Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1374: Biodiversitäts-Exploratorien; Exploratories for Long-Term and Large-Scale Biodiversity Research (Biodiversity Exploratories), Teilprojekt: Effekte der Landnutzung auf die Lebensdauer und anatomische Merkmale des Stängels von ausdauernden zweikeimblättrigen Arten im Grasland" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ, Themenbereich Ökosysteme der Zukunft, Department Physiologische Diversität.Die Lebensdauer ist ein wichtiges demographisches Merkmal für die Lebensgeschichte von Pflanzenarten und ihre Reaktion auf Veränderungen in der Umwelt. Daten zur Lebensdauer der Individuen (oder Rameten) von Pflanzenarten und insbesondere ihrer Variation in Abhängigkeit von der Landnutzung oder zwischen geographischen Regionen sind für die meisten verbreiteten Graslandarten nicht verfügbar. Auch anatomische Eigenschaften des Stängels, die Funktionen bei Transport, Speicherung und für die mechanische Stabilität erfüllen, wurden bisher in ökologischen Untersuchungen von krautigen Arten kaum betrachtet. Daher ist nicht bekannt wie variabel diese Merkmale in Abhängigkeit von Umweltbedingungen sind. Das Projekt hat zum Ziel diese offenen Fragen anzugehen, indem für ausdauernde zweikeimblättrige Arten in den Grasländern der Biodiversitätsexploratorien Jahrringanalysen zur Altersbestimmung durchgeführt und anatomische Merkmale des Stängels gemessen werden. Die folgenden Ziele werden verfolgt: (1) Es wird das durchschnittliche Alter der häufigen ausdauernden zweikeimblättrigen krautigen Arten in den 150 experimentellen Plots der Exploratorien bestimmt und geprüft, welche Zusammenhänge zur Landnutzung und Diversität der Grasländer bestehen oder es Unterschiede zwischen Regionen mit unterschiedlichen Umweltbedingungen gibt. (2) Das Alterspektrum und die Verteilung von Altersklassen wird in den Populationen von vier häufigen krautigen Arten untersucht um zu testen, ob die Zusammenhänge zwischen Altersstruktur und der Größe und zeitlichen Stabilität von Populationen in Abhängigkeit von Landnutzung, Diversität und zwischen Regionen variieren. (3) Jahrringbreiten und anatomische Merkmale des Stängels werden in allen Proben vermessen und untersucht, welche Zusammenhänge zum Alter der Individuen (Rameten), zur Landnutzung und Diversität der Grasländer bestehen oder wie sie sich zwischen den Regionen unterscheiden. (4) Basierend auf den Daten aller untersuchter Pflanzenarten wird getestet, ob Lebensdauer und anatomische Merkmale des Stängels von der Phylogenie der Arten abhängen und welche Beziehungen zu anderen funktionellen Merkmalen bestehen. Dieses Projekt wird zum ersten Mal für eine große Zahl von ausdauernden zweikeimblättrigen krautigen Pflanzenarten die Lebensdauer und anatomische Merkmale des Stängels untersuchen und prüfen wie variabel diese Merkmale in Grasländern unterschiedlicher Landnutzung, Diversität und in verschiedenen geographischen Regionen sind. Damit werden merkmalsbasierte ökologische Untersuchungen um eine demographische Perspektive erweitert und eine wichtige Grundlage zum besseren Verständnis der Langlebigkeit von Pflanzenpopulationen und der zeitlichen Stabilität von Pflanzengemeinschaften geschaffen.
Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1530: Flowering time control: from natural variation to crop improvement, Directing floral timing through genetic variation in the plant circadian clock" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: University York, Department of Biology.Flowering time is strongly regulated by the circadian clock, which drives photoperiodic flowering. We recently explored natural allelic diversity of the clock in the dicot Arabidopsis and found a 'memory' of the proceeding environment. Furthermore, we showed that clock variation has a large role in directing flowering time under field conditions. Cloning of one circadian quantitative trait locus revealed variation at the flowering-time gene EARLY FLOWERING 3 (ELF3). Here we will further explore allelic variation in clock genes to define key loci that direct photoperiodic flowering. Firstly, we will complete the construction of new Arabidopsis recombinant inbred populations derived from accessions originating from extremely differing latitudes, and map the genomes of these lines at kilobase resolution. These populations will be scored for variation in the clock and flowering time; dynamic correlations will be constructed. Together, components underling clock-gene variation that directs seasonal flowering will be identified. Secondly, we will examine the molecular genetics of circadian control of flowering in the monocot barley using existing and newly generated variation at barley ELF3. This gene is the likely direct regulator of the seasonality locus Ppd-H1. This second program should reveal dicot/monocot clock conservations and identify allelic variation at the circadian-clock gene ELF3 that could be directly used in barley breeding programs.
Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1530: Flowering time control: from natural variation to crop improvement, Comparative analysis of miRNA networks regulating flowering" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie, Abteilung Molekulare Biologie - Anpassung an Veränderungen.In the past 15 years we have learned a great deal about the genetic and molecular basis of flowering time control, particularly in two species, the dicot Arabidopsis thaliana and the monocot rice. Transferring this knowledge to other crops and trees has, however, not always been straight-forward, because of two main reasons: First, we have an insufficient understanding of conservation and divergence of flowering time networks within and between species. Second, the pleiotropic effects of flowering time regulators are only poorly understood. Here, we propose a comparative analysis in the Brassicaceae, which include both the model plant A. thaliana and Brassica crops, to investigate two microRNA (miRNA) modules controlling flowering as well as other aspects of plant development and physiology: miR156 and its SPL transcription factor targets, and miR172 and its AP2-related targets. Our integrated program incorporates (i) sequence-driven approaches that exploit the availability of a rapidly increasing number of genome sequences in the Brassicaceae, coupled with ultra-high throughput sequencing of small RNA populations; (ii) comparative phenotypic analyses in several species; and (iii) genetic screens that make use of the incredible ease with which novel mutations can be mapped and molecularly identified due to recent advances in next-generation sequencing technologies.
Das Projekt "Untersuchungen zur Laserlichtwirkung auf der Basis von Bildanalysen auf juvenile Pflanzen zur Unkrautregulierung" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz Universität Hannover, Instituts für Gartenbauliche Produktionssysteme, Abteilung Biosystemtechnik.Nicht-chemische Unkrautbekämpfung ist wesentliches Ziel ökologischer und nachhaltiger Pflanzen produktion. Eine zukünftige Möglichkeit könnte die gezielte Bekämpfung von Unkräutern im frühen Entwicklungsstadium mit Hilfe der Lasertechnologie sein. Ziel des Vorhabens ist es, in einem interdisziplinären Forschungsansatz zwischen Biosystemtechnikern und Lasertechnikern grundlegende Fragen der Laserapplikation zum Unkrautmanagement in gartenbaulichen Intensivkulturen zu beantworten. Folgende Aufgaben sollen bearbeitet werden: - Entwicklung eines Schädigungsmodells (Dosis-Wirkungsmodell), mit dem die Laserwirkung in Abhängigkeit von technischen und pflanzenbaulichen Parametern (Laserleistung, -wellenlänge, -energie, -strahlform, Pflanzenart und -wachstumsstadium) auf monokotyle und dikotyle Unkräuter beschrieben werden kann. - Weiterentwicklung von Bildanalysealgorithmen, die Unkrautpflanzen auf einer beliebigen Fläche erkennen und die Zielpunkte innerhalb der Pflanzen für den Einsatz einer Laserbehandlung zur Unkrautregulierung bestimmen. - Integration der Zielpunkte in eine Lasersteuerung und Trefferkontrolle. - Test und Bewertung der entwickelten Algorithmen und Steuerungen in Versuchen.
