Entwicklung von Phytophthora-resistentem Zuchtmaterial für den ökologischen Landbau

Insbesondere im ökologischen Kartoffelanbau stellt die Kraut- und Knollenfäule, hervorgerufen durch den Erreger Phytophthora infestans, ein großes Produktionsrisiko dar. Der Pflanzenzüchtung obliegt die Aufgabe Sorten bereit zu stellen, die sowohl durch überdurchschnittliche Toleranz als auch Resistenz gegenüber dieser Krankheit eine besonders gute Eignung zum Anbau haben. Über das Bundesprogramm „Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft“ (BÖLN) fördert das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft ein Verbundprojekt, in dem durch die Bündelung der deutschen Fachkompetenz dieser Aufgabenstellung züchterisch begegnet wird. Die Kooperationspartner entwickeln zusammen unter Inanspruchnahme einer breiten Pflanzendiversität, genetischer Ressourcen, moderner Selektionsmethoden und ökologischer Anbaumethoden Zuchtklone, die eine gut ausgeprägte Krautfäuleresistenz in Kombination mit weiteren Resistenz- und Qualitätseigenschaften besitzen. Dazu werden anhand von Ergebnissen eines Sortenversuchs Eltern für Kreuzungen ausgewählt, deren Nachkommen sowohl phänotypisch als auch durch genetische Marker hinsichtlich ihrer Resistenz bewertet werden

Genetische Analyse der Feldresistenz von Kartoffeln gegenüber der Krautfäule im ökologischen Landbau

Late blight, caused by the oomycete Phytophthora infestans (Mont de Bary) poses one of the most important risks in production of organic potatoes. Favourable late blight conditions result in substantial losses in yield and quality in susceptible genotypes. In a series of field experiments between 2012 and 2015 at three organic sites in northern and southern Germany 148 cultivars assessed the outcome of decades of german late blight resistance breeding. The phenotyping of this diversity panel under natural conditions showed significant differences in the level of resistance within and across all maturity classes. These results were then used for a Single Nucleotide Polymorpism (SNP) assay on a 12k Infinion chip to locate QTLs for late blight resistance. Significant SNPs could be found for the traits late blight infection, maturity and maturity corrected late blight infection. These SNPs will be used for development of PCR markers for marker assisted selection in ongoing resistance breeding

Kartoffelzüchtung für den ökologischen Landbau Wege in die Zukunft

Most crop varieties which are used in organic farming are developed for and under conventional farming techniques. These cultivars may then be tested and used for organic production. Between 2012 and 2018 the German Federal Ministry of Food and ew potato varieties under organic farming conditions. A great variety of modern cultivars is used to combine quality traits with the late blight resistance of pre-breeding clones from the Julius Kühn-Institute. To optimize results all breeding clones are grown and selected on organic farmland where they have to thrive under reduced nitrogen levels, mechanical weed reduction and high late blight pressure. Here we present results and practical experience from a participative approach where farmers are directly involved in the selection process

Pretubulysin derived probes as novel tools for monitoring the microtubule network via activity-based protein profiling and fluorescence microscopy

Microtubules (mt) are highly dynamic polymers composed of alpha- and beta-tubulin monomers that are present in all dividing and non-dividing cells. A broad variety of natural products exists that are known to interfere with the microtubule network, by either stabilizing or de-stabilizing these rope-like polymers. Among those tubulysins represent a new and potent class of cytostatic tetrapeptides originating from myxobacteria. Early studies suggested that tubulysins interact with the eukaryotic cytoskeleton by inhibition of tubulin polymerization with EC50 values in the picomolar range. Recently, pretubulysins have been described to retain the high tubulindegradation activity of their more complex tubulysin relatives and represent an easier synthetic target with an efficient synthesis already in place. Although tubulin has been suggested as the dedicated target of tubulysin a comprehensive molecular target analysis of pretubulysin in the context of the whole proteome has not been carried out so far. Here we utilize synthetic chemistry to develop two pretubulysin photoaffinity probes which were applied in cellular activity-based protein profiling and imaging studies in order to unravel and visualize dedicated targets. Our results clearly show a remarkable selectivity of pretubulysin for beta-tubulin which we independently confirmed by a mass-spectrometry based proteomic profiling platform as well as by tubulin antibody based co-staining on intact cells

