassung an abiotische Streßfaktoren. Im Mittelpunkt des beantragten Forschungsprojekts steht die Identifizierung von Intermediärprodukten, die die Genexpression so steuern, daß Pflanzen eine besondere Anpassung an Trockenstreß zeigen. Diese Untersuchungen sollen von der extrem trockentoleranten Pflanze Craterostigma plantagineum ausgehen, die schon eingehend untersucht worden ist im Hinblick auf ABA induzierte Genexpression, die relevant ist für Trockentoleranz. In dem vorgeschlagenen Projekt sollen zwei wesentliche experimentelle Ansätze verfolgt werden: 1. Mit Hilfe des Hefe-Ein-Hybrid Systems sollen neue Faktoren gefunden werden, die mit Promotorelementen interagieren, die für die ABA Induktion relevant sind. 2. Eine mutagenisierte transgene Arabidopsislinie, die einen ABA induzierbaren C. plantagineum Promotor, gekoppelt an Reportergen, enthält, soll zur Suche von regulatorischen Mutanten in der ABA induzierten Genexpressionskaskade benutzt werden. Bei einer Mutation zeigt das Reportergen ein verändertes Expressionsmuster
Das Projekt "Biochar and Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) potential for soil improvement and alfalfa growth under drought condition (biochar and rhizobacteria under drought)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Landschaftsbiogeochemie durchgeführt. Biochar, a black carbon sequestering material, and an active plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) community have both been shown to enhance soil productivity and plant growth, although they have not been tested under drought affected field conditions. This research project will investigate how the addition of biochars, derived from maize silage and PGPR can improve the soil biological, chemical, physical properties, plant growth and nutrient uptake on drought affected soils where water scarcity and low soil organic matter status are major factors limiting crop production. In greenhouse and field experiments we will test the hypothesis that PGPR along with biochar application is an effective strategy to reduce soil degradation by drought and to increase soil fertility by enhancing soil organic matter status, soil microbial activity and nutrient availability, apart from having other beneficial effects such as C sequestration. In addition it is expected that biochar may protect bacteria under drought stress in soils, increasing their survival in soil, where competition with native microorganisms for nutrients is very high. Moreover, potential of biochar as inoculums carrier can promote its production from biological wastes, preventing these materials from emitting large amounts of carbon dioxide into the atmosphere by being burned or composted. The project will give an opportunity to expand current research on biochar and bacterial fertilizer amendments for alfalfa of degraded and low-fertility soils in Europe to a wider range of soil types and climate conditions, from which we can expect new insights into the way biochars interact with soils and soil biota in general. Improving soil quality by biochar and PGPR can make a great impact on the sustainability of the profitable use of the affected soils, in particular under conditions of climate change.
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 "Trockenstressexperiment: Linking tree water status to the carbon budget: identifying mechanisms of drought-induced tree mortality in Pinus nigra and Picea abies (Drought stress)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Biogeochemie durchgeführt.
Das Projekt "Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserverfügbarkeit für die Wälder Baden-Württembergs" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften, Professur für Hydrologie durchgeführt. Die aktuellen Klimaprognosen sagen für weite Teile Baden-Württembergs die Zunahme von Extremwetterlagen und - je nach Standort eine mehr oder weniger starke - Erhöhung des Trockenstressrisikos für Wälder voraus. Um die Auswirkung des sich ändernden Trockenstressrisikos auf Baumwachstum und -vitalität abschätzen zu können, werden Wasserhaushaltsinformationen im kleinräumigen Geländemaßstab benötigt. Die Wasserverfügbarkeit hängt neben den lokalen Witterungsbedingungen von den hydraulischen Bodeneigenschaften und von Dichte, Baumartenmischung und Wurzelraum der Waldbestände ab. Auf lokaler und kleinräumiger Ebene soll die Wasserverfügbarkeit mittels physikalisch basierter Wasserhaushaltsmodelle berechnet werden, in welche diese Standortseigenschaften als Steuergrößen eingehen. Das Trockenstressrisiko, d.h. die Auftretenswahrscheinlichkeit von Wassermangel, wird über statistische Auswertungen aus den modellierten Zeitreihen von Wassergehalten und Saugspannungen abgeleitet. Die Parameter der so ermittelten Häufigkeitsverteilungen von Wasserdefiziten werden durch multiple Regressionsmodelle mit Hilfe kartierter Informationen zu Gelände-, Boden- und Bestandseigenschaften sowie meteorologischen Größen auf größere Landschaften und Regionen übertragen. Letztlich sollen die erstellten Regressionsmodelle verwendet werden, um das Trockenstressrisiko für die gesamten Waldflächen Baden-Württembergs unter den derzeitigen und den für die Zukunft prognostizierten Klimabedingungen abzuschätzen. Die Projektergebnisse sollen Waldbewirtschaftern in Form von Risikokarten zur Verfügung gestellt werden.
Das Projekt "Identification of QTLs for drought stress induced leaf senescence using wild barley introgression lines and elite barley varieties" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Biologie , Mikrobiologie durchgeführt.