Das Projekt "Bedeutung des pH-Wertes im Apoplasten für das Blattwachstum von mono- und dikotylen Pflanzen unter Salzstress" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Kiel, Institut für Pflanzenernährung und Bodenkunde, Professur für Pflanzenernährung.Die physiologischen Mechanismen der Hemmung des Blattwachstums unter Salzstress sind noch nicht aufgeklärt. Bei wachsenden Blattzellen kommt es durch die Absenkung des pH-Wertes im Apoplasten zu einer Zellwandlockerung und somit zu einem stimulierten Wachstum. Es ist bekannt, dass die Absenkung des apoplastischen pH-Wertes durch die Plasmalemma-H+-ATPase erreicht wird. Somit korreliert das Wachstum mit der Aktivität der Plasmalemma-ATPase. Unter Salzstress beobachtet man ein gehemmtes Blattwachstum, und es stellt sich daher die Frage, inwieweit diese Hemmung mit einer Beeinträchtigung der Plasmalemma- ATPase-Aktivität einhergeht. Bisher konnte gezeigt werden, dass die hydrolytische Aktivität der ATPase unter Salzstress nicht gehemmt wurde, während die Pumpaktivität deutlich reduziert werden konnte. Aus diesem Grunde sollen in vivo- Messungen des apoplastischen pH-Wertes von wachsenden und nicht-wachsenden Regionen in Blättern durchgeführt werden. Hierzu sollen mono- und dikotyle Pflanzen in die Untersuchungen mit einbezogen werden.
Das Projekt "Freiland- und Laboruntersuchungen zum Verhalten ausgewählter Sulfonylharnstoffherbizide im Boden" wird/wurde gefördert durch: badenova AG & Co. KG. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches (DVGW), Technologiezentrum Wasser (TZW), Abteilung Grundwasser und Boden.Sulfonylharnstoffe werden als Herbizide gegen zweikeimblättrige Unkräuter in der Landwirtschaft eingesetzt und besitzen vor allem in Getreide- und Maiskulturen eine bedeutende Rolle im Pflanzenschutz. Die Auswerfung der Fachliteratur der letzten Jahre ergab vermehrt Hinweise darauf, dass einige Wirkstoffe aus der Gruppe der Sulfonylharnstoffherbizide ein Potential zur Auswaschung in das Grundwasser besitzen und im Grundwasser hohe Persistenz aufweisen. Der Wissensstand über das Vertrauen dieser Herbizidwirkstoffe im Boden und der ungesättigten Zone reicht jedoch derzeit nicht aus, um das Gefährdungspotential für das Grundwasser abschließend bewerten zu können. Das Forschungsvorhaben verfolgte daher das Ziel, für sechs ausgewählte Sulfonylharnstoffherbizide, das Verlagerungs-, Abbau- und Auswaschungsverhalten mittels Freiland- und Labormethoden zu untersuchen und das Gefahrdungspotential dieser teils neu zugelassenen Herbizide für das Grundwasser beispielhaft zu bewerten. Hierzu wurden über drei Grundwasserneubildungsperioden Freilanduntersuchungen an drei Versuchsstandorten in Baden-Württemberg mit unterschiedlichen Bodeneigenschaften durchgeführt. In den Grundwasserneubildungsperioden 2005/2006 sowie 2006/2007 wurden jeweils zwei Wirkstoffe in praxisüblichen Mengen auf den Versuchsstandorten ausgebracht, in Freilandlysimetern wurde das Sickerwasser aufgefangen und durch die auf den Versuchsparzellen installierten Saugkerzen das Bodenwasser gewonnen Diese Proben wurden anschließend auf die Herbizidwirkstoffe und den simultan ausgebrachten Tracer analysiert. Zusätzlich wurden die Einflüsse der dominierenden Randbedingungen auf das Auswaschungsverhalten der Sulfonylharnstoffe seit September 2006 in einer speziellen Labor-Säulenanlage mit Beregnungsköpfen zur Simulation der ungesättigten Verhältnisse im Boden bewertet.