Entwicklung von Phytophthora-resistentem Karoffelzuchtmaterial für den ökologischen Landbau

Über das Bundesprogramm „Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft“ (BÖLN) fördert das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft ein Verbundprojekt aus mehreren Instituten und ökologisch wirtschaftenden Landwirten. Es werden Kartoffeln gezüchtet, welche in ihrer Phytophthora-Resistenz den meisten am Markt befindlichen Sorten überlegen und damit besser für den ökologischen Anbau geeignet sind. Auf ökologisch geführten Flächen mit natürlichen Epidemien wird neben gesteigerter Resistenz auf ansprechende Optik und Qualität selektiert. Die Forschungsinstitute untersuchen wichtige Merkmale wie Speise und Verarbeitungseigenschaften sowie Resistenz gegenüber Nematoden, Viren und Kartoffelkrebs. Nach sechs Jahren Projektarbeit steht eine Vielzahl von Zuchtklonen zu Verfügung, welche dem Ökokartoffelanbau zu Gute kommen kann. Diese werden im Anschluss auf ihre Sorteneignung geprüft oder fließen in die Zuchtprogramme der Institute und Projektpartner ein

Entwicklung von Phytophthora-resistentem Zuchtmaterial für den ökologischen Landbau

Die Ansprüche des ökologischen Landbaus an Kartoffelsorten unterscheiden sich zum Teil erheblich von denen des konventionellen Anbaus. Dies ist bedingt durch den alternativen Pflanzenschutz mit mechanischer Unkrautbekämpfung sowie durch eine in der Regel geringere Stickstoffversorgung der Pflanzen. Darum benötigt der ökologische Landbau spezielle Sorten, die neben den vom Verbraucher gewünschten Qualitätsmerkmalen auch eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Krankheiten und Schädlingen besitzen, durch schnelle Jugendentwicklung das Unkrautwachstum unterdrücken und eine hohe Nährstoffeffizienz aufweisen. Um neue Zuchtstämme zu schaffen, in denen die im Biolandbau gewünschten Eigenschaften kombiniert vorliegen, etablierte das seit 2012 im „Bundesprogramm Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft“ geförderte Projekt „Entwicklung von Phytophthora-resistentem Zuchtmaterial für den ökologischen Landbau“ ein Zuchtprogramm speziell für den ökologischen Kartoffelanbau. Für die Züchtung auf geringe Anfälligkeit gegenüber der Kraut- und Knollenfäule, die durch den Oomyceten Phytophthora infestans hervorgerufen wird, wurde auf resistente Kartoffelklone aus der Vorzüchtung des Julius-Kühn Institutes zurückgegriffen. Die untersuchten Zuchtstämme und Vergleichssorten wurden parallel in einem Beobachtungsanbau hinsichtlich weiterer agronomischer und qualitativer Eigenschaften wie Ertragsleistung, Wuchsform, Stärkegehalt, Speise- und Veredelungseignung und Abreifeverhalten untersucht. Weitere Resistenzen sowie gewünschte Qualitätsmerkmale wurden aus modernen Hochleistungssorten deutscher Züchtungsunternehmen und historischen Sorten der IPK Genbank während des Projektverlaufs ins Zuchtmaterial eingebracht. Neben der Evaluierung der Prüfglieder hinsichtlich der Resistenzeigenschaften wurden zur Erweiterung des Basiszuchtmaterials zahlreiche Kreuzungen durchgeführt. Hierbei wurden die Kreuzungseltern gezielt aus den im Projekt geprüften Sorten und Zuchtstämmen ausgewählt. Für die Bewertung und die Selektion der Klone wurde ein partizipativer Züchtungsansatz gewählt und dafür drei ökologisch wirtschaftende, landwirtschaftliche Betriebe ins Projekt eingebunden. Die Betriebsleiter wurden intensiv geschult und führten die Bewertung der Klone und die Selektion der Knollen in enger Zusammenarbeit mit den wissenschaftlichen Mitarbeitern der Institute durch. Ein solches Modell ist bislang in der der deutschen Kartoffelzüchtung einzigartig. Wissenschaftlich begleitet wurden die Züchtungsarbeiten durch eine phänotypische und genotypische Charakterisierung des Ausgangsmaterials und der Zuchtklone. Ziel hierbei war es, Grundlagen für eine molekulare Selektion KF-resistenter Nachkommen zu schaffen. Hierzu wurden an einem Prüfgliedsortiment Assoziationsstudien mit DArT- und SNP-Markern durchgeführt und ausgewertet. Im Projekt wurden am IPK erstmalig zwei Sortimente umfassend genetisch mittels zwei verschiedener Markersysteme zu charakterisiert. Mit den erzielten Ergebnisse konnten Duplikatgruppen innerhalb der Genbankakzessionen aufgedeckt sowie Unstimmigkeiten erkannt und bereinigt werden. Damit wurde das Genbankmanagement verbessert und nutzerorientiert gestaltet. Somit hat das Projekt eine nachhaltigere und intensivere Nutzung pflanzengenetischer Ressourcen ermöglicht. Dadurch ist es Züchtern wie auch Forschungsinstitutionen zukünftig möglich, zielgerichteter auf genetische Ressourcen der Kartoffel zuzugreifen und diese in die eigenen Zuchtprogramme und Forschungsprojekte einzubringen

