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s/genetische-vielfalt/Genetische Vielfalt/gi

Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Ganzjährige Dynamik und Treiber der Biologischen Kohlenstoffpumpe im Weddellmeer durch autonomes Sampling

Die Biologische Kohlenstoffpumpe (BCP) steuert die Zufuhr, Verwertung und Speicherung von Kohlenstoff in den Weltmeeren. Ein mechanistisches Verständnis der BCP erfordert kontinuierliche Beobachtungen, welche Biologie, Ozeanographie und Geochemie über Zeit, Wasserschichten und Umweltbedingungen verknüpfen. Solche Beobachtungen der BCP im Südlichen Ozean fehlen, und erfordern autonome Technologien. Basierend auf autonomen Probennehmern und Sensoren, gibt YIPPEE ganzjährige Einblicke in die taxonomischen und funktionellen Merkmale der BCP im Weddellmeer. Dieses "letzte Eisgebiet" mit zentraler Bedeutung für das globale Klima ist ein natürliches Labor für das Verständnis polarer Prozesse und ihrer Reaktion auf den Klimawandel. Die Verankerung wurde zwischen März 2021 und März 2022 erfolgreich ausgebracht. Vorläufige Analysen von eDNA und Umweltparametern bestätigen die Konsistenz des Datensatzes. Drei Arbeitspakete beleuchten die biologische Vielfalt und funktionelle Genomik über ein komplettes Jahr im Kontext von Wassermassen, Eisbedeckung und Nährstoffkonzentrationen. Essenziell ist die hochauflösende biologische und ökologische Probenahme, welche Dynamiken in der photischen Zone mit geochemischen Flüssen in die Tiefsee verbindet. eDNA-Sequenzierung wird Populationen - von Bakterien bis Metazoen - während spezifischer Ökosystemzustände darstellen, sowie deren zeitliche und ökologische Konnektivität. Dies wird Übergangsperioden und zentrale Wendepunkte im Jahreszyklus aufdecken: die Schwelle des Tageslichts, welches Phytoplanktonwachstum auslöst, bakterielle Aktivitäten nach dem ersten photosynthetischen Impuls, sowie die Sukzession von Protisten und Zooplankton. Die Sequenzierung von Long-Read-Metagenomen wird funktionelle Signaturen saisonaler Ökosystemzustände aufzeigen und den Beitrag biogeochemischer Pfade über Umweltgradienten quantifizieren, was eine Klassifizierung des Jahreszyklus in Perioden der Autotrophie und (Chemo-)Heterotrophie sowie der zugrundeliegenden Stoffwechselwege ermöglicht. Genetische Funktionen, welche während hoher Eisbedeckung vorherrschen, schaffen einen Bezugswert für das "wahre" Weddellmeer vor den Auswirkungen des Klimawandels. Drittens eröffnet der Vergleich antarktischer und arktischer Dynamiken eine bipolare Perspektive auf die funktionale Saisonalität und den Aufbau biologischer Gemeinschaften. Dieses hochauflösende Bild der wichtigsten Taxa, genetischen Vielfalt, ökologischen Netzwerke und Nährstoffflüsse erstellt ein einzigartiges Bild der antarktischen BCP, und polarer Ökosysteme im Allgemeinen. YIPPEE steht im Einklang mit ~10 anderen SPP-Projekten und zentralen SPP-Zielen, einschließlich angeregter Langzeitbeobachtungen. Alle Daten und bioinformatischer Code werden sofort veröffentlicht. Zusätzlich zu wissenschaftlichen Publikationen werden die Ergebnisse über eine interaktive Web-App und gesellschaftliche Kommunikationskanäle verbreitet.

Molekulare Charakterisierung des Ren3 Locus der Resistenz gegen Erysiphe necator (den Echten Mehltau) aus der Rebsorte 'Regent'

