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

Innerbetriebliche Ecopreneure durch Umweltmanagementsysteme? : eine Langzeitanalyse von Bedingungen für proaktives Umweltschutzverhalten

Erworben im Rahmen der Schweizer Nationallizenzen (http://www.nationallizenzen.ch)Die vorliegende Arbeit thematisiert, welche Unterstützungspotentiale Umweltmanagementsysteme (UMS) für Innerbetriebliches Ecopreneurship – proaktives, umweltbewusstes Arbeitsverhalten aller Unternehmensmitglieder – bieten. Eine Längsschnittuntersuchung in sechs deutschen Unternehmen ermittelt situative und personelle Faktoren, die Ecopreneurship maßgeblich beeinflussen. Unternehmen mit UMS-Aktivitäten weisen positivere Einschätzungen in den relevanten Verhaltensbedingungen und dem Ecopreneurship auf, aber keine kontinuierliche Verbesserungen von Ecopreneurship im Zeitverlauf. Daraus ergeben sich weitere Forschungsfragen, etwa zur Volatilität des proaktiven Arbeitsverhaltens

An Optimized Chloroplast DNA Extraction Protocol for Grasses (Poaceae) Proves Suitable for Whole Plastid Genome Sequencing and SNP Detection

peer-reviewedBackground Obtaining chloroplast genome sequences is important to increase the knowledge about the fundamental biology of plastids, to understand evolutionary and ecological processes in the evolution of plants, to develop biotechnological applications (e.g. plastid engineering) and to improve the efficiency of breeding schemes. Extraction of pure chloroplast DNA is required for efficient sequencing of chloroplast genomes. Unfortunately, most protocols for extracting chloroplast DNA were developed for eudicots and do not produce sufficiently pure yields for a shotgun sequencing approach of whole plastid genomes from the monocot grasses. Methodology/Principal Findings We have developed a simple and inexpensive method to obtain chloroplast DNA from grass species by modifying and extending protocols optimized for the use in eudicots. Many protocols for extracting chloroplast DNA require an ultracentrifugation step to efficiently separate chloroplast DNA from nuclear DNA. The developed method uses two more centrifugation steps than previously reported protocols and does not require an ultracentrifuge. Conclusions/Significance The described method delivered chloroplast DNA of very high quality from two grass species belonging to highly different taxonomic subfamilies within the grass family (Lolium perenne, Pooideae; Miscanthus×giganteus, Panicoideae). The DNA from Lolium perenne was used for whole chloroplast genome sequencing and detection of SNPs. The sequence is publicly available on EMBL/GenBank

Digitalisierung beruflicher Lern- und Arbeitsprozesse. Impulse aus der Bauwirtschaft und anderen gewerblich-technischen Sektoren

