DNA-Barcoding & ex-situ-Kulturen: floristische und molekularbiologische Analyse der Diasporenbank<\/p>\n
Kurzfassung<\/strong><\/span><\/p>\n Ziel ist es, ein System zu entwickeln, das mit geringem technischen und molekularbiologischen Aufwand, alle pflanzlichen DNA-Spuren im Boden (Diasporen) erfasst und die jeweiligen Arten identifiziert. Der Abgleich soll \u00fcber DNA-Barcodes stattfinden. Diese werden im Zuge der Promotionsarbeit aus Ex-situ-Kulturen (ex situ = \u201eau\u00dferhalb des [urspr\u00fcnglichen] Ortes\u201c)\u00a0der Bodenproben gewonnen. Die hierbei aufwachsenden Pflanzen werden bestimmt und ihre DNA isoliert. Ebenfalls werden Pflanzen bei Vegetationsaufnahmen gesammelt, deren DNA-Sequenzen genauso in die Datenbank einflie\u00dfen. Als dritte Quelle dient die allgemeine GBOL-Datenbank, an deren Aufbau weitere Forschergruppen beteiligt sind. Mit diesem Ansatz soll die Artzusammensetzung in der Diasporenbank zeit- und kosteneffizient bestimmt werden k\u00f6nnen. Einleitung<\/strong><\/span><\/p>\n Biodiversit\u00e4tsverlust, Umweltverschmutzung sowie der Klimawandel stellen eine Bedrohung f\u00fcr unsere Umwelt, Gesundheit und Europas wirtschaftliche Entwicklung dar. Das Projekt hat sich zum Ziel gesetzt die Diasporenbank im Untersuchungsgebiet \u201eOberes W\u00fcstebachtal\u201c im Nationalpark Eifel, ein Bestandteil des TERENO-Observatoriums \u201eEifel\/Niederrheinische Bucht\u201c, konventionell und mit molekularbiologischen Mitteln zu analysieren. Aufbauend auf der floristischen Untersuchung vor und nach dem Fichtenabtrieb mittels Monitoring und Ex-situ-Kultivierung, soll ein neuer Ansatz entwickelt werden, bei dem mittels DNA-Barcoding die Diasporenbank schnell, sicher und Kosteneffizient analysiert und bestimmt werden kann. Die Anwendungsbereiche des DNA-Barcodings werden helfen verschiedene Themenbereiche zu erforschen. Zum Beispiel die Ausbreitungs- und Etablierungsprozesse ausgew\u00e4hlter Arten entlang von Gradienten, verschiedene Sukzessionsprozesse, Naturschutzfachliche Indikation, Neophytenmanagement oder Landschaftspflegemethoden. M\u00f6gliche Ans\u00e4tze sind die Ver\u00e4nderung der Biodiversit\u00e4t im Klimawandel oder das Bedrohungspotential von gef\u00e4hrdeten Arten.\u00a0Weitere Anwendungsbereiche liegen neben dem Biomonitoring z.B. in der forensischen Analytik, Lebensmittel-, Handels- oder Zollkontrollen.<\/p>\n Seit 2003 bem\u00fcht sich die internationale Forschergemeinschaft verst\u00e4rkt, unabh\u00e4ngig von dem Bestreben den Stammbaum des Lebens in allen \u00c4sten aufzukl\u00e4ren, die Identifikation und Inventarisierung der globalen Biodiversit\u00e4t anhand definierter Abschnitte des Erbguts, sog. DNA-Barcodes, zu realisieren. Im Rahmen des vom Erstgutachter (Quandt) koordinierten BMBF gef\u00f6rderten Projektes \u201eBarcoding the German Flora (GBOL5)\u201c, (Bestandteil der \u201eGerman Barcode of Life (GBOL)\u201c \u2013 Initiative, www.bolgermany.de) wird derzeit eine DNA-Barcode-Referenzdatenbank der deutschen Flora erarbeitet, die als Grundlage dieses Projektantrages fungiert.