Dieses Projekt hat zum Ziel, die Mechanismen der Resistenz gegen den Echten Mehltau (E. necator) aufzuklären, die am Haupt-QTL Locus Ren3 auf Chromosom 15 von Regent kodiert sind.Zur Sequenzanalyse des Locus müssen vorhandene genomische Teilsequenzen aus der Region weiter assembliert werden. Die resultierenden Contigs sind durch PCR Verfahren zu überprüfen. Das Schließen noch bestehender Lücken durch long range PCR ist anzustreben. Bioinformatorische Analysen (Ermittlung kodierender Bereiche, Datenbankabgleiche) werden in den Sequenzen positionelle Kandidatengene für die Resistenz identifizieren. Diese Kandidatengene werden auf ihre funktionelle Bedeutung hin untersucht. Dazu dienen Genexpressionsanalysen an resistenten und anfälligen Reben im Zusammenhang mit mikroskopischen Beobachtungen der Wirt/Pathogeninteraktion in frühen Stadien der pflanzlichen Abwehr.Vergleichende Diversitätsstudien der Kandidatengene an einem umfangreichen Probensatz resistenter und anfälliger Reben werden Sequenzvarianten und Einzelnukleotidaustausche (single nucleotide polymorphisms, SNPs) aufzeigen. Diese werden durch QTL Analyse und Assoziationsgenetik auf ihre Korrelation mit der Resistenzausprägung hin untersucht, womit zusätzliche Hinweise auf ihre funktionelle Bedeutung erhalten werden. Letztendlich ist ein Modell der erfolgreichen Abwehr bei Regent zu entwickeln. Wichtige Kandidatengene aus diesen Arbeiten sind durch Transformation in anfällige Rebsorten einzuführen und schließlich durch Test der transgenen Reben in ihrer Funktion zu validieren.Mit diesem Projekt und der Erarbeitung der Resistenzmechanismen wird eine Grundlage zur verbesserten züchterischen Nutzung der Resistenzloci in der Kombinationszüchtung für pyramidisierte, nachhaltige Resistenz geschaffen. Eng Merkmals-korrelierende (SNP) Marker werden erarbeitet, die in der Marker-gestützten Züchtung im Hochdurchsatz angewandt werden können.

Zukunft Biene 2 - Grundlagenforschungsprojekt zur Förderung des Bienenschutzes und der Bienengesundheit

Bedeutung des Projekts für die Praxis: Die Imkerei ist ein Betriebszweig der Landwirtschaft. Somit ist dieses Projekt, das einen Beitrag zur nachhaltigen Sicherung des Bienenbestandes leistet, auch für die Landwirtschaft und die Stärkung des ländlichen Raumes von Relevanz, da nach wie vor in verschiedenen Regionen hohe Winterverluste bei Bienenvölkern auftreten. Gesunde Bienenvölker sind die Voraussetzung für die Sicherung des Völkerbestandes und eine erfolgreiche, wirtschaftlich ertragreiche Imkerei, die insbesondere durch die Produktion von Honig einen wesentlichen Beitrag zur Ernährungssicherung leistet. Gleichzeitig wird dadurch die Bestäubung jener Kulturen und Wildpflanzen gesichert und unterstützt, die für die Frucht- oder Samenbildung auf den Besuch blütenbesuchender Insekten angewiesen sind (Klein et al., 2007, Proc R Soc B). Für die Landwirtschaft, die Forstwirtschaft und die Umwelt ergeben sich daraus Vorteile durch die Sicherung und Steigerung landwirtschaftlicher Erträge und die Förderung der Biodiversität insektenbestäubter Pflanzenarten auf dem Niveau der unterschiedlichen Spezies und der genetischen Diversität (Biesmeijer et al., 2006, Science; Garratt et al., 2014, Agricult Ecosys Environ; Sutter et al., 2017, Agrarforschung Schweiz). Insgesamt werden dadurch Lebensräume von hoher Qualität und hoher biologischer Wertigkeit geschaffen und gesichert, die nicht nur für die Tier- und Pflanzenwelt sondern auch für den Menschen unverzichtbar sind. Die Schaffung von besseren Lebensbedingungen für die Honigbiene bedeutet gleichzeitig auch eine Verbesserung der Lebensbedingungen für andere Nutzinsekten. Ökonomisch betrachtet, sichert dieses Projekt nicht nur die primäre Wertschöpfung im Imkereisektor durch die Honigproduktion und die anderen Bienenprodukte, sondern darüber hinaus auch in den zahlreichen weiteren damit verknüpften Sektoren (Obstbau, Saatgutproduktion, Imkereibedarf, Handel, Schau-Imkereien in Tourismusgebieten, etc.) und reduziert die durch Völkerverluste entstehenden Nachschaffungskosten. Da die Bienenzucht in Österreich vorwiegend als Freizeitbeschäftigung betrieben wird, die vereinsmäßig gut organisiert ist, kommt ihr auf lokaler Ebene und speziell im ländlichen Raum erhebliche gesellschaftliche Bedeutung zu und erfüllt sie eine wichtige Bildungsfunktion im Hinblick auf die Vermittlung ökologischer Zusammenhänge.