Das Projekt "Einflüsse von pflanzenbaulichen Faktoren auf die Ertragsbildung und Qualität von Körneramarant" wird/wurde ausgeführt durch: Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung.Amarant ist eine dikotyle Pflanze mit stärkehältigen Körnern, die ernährungsphysiologisch sehr wertvolle Inhaltsstoffe besitzen (hoher Anteil an ungesättigten Fettsäuren, hoher Mineralstoffgehalt, hoher Lysingehalt). Die Pflanze stammt aus Süd- und Mittelamerika, hat sich aber auch als anbauwürdig in Mitteleuropa erwiesen. Ziel des Projektes ist es, die Ertragsbildung von Amarant zu untersuchen und eine optimale Bestandesdichte für den Amarantanbau in Hinblick auf Ertrag und Kornqualität zu bestimmen. Im Einzelnen werden Einflüsse von pflanzenbaulichen Faktoren (Bestandesdichte, Sortenwahl) auf ertragsphysiologische Prozesse, d. h. auf die Trockenmassebildung und Trockenmasseverteilung, untersucht. Zudem werden Einflüsse von pflanzenbaulichen Faktoren (Bestandesdichte, Sortenwahl, Erntezeitpunkt) auf die Kornqualität, insbesondere auf die mikrobielle Belastung, geprüft
Das Projekt "Gruenlandextensivierung und landwirtschaftliche Nutzung" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft / Hessische Graduiertenförderung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Gießen, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung II, Professur für Grünlandwirtschaft und Futterbau.Extensivere Bewirtschaftung des Dauergruenlands fuehrt in der Regel zur Erhoehung des Anteils 'wilder', d. h. nicht angesaeter Pflanzenarten an der Grasnarbe. Zu diesen Arten zaehlen saemtliche Kraeuter; damit sind die dikotylen Arten gemeint, die nicht zur Familie der Leguminosen gehoeren. Ausbreitungsstrategien und futterbaulicher Wert dieser Arten sind bisher wenig bekannt und werden in dem vorliegenden Forschungsschwerpunkt eingehender untersucht. Die Konkurrenzkraft bereits etablierter Kraeutersaemlinge in einer Grasnarbe haengt in hohem Masse von der Kampfkraft der Altnarbe sowie der Bewirtschaftungsintensitaet (N-Duengung, Nutzungshaeufigkeit) ab. Die langfristigen Erfolgschancen eindringender Kraeuter werden aber auch massgeblich durch die arteigene Konkurrenzkraft bestimmt. Futterqualitaet sowie die Konservierungseigenschaften der Kraeuter beeinflussen nachhaltig die landwirtschaftlichen Nutzungsmoeglichkeiten extensiven Gruenlands. Vorliegende noch vorlaeufige Ergebnisse weisen aus, dass die im Labor mit der chemischen Analyse und in vitro Verdaulichkeitsverfahren ermittelte Futterqualitaet der untersuchten Kraeuter etwas schlechter ist, als die hochwertiger Futtergraeser und des Weissklees. Die Konservierung als Silage ist im Gegensatz zur Trocknung anscheinend wenig problematisch.