<\/p>\n \u00a0<\/p>\n Fragestellungen<\/strong><\/span><\/p>\n Einige Fragestellungen des Projektes sind der Sukzessionsverlauf, Gradienten des Diasporeneintrags und vor allem das Artenspektrum in der Diasporenbank. Dies wird wichtige Ergebnisse f\u00fcr ein allgemeines Konzept zur Renaturierung von anthropogen genutzten Fl\u00e4chen (z.B. Fichten- und Kiefernforste) einbringen. Die Ergebnisse werden weitreichende M\u00f6glichkeiten zur F\u00f6rderung von Nachhaltiger Entwicklung, vorsorgendem Umweltschutz und zur Verbesserung von Renaturierungs- und Raumplanungsma\u00dfnahmen er\u00f6ffnen.<\/p>\n \u00a0<\/p>\n Durchf\u00fchrung<\/strong><\/span><\/p>\n Die f\u00fcr die Arbeit verwendeten Bodenproben stammen aus dem W\u00fcstebachtal (N 50\u00b0 30′ 9.03″; E\u00a06\u00b0 19′ 52.99″) im Nationalpark Eifel, NRW, unweit der belgischen Grenze (Abb. 1). Das W\u00fcstebachtal ist schon \u00fcber l\u00e4ngere Zeit als Untersuchungsfl\u00e4che verschiedener Forschergruppen in Bearbeitung. Besonders interessant ist die Tatsache, dass das Gebiet beim Beginn der Arbeiten noch vollst\u00e4ndig von einem Fichtenforst bedeckt war (Abb. 2). Dieser wurde jedoch Ende des Jahres 2013 abgetrieben, sodass nun die H\u00e4lfte der Fl\u00e4che im Grunde frei von B\u00e4umen ist (Abb. 3). Diese Ma\u00dfnahme dient der Renaturierung und soll nun anderen, heimischen Baumarten die M\u00f6glichkeit geben aufzuwachsen. Das Gebiet unterliegt nun ohne Aufpflanzungen der nat\u00fcrlichen Sukzession.\u00a0<\/p>\n \u00a0<\/p>\n \u00a0<\/p>\n \u00a0<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" DNA-Barcoding & ex-situ-Kulturen: floristische und molekularbiologische Analyse der Diasporenbank Kurzfassung Ziel ist es, ein System zu entwickeln, das mit geringem technischen und molekularbiologischen Aufwand, alle pflanzlichen DNA-Spuren im Boden (Diasporen) erfasst und die jeweiligen Arten identifiziert. Der Abgleich soll \u00fcber DNA-Barcodes stattfinden. 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Die Daten sollen schlie\u00dflich Aussagen \u00fcber die Diasporendiversit\u00e4t und die vorhandene Vegetation unabh\u00e4ngig von der Vegetationsperiode erlauben. Gleichzeitig soll so ein Einblick in die potentiellen Ver\u00e4nderungen der Diversit\u00e4t m\u00f6glich sein. Anwendungsbereiche der Methode liegen im Bereich von nachhaltiger Entwicklung, vorsorgendem Umweltschutz und Raumplanungsma\u00dfnahmen.
\u00a0<\/p>\n
Der molekularbiologische Ansatz soll letztendlich die Frage kl\u00e4ren, ob ein technisch und wissenschaftlich einwandfreies SOP (standard operation protocol) zur Erfassung der Biodiversit\u00e4t eines Lebensraums mittels molekularbiologischer Methoden anhand von Substrat-\/Umweltproben realisierbar ist. Daf\u00fcr soll \u00fcber die DNA-Barcode-Referenzdatenbank von GBOL die aus Umweltproben generierten DNA-Barcode-Sequenzen exakt den jeweiligen Pflanzenarten zugeordnet werden zu denen sie geh\u00f6ren und welche damit im Boden vertreten sind oder es einmal waren.<\/p>\n