Genetische Diversität und Struktur der Kiefer in Deutschland - Eine Grundlage für den Schutz und die nachhaltige Nutzung der genetischen Vielfalt

Im Zuge der vierten Bundeswaldinventur (BWI2022) wurden erstmals in ganz Deutschland Proben für die genetische Inventur von sieben Hauptbaumarten gesammelt. Diese durch die Thünen-Institute für Waldökosysteme und Forstgenetik koordinierte deutschlandweite, flächenrepräsentative Probennahme ermöglicht erstmalig einen wirklich fundierten und umfassenden Überblick über die genetische Vielfalt sowie die räumliche Struktur der genetischen Diversität der wichtigsten Waldbaumarten in Deutschland. Anhand der deutschlandweit eingesammelten Proben soll eine hochaufgelöste Karte der genetischen Vielfalt und Struktur der Waldkiefer (Pinus sylvestris L.) erstellt werden. Die Erstellung einer solchen Karte gibt Aufschluss über die aktuelle genetische Vielfalt der Kiefer in Deutschland, die räumliche Verteilung dieser genetischen Vielfalt und den Zusammenhang zwischen genetischer Struktur und Umwelt- sowie Standortfaktoren. Die Kenntnis der genetischen Variation und ihrer Muster ist eine notwendige Grundlage für die nachhaltige Nutzung und Erhaltung forstgenetischer Ressourcen. Das Vorhaben dient damit der genetisch nachhaltigen Bewirtschaftung der Kiefer, dem Schutz ihrer lokalen genetischen Variation und bildet die Grundlage für ein Monitoring künftiger Veränderungen. Es verfolgt somit sowohl forstliche als auch naturschutzfachliche Ziele.

Biological invasions in the Anthropocene: Patterns, processes and hidden invasions in an alien amphibian model

<p>Biological invasions are a major challenge for natural systems in the Anthropocene, yet their underlying dynamics often remain insufficiently understood. This project establishes Johnstone’s Whistling Frog (Eleutherodactylus johnstonei) as a new alien amphibian model and reevaluates long-held assumptions about invasion processes and patterns. Native to a small Lesser Antillean island, E. johnstonei has achieved an unexpectedly broad exotic distribution. By integrating ecological, genetic, and microbiome perspectives, this work reveals that the species’ invasion success is driven less by intrinsic biological superiority and more by its compatibility with human-dominated environments.Field surveys conducted 25 years after the frog’s introduction to Colombia demonstrate that its distribution remains tightly associated with urban habitats and their characteristic environmental conditions. Comparative genetic analyses across E. johnstonei, its successful alien congener E. antillensis, and the island endemic E. portoricensis show consistently low genetic diversity in both native and exotic populations, indicating that genetic impoverishment does not preclude invasion success. Instead, species distribution models highlight human footprint as a key predictor of the frog’s wide exotic range. Furthermore, microbiome analyses reveal distinct microbial communities between native and introduced populations, suggesting that microbial restructuring accompanies range expansion and may reflect underlying adaptive or transfer processes.Together, these findings challenge conventional invasion theory by illustrating that islands can act as sources instead of sinks and that species with low genetic diversity can thrive across continents when human-mediated disturbances create favorable conditions. The study argues that conservation strategies should prioritize protecting native habitats over targeting adaptable alien species that succeed largely because of anthropogenic change. More broadly, it calls for a rethinking of "nativeness" in an era of rapid environmental transformation and underscores that the resilience of both macro- and micro-communities - rather than species origin - will shape biodiversity outcomes in the Anthropocene.</p>

Vorkommensgebiete gebietseigener Gehölze

Der Schutz der biologischen Vielfalt umfasst auch die genetische Vielfalt innerhalb der Arten. Nach § 40 Abs. 4 S. 4 Nr. 4 BNatSchG sollen daher in der freien Natur Gehölze (und Saatgut) vorzugsweise nur innerhalb ihrer Vorkommensgebiete ausgebracht werden, d.h. es sollen Pflanzen verwendet werden, die ihren genetischen Ursprung in dem entsprechenden Gebiet haben (gebietseigene Herkünfte). Die Datengrundlage der Vorkommensgebiete wird vom BfN zur Verfügung gestellt. Durch das LfU erfolgte darauf basierend eine Überarbeitung der Originaldaten, in der eine weitere Unterteilung der Vorkommensgebiete aufgrund der unterschiedlichen, naturräumlichen Gegebenheiten stattfand, welche in diesem Datensatz abgebildet ist.

Ursprungsgebiete gebietseigenes Saatgut

Der Schutz der biologischen Vielfalt umfasst auch die genetische Vielfalt innerhalb der Arten. Nach § 40 Abs. 4 S. 4 Nr. 4 BNatSchG sollen daher in der freien Natur Gehölze und Saatgut vorzugsweise nur innerhalb ihrer Vorkommensgebiete ausgebracht werden, d.h. es sollen Pflanzen verwendet werden, die ihren genetischen Ursprung in dem entsprechenden Gebiet haben (gebietseigene Herkünfte). Die Datengrundlage der Vorkommensgebiete wird vom BfN zur Verfügung gestellt. Durch das LfU erfolgte darauf basierend eine Überarbeitung der Originaldaten, in der eine weitere Unterteilung der Vorkommensgebiete aufgrund der unterschiedlichen, naturräumlichen Gegebenheiten stattfand, welche in diesem Datensatz abgebildet ist.