Der Sammelband stellt aktuelle Ansätze zum digital unterstützten beruflichen Lernen dar. Die Beiträge geben Einblicke in die dynamische Entwicklung der Schnittstellen von Erwerbsarbeit und beruflicher Aus-, Fort- und Weiterbildung im Kontext der Digitalisierung Arbeits- und Lernmitteln. Der Band schließt damit an die 2019 ebenfalls im Universitätsverlag der Technischen Universität Berlin erschienene Publikation „Berufsbildung am Bau digital“ (hrsg. von Bernd Mahrin und Johannes Meyser) an. Das erste Kapitel erörtert grundsätzliche didaktische Fragen zu digital unterstütztem Lernen und Arbeiten einschließlich der Rahmenbedingungen. Im zweiten Kapitel schließen sich Beiträge zur Kapazitätsentwicklung, zu Standards und zu digitalen Werkzeugen an. Das dritte Kapitel widmet sich konkreten Einzellösungen mit starkem Praxisbezug und hohem Transferpotenzial zum digitalisierten Arbeiten und Lernen im Bausektor und im Metallbereich. Das abschließende vierte Kapitel präsentiert übergreifend nutzbare und frei zugängliche Online-Angebote wie einen Medienpool für Bildungszwecke, eine Lernmedien-Datenbank und ein hybrides Lernsystem mit virtuellem 3D-Gebäudemodell. Das Buch ist entstanden im Rahmen des durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung und den Europäischen Sozialfonds geförderten Projektes DigiBAU – Digitales Bauberufliches Lernen und Arbeiten. (DIPF/Orig.)The anthology presents current approaches to digitally supported professional learning. The articles provide insights into the dynamic development of the interfaces between gainful employment and vocational training and further education in the context of digitization of work and learning aids. The volume is thus connected to the publication “Berufsbildung am Bau digital” (edited by Bernd Mahrin and Johannes Meyser), which was published in 2019 by the University Press of the Technische Universität Berlin. The first chapter discusses fundamental didactic questions about digitally supported learning and working, including the framework conditions. The second chapter picks contributions on capacity development, standards, and digital tools out as central themes. The third chapter is dedicated to concrete specific solutions with strong practical relevance and high transfer potential for digitized work and learning in the construction sector and in the metal sector. The final fourth chapter presents comprehensive and freely accessible online offers such as a media pool for educational purposes, a learning media database and a hybrid learning system with a virtual 3D building model. The book was created as part of the DigiBAU project - digital vocational learning and working in the field of construction - funded by the German Federal Ministry of Education and Research and the European Social Fund. (DIPF/Orig.

Ryegrass organelle genomes: phylogenomics and sequence evaluation

Doctoral ThesisPerennial ryegrass (Lolium perenne L.) is the most important forage grass of temperate regions of the world. The main objective in breeding perennial ryegrass cultivars is to increase its biomass. Chloroplasts and mitochondria are two organelles of the plant cell that are actively involved in biomass production. Chloroplasts derive from cyanobacteria and are the location of photosynthesis in plant cells. Mitochondria derive from α-proteobacteria and are involved in cell respiration. Due to their evolutionary history both organelles still contain their own genome which is in general maternally inherited. The interest in chloroplast genome sequences increased in recent years because they offer a useful option for plant genetic engineering. The risk of transgene escape via pollen flow is reduced while the expression of the transgene due to the high number of chloroplast genome copies is increased (in comparison to nuclear genome transformation). Mitochondrial genomes are of special interest because they are involved in cytoplasmic male sterility. Cytoplasmic male sterility is a very important trait in plant breeding programmes because it enables the cost efficient production of hybrid seed. Additionally, both organelle genomes can be used for molecular evolution or phylogenetic studies, as well as for population genetic approaches. Therefore the major aim of this thesis was to sequence the entire chloroplast and mitochondrial genomes of L. perenne to provide sequence information for chloroplast genetic engineering approaches, insights into the mitochondrial genome of a male fertile L. perenne cultivar and to gather knowledge about sequence variation in both genomes that can be used to design new markers for phylogenetic and population genetic studies.Teagasc Walsh Fellowship fun

Variations in efficiency of plastidial RNA editing within ndh transcripts of perennial ryegrass (Lolium perenne) are not linked to differences in drought tolerance

Maintenance of healthy grasslands is essential for efficient livestock production, yet projected climate change is likely to place a heavy drought stress burden on key grassland species, such as perennial ryegrass (Lolium perenne). It is therefore important to gather an in-depth knowledge of the underlying plant response to this stress. The present study is focused on RNA editing (post-transcriptional nucleotide modifications resulting in altered transcripts) within plastidial transcripts of the NADH:ubiquinone oxidoreductase (NDH) complex (NADH dehydrogenase complex) in relation to the drought response of several accessions of perennial ryegrass. Previous studies have shown that the NDH complex is involved in countering oxidative stress during environmental stresses like drought. Owing to the nature of RNA editing within this complex, the RNA editing machinery could play a potential role in regulating the activity of the NDH complex. The investigation revealed dramatic and reproducible differences in RNA editing efficiency between accessions, but efficiency was not influenced by imposition of drought stress, and a direct relationship between editing behaviour and drought response was not detected