Das Projekt "Prozessbasiertes Modell zur Quantifizierung der Trockenstresswirkung auf den CO2- und H2O-Gasaustausch von Kulturpflanzenbeständen am Beispiel der Gerste (Hordeum vulgare L.)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, Professur Allgemeiner Pflanzenbau, Ökologischer Landbau durchgeführt. Der globale Klimawandel stellt Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung vor die Aufgabe der Entwicklung geeigneter Anpassungsstrategien. Hierzu werden verbesserte Agro-Ökosystem- und Kulturpflanzenmodelle benötigt, die eine zuverlässige Analyse und Quantifizierung der Wirkung von Klimaveränderungen auf die Ertragsbildung gestatten. Besondere Bedeutung hat dabei die Wirkung von Trockenstress. Die verfügbaren Kulturpflanzenmodelle bilden die Trockenstresswirkung mittels empirischer oder halbempirischer Ansätze häufig zu ungenau ab. Für Weiterentwicklungen kommen vor allem physiologisch und biophysikalisch begründete Modelle in Betracht, die die inhärenten Wechselwirkungen von CO2-Gasaustausch, Transpiration / Wasserhaushalt und Energieaustausch adäquat erfassen. Hierzu soll eine vorliegende Prinziplösung zu einem wesentlich verbesserten prozessorientierten und generischen Modell des gekoppelten Blatt- und Bestandesgasaustauschs weiterentwickelt, für die Berücksichtigung der Trockenstress-Wirkungen spezifiziert und für eine spätere Einbindung in Kulturpflanzenmodelle bereitgestellt werden. Daten eines ökobiophysikalischen Feld-Messkomplexes bilden die Grundlage für die Modellierung. Als Modellpflanze wurde die Gerste aufgrund ihrer Bedeutung als Kulturpflanze und Beispielobjekt der genetischen und physiologischen Forschung, der Übertragbarkeit der Ergebnisse auf weitere Getreidearten, der sehr guten regionalen Kooperationsmöglichkeiten sowie der bisherigen eigenen Vorarbeiten ausgewählt.
Das Projekt "Auswirkung erhöhter Stickstoffbelastung auf die Stabilität des Waldes - Fortsetzungsprojekt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für angewandte Pflanzenbiologie durchgeführt. Untersuchungen über die Auswirkung langfristig erhöhter Stickstoffdeposition bei unterschiedlichen Standortsverhältnissen auf Forstgehölze - Wachstum, Wurzelbildung, Nährstoffversorgung, Parasitenanfälligkeit, Trockenstress, bodenchemische Prozesse (Bodenversauerung), Bodenbiologie. Die Untersuchungen werden durch experimentelle N-Applikation in acht Aufforstungsflächen seit 1992, auf basenreichen und basenarmen Standorten im Flachland und Gebirge, sowie mittels Gradientenstudie in Walddauerbeobachtungsflächen durchgeführt. Befunde: Zunehmend gehemmtes Wachstum von Spross und Wurzeln, zunehmendes Nährstoffungleichgewicht. Abnahme von fungistatischen phenolischen Verbindungen, erhöhte Parasitenanfälligkeit, beschleunigte Bodenversauerung, Abnahme der Regenwurmpopulation mit zunehmender N-Belastung.
Das Projekt "Einfluss von Wirkstoffen zur Erhöhung der Trockentoleranz auf Seneszenzprozesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Biologie , Mikrobiologie durchgeführt. Reaktionen von Pflanzen auf Trockenstress sind eng verknüpft mit Seneszenzprozessen. Bei Trockenstress wird in den Blättern vorzeitig Seneszenz ausgelöst, die mit einem drastischen Abfall der Photosyntheseleistung und dem Abbau von Ressourcen in den Blättern einhergeht (Nooden et al. 1997, Sanchez et al. 2002). Dies führt zu erheblichen Einbußen im Ertrag und zu Qualitätsverlusten bei Kulturpflanzen. Andererseits konnte gezeigt werden, dass eine Verzögerung von Seneszenzprozessen z.B. durch das Phytohormon Cytokinin die Trockentoleranz drastisch erhöht (Rivero et al. 2007). Interessanterweise lässt sich auch bei einigen bereits bekannten Wirkstoffen, die die Trockentoleranz erhöhen, eine verzögerte Seneszenz nachweisen (z.B. bei Strobilurinen, Beck et al. 2002). Das Verständnis der kausalen Zusammenhänge zwischen Schadwirkungen von Trockenstress, Anpassungsreaktionen toleranter Pflanzen und den Mechanismen der Blattseneszenz auf physiologischer und molekularbiologischer Ebene ist somit ein zentraler Punkt bei der Entwicklung optimaler Strategien zur Steigerung der Trockentoleranz von Kulturpflanzen.
Das Projekt "Neue Wirkstoffe zur Erhöhung der Trockenstresstoleranz: Effekte auf Signaltransduktion and stomatäre Regulation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, Professur für Pflanzenernährung durchgeführt. Das zentrale Ziel diese Verbundprojektes ist es, neue spezifische Wirkstoffe zu identifizieren, die die Toleranz von Kulturpflanzen gegenüber Trockenstress erhöhen. Trockenstresstoleranz ist ein sehr komplexes Merkmal, das eine Vielzahl an Anpassungsmechanismen umfasst, wie z.B. Bildung kompatibler Osmotika, effektive Regulation der stomatären Öffnungsweite, oder morphologische Adaptationen. Um zu erreichen, dass ein Wirkstoff eine breite Palette an Mechanismen induziert, muss dieser möglichst weit upstream im Regulationsnetzwerk ansetzen. Im Vorfeld des Projektes wurden diesbezüglich erfolgversprechende Zielgene ermittelt, deren Beeinflussung eine Erhöhung der Trockenstressresistenz bewirken kann.