Determination of the strong coupling constant using inclusive jet cross section data from multiple experiments

Abstract Inclusive jet cross section measurements from the ATLAS, CDF, CMS, D0, H1, STAR, and ZEUS experiments are explored for determinations of the strong coupling constant $$\alpha _{\text {s}} (M_{\text {Z}})$$ αs(MZ) . Various jet cross section data sets are reviewed, their consistency is examined, and the benefit of their simultaneous inclusion in the $$\alpha _{\text {s}} (M_{\text {Z}})$$ αs(MZ) determination is demonstrated. Different methods for the statistical analysis of these data are compared and one method is proposed for a coherent treatment of all data sets. While the presented studies are based on next-to-leading order in perturbative quantum chromodynamics (pQCD), they lay the groundwork for determinations of $$\alpha _{\text {s}} (M_{\text {Z}})$$ αs(MZ) at next-to-next-to-leading order

Azidobupramine, an Antidepressant-Derived Bifunctional Neurotransmitter Transporter Ligand Allowing Covalent Labeling and Attachment of Fluorophores

The aim of this study was to design, synthesize and validate a multifunctional antidepressant probe that is modified at two distinct positions. The purpose of these modifications was to allow covalent linkage of the probe to interaction partners, and decoration of probe-target complexes with fluorescent reporter molecules. The strategy for the design of such a probe (i.e., azidobupramine) was guided by the need for the introduction of additional functional groups, conveying the required properties while keeping the additional moieties as small as possible. This should minimize the risk of changing antidepressant-like properties of the new probe azidobupramine. To control for this, we evaluated the binding parameters of azidobupramine to known target sites such as the transporters for serotonin (SERT), norepinephrine (NET), and dopamine (DAT). The binding affinities of azidobupramine to SERT, NET, and DAT were in the range of structurally related and clinically active antidepressants. Furthermore, we successfully visualized azidobupramine-SERT complexes not only in SERT-enriched protein material but also in living cells stably overexpressing SERT. To our knowledge, azidobupramine is the first structural analogue of a tricyclic antidepressant that can be covalently linked to target structures and further attached to reporter molecules while preserving antidepressant-like properties and avoiding radioactive isotopes