Das Projekt "Mobilisierung von Naehrstoffen und Schadstoffen durch Wurzelelexsudate" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Göttingen, Institut für Agrikulturchemie.Ziele: In den vergangenen Jahren hat sich herausgestellt (Lit. Vergl. Gerke, 1995), dass Pflanzenwurzeln durch ihre Ausscheidungen betraechtlichen Einfluss auf die Konzentrationen an Naehr- bzw. Schadelementen in der Rhizosphaere haben. Unser Wissen ueber die Qualitaet und Quantitaet von Wurzelausscheidungen an niedermolekularen organischen Substanzen (Saeuren, Phenole etc.) ist jedoch gering und lueckenhaft. Auch ist die Frage voellig ungeklaert, wie hoch eine Exsudation von bestimmten Saeuren bzw. Gemischen organischer Verbindungen sein muss, um in der Rhizosphaere solche Veraenderungen herbeizufuehren, dass es zu einer signifikanten Mobilisierung von Naehr- bzw. Schadelementen und somit zum erhoehten Antransport zur Wurzel kommt. Ob dieser dann zu einer erhoehten Aufnahme der Element beitraegt, ist aber ebenfalls noch zu klaeren. Die Ziele der Untersuchungen sollen deshalb sein: Da in Abhaengigkeit von der P-Ernaehrung die Exsudation von organischen Saeuren und damit die Loeslichkeit von Schwermetallen betraechtlich beeinflusst wird, soll die 1. Aufnahme von Cu, Zn und Cd (Wurzelsystem, Influx) von ausgewaehlten Kulturpflanzenarten (dikotyle: ggf. Gelbe, Weisse, Schmalblaettrige Lupine, Rotklee, Schwarzer Senf, Monokotyle: Weidelgras oder Mais) in Abhaengigkeit von der P-Ernaehrung aus mit den genannten Schwermetallen(SM)-kontaminierten Boeden geprueft werden. 2. Qualitative und quantitative Bestimmung von niedermolekularen Wurzelexsudaten an diesen Kulturpflanzen. Die Wurzelexsudation soll ueber die P-Ernaehrung beeinflusst werden. 3. Nach der Identifizierung und Quantifizierung der Exsudaten ist deren loesende bzw. mobilisierende Wirkung von P, Cu, Zn und Cd bzw. auch Fe in Boeden, die mit SM kontaminiert sind, zu pruefen. In Naehrloesungsversuchen sind die genannten Pflanzenarten mit komplexierten SM zu ernaehren, um die Aufnehmbarkeit der moeglichen Metallspezies zu testen. Es soll versucht werden, die Prozesse der Elementmobilisierung in das Naehrstoffaufnahmemodell von Claassen et al. (1986) zu integrieren.
Das Projekt "Einfluß apoplastisch wachsender endophytischer und pathogener Pilze auf den Ernärungszustand ihrer Wirte" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Braunschweig, Institut für Mikrobiologie.Ziel ist, die Interaktion von den Apoplasten endophytisch besiedelnden Pilzen vergleichend zu Pathogenen an einer mono- bzw. dikotylen Pflanze und dadurch bedingte qualitative bzw. quantitative Veränderungen der Apoplastenflüssigkeit zu erfassen. Zusätzlich werden Zellkulturen eingesetzt, um Informationen über direkt und indirekt beeinflußte Pflanzenzellen zu erhalten sowie über die Ausscheidungen ins Medium, die die in den Apoplasten widerspiegeln. Insbesondere im Falle der Gerste sollten einfacher Daten zur Veränderung der AF zu erhalten sein. Um zu erfassen, über welche Mechanismen es dem Wirt gelingt die Endophyten an einer weiteren Ausbreitung im pflanzlichen Gewebe zu hindern ohne sie abzutöten, soll auch die Feinstruktur des Wirt-Pilz-Interfaces untersucht werden. Da sich Infektionen mit Endophyten über Blätter bisher nicht positiv auf das Wachstum ihres Wirts auswirkten, soll verstärkt der Einfluß von Wurzelinfektionen auf den Ernährungszustand der Pflanzen untersucht werden. Hier ergaben die bisherigen Untersuchungen widersprüchliche Ergebnisse bezüglich beider Systeme. Der Einfluß wurde aber für Lärchenendophyten belegt. Hinzu kommen gezielte Kreuzinfektionen auch mit Pathogenen, um die Freilandbeobachtungen einer geringeren Infektion mit natürlicherweise vorkommenden Endophyten zu belegen und hinsichtlich möglicher induzierter Effekte auf die Wirte zu bonitieren. Neben quantitativen und qualitativen Analysen der Pools wichtiger Metabolite des Primär- und Energiestoffwechsels, insbesondere veränderten Source/Sink Verhältnissen, wird der Einfluß auf andere Komponenten (u.a. Enzyme, Abwehrmetabolite) über die Analyse der Apoplastenflüssigkeit der Wirtspflanze vergleichend erfaßt.