Seawater carbonate chemistry and growth, survival and Chlorophyll a fluorescence parameters of Fucus vesiculosus L.(Phaeophyceae) in a seasonally fluctuating environment

Global change exposes brown algal Fucus vesiculosus populations to increasing temperature and pCO2, which may threaten individuals, in particular the early life-stages. Genetic diversity of F. vesiculosus populations is low in the Baltic compared to Atlantic populations. This might jeopardise their potential for adaptation to environmental changes. Here, we report on the responses of early life-stage F. vesiculosus to warming and acidification in a near-natural scenario maintaining natural and seasonal variation (spring 2013–2014) of the Kiel Fjord in the Baltic Sea, Germany (54°27ʹN, 10°11ʹW). We assessed how stress sensitivity differed among sibling groups and how genetic diversity of germling populations affected their stress tolerance. Warming increased growth rates of Fucus germlings in spring and in early summer, but led to higher photoinhibition in spring and decreased their survival in late summer. Acidification increased germlings' growth in summer but otherwise showed much weaker effects than warming. During the colder seasons (autumn and winter), growth was slow while survival was high compared to spring and summer, all at ambient temperatures. A pronounced variation in stress response among genetically different sibling groups (full-sib families) suggests a genotypic basis for this variation and thus a potential for adaptation for F. vesiculosus populations to future conditions. Corroborating this, survival in response to warming in populations with higher diversity was better than the mean survival of single sibling groups. We conclude that impacts on early life-stages depend on the combination of stressors and season and that genetic variation is crucial for the tolerance to global change stress.

Seawater carbonate chemistry and maximum growth rates of Skeletonema marinoi and Alexandrium ostenfeldii, toxin composition of Alexandrium ostenfeldii in a laboratory experiment

Phytoplankton populations can display high levels of genetic diversity that, when reflected by phenotypic variability, may stabilize a species response to environmental changes. We studied the effects of increased temperature and CO2 availability as predicted consequences of global change, on 16 genetically different isolates of the diatom Skeletonema marinoi from the Adriatic Sea and the Skagerrak (North Sea), and on eight strains of the PST (paralytic shellfish toxin)-producing dinoflagellate Alexandrium ostenfeldii from the Baltic Sea. Maximum growth rates were estimated in batch cultures of acclimated isolates grown for five to 10 generations in a factorial design at 20 and 24 °C, and present day and next century applied atmospheric pCO2, respectively. In both species, individual strains were affected in different ways by increased temperature and pCO2. The strongest response variability, buffering overall effects, was detected among Adriatic S. marinoi strains. Skagerrak strains showed a more uniform response, particularly to increased temperature, with an overall positive effect on growth. Increased temperature also caused a general growth stimulation in A. ostenfeldii, despite notable variability in strain-specific response patterns. Our data revealed a significant relationship between strain-specific growth rates and the impact of pCO2 on growth-slow growing cultures were generally positively affected, while fast growing cultures showed no or negative responses to increased pCO2. Toxin composition of A. ostenfeldii was consistently altered by elevated temperature and increased CO2 supply in the tested strains, resulting in overall promotion of saxitoxin production by both treatments. Our findings suggest that phenotypic variability within populations plays an important role in the adaptation of phytoplankton to changing environments, potentially attenuating short-term effects and forming the basis for selection. In particular, A. ostenfeldii blooms may expand and increase in toxicity under increased water temperature and atmospheric pCO2 conditions, with potentially severe consequences for the coastal ecosystem.

Waldfunktionen in Sachsen - Wald mit besonderer Generhaltungsfunktion in Sachsen - Flächen 1ha

Der Datensatz enthält Waldflächen (1ha) und Einzelobjekte mit besonderer Generhaltungsfunktion im Freistaat Sachsen. Generhaltungsobjekte (Individuen, Gruppen, Bestände) dienen der Erhaltung der Artenvielfalt von Bäumen und Sträuchern sowie der genetischen Vielfalt innerhalb von Baum- und Straucharten dienen. Sie bewahren die biologische Vielfalt auf Art- und Populationsebene und bilden die Grundlage für weiterführende Erhaltungs- und Fördermaßnahmen. Merkmale für die Ausweisung von Generhaltungsobjekten sind neben anderen Autochthonie oder Angepasstheit an den Standort, Anpassungsfähigkeit, Repräsentativität sowie Seltenheit und Gefährdungsgrad. Die Daten werden für die Waldfunktionskarte 1:25.000 von Sachsen verwendet. Weitere Informationen sind der vom Staatsbetrieb Sachsenforst herausgegebenen Broschüre zur Waldfunktionskartierung zu entnehmen.

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