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 \u00c3\u00bcber DNA-Barcodes stattfinden. Diese werden im Zuge der Promotionsarbeit aus Ex-situ-Kulturen (ex situ = \u00e2\u20ac\u017eau\u00c3\u0178erhalb des [urspr\u00c3\u00bcnglichen] Ortes\u00e2\u20ac\u0153)\u00c2\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\u00c3\u0178en. 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\u00c3\u00b6nnen. Einleitung<\/strong><\/span><\/p>\n Biodiversit\u00c3\u00a4tsverlust, Umweltverschmutzung sowie der Klimawandel stellen eine Bedrohung f\u00c3\u00bcr unsere Umwelt, Gesundheit und Europas wirtschaftliche Entwicklung dar. Das Projekt hat sich zum Ziel gesetzt die Diasporenbank im Untersuchungsgebiet \u00e2\u20ac\u017eOberes W\u00c3\u00bcstebachtal\u00e2\u20ac\u0153 im Nationalpark Eifel, ein Bestandteil des TERENO-Observatoriums \u00e2\u20ac\u017eEifel\/Niederrheinische Bucht\u00e2\u20ac\u0153, 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\u00c3\u00a4hlter Arten entlang von Gradienten, verschiedene Sukzessionsprozesse, Naturschutzfachliche Indikation, Neophytenmanagement oder Landschaftspflegemethoden. M\u00c3\u00b6gliche Ans\u00c3\u00a4tze sind die Ver\u00c3\u00a4nderung der Biodiversit\u00c3\u00a4t im Klimawandel oder das Bedrohungspotential von gef\u00c3\u00a4hrdeten Arten.\u00c2\u00a0Weitere Anwendungsbereiche liegen neben dem Biomonitoring z.B. in der forensischen Analytik, Lebensmittel-, Handels- oder Zollkontrollen.<\/p>\n Seit 2003 bem\u00c3\u00bcht sich die internationale Forschergemeinschaft verst\u00c3\u00a4rkt, unabh\u00c3\u00a4ngig von dem Bestreben den Stammbaum des Lebens in allen \u00c3\u201esten aufzukl\u00c3\u00a4ren, die Identifikation und Inventarisierung der globalen Biodiversit\u00c3\u00a4t anhand definierter Abschnitte des Erbguts, sog. DNA-Barcodes, zu realisieren. Im Rahmen des vom Erstgutachter (Quandt) koordinierten BMBF gef\u00c3\u00b6rderten Projektes \u00e2\u20ac\u017eBarcoding the German Flora (GBOL5)\u00e2\u20ac\u0153, (Bestandteil der \u00e2\u20ac\u017eGerman Barcode of Life (GBOL)\u00e2\u20ac\u0153 \u00e2\u20ac\u201c Initiative, www.bolgermany.de) wird derzeit eine DNA-Barcode-Referenzdatenbank der deutschen Flora erarbeitet, die als Grundlage dieses Projektantrages fungiert.<\/p>\n \u00c2\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\u00c3\u00bcr ein allgemeines Konzept zur Renaturierung von anthropogen genutzten Fl\u00c3\u00a4chen (z.B. Fichten- und Kiefernforste) einbringen. Die Ergebnisse werden weitreichende M\u00c3\u00b6glichkeiten zur F\u00c3\u00b6rderung von Nachhaltiger Entwicklung, vorsorgendem Umweltschutz und zur Verbesserung von Renaturierungs- und Raumplanungsma\u00c3\u0178nahmen er\u00c3\u00b6ffnen.<\/p>\n \u00c2\u00a0<\/p>\n Durchf\u00c3\u00bchrung<\/strong><\/span><\/p>\n Die f\u00c3\u00bcr die Arbeit verwendeten Bodenproben stammen aus dem W\u00c3\u00bcstebachtal (N 50\u00c2\u00b0 30′ 9.03″; E\u00c2\u00a06\u00c2\u00b0 19′ 52.99″) im Nationalpark Eifel, NRW, unweit der belgischen Grenze (Abb. 1). Das W\u00c3\u00bcstebachtal ist schon \u00c3\u00bcber l\u00c3\u00a4ngere Zeit als Untersuchungsfl\u00c3\u00a4che verschiedener Forschergruppen in Bearbeitung. Besonders interessant ist die Tatsache, dass das Gebiet beim Beginn der Arbeiten noch vollst\u00c3\u00a4ndig von einem Fichtenforst bedeckt war (Abb. 2). Dieser wurde jedoch Ende des Jahres 2013 abgetrieben, sodass nun die H\u00c3\u00a4lfte der Fl\u00c3\u00a4che im Grunde frei von B\u00c3\u00a4umen ist (Abb. 3). Diese Ma\u00c3\u0178nahme dient der Renaturierung und soll nun anderen, heimischen Baumarten die M\u00c3\u00b6glichkeit geben aufzuwachsen. Das Gebiet unterliegt nun ohne Aufpflanzungen der nat\u00c3\u00bcrlichen Sukzession.\u00c2\u00a0<\/p>\n \u00c2\u00a0<\/p>\n \u00c2\u00a0<\/p>\n \u00c2\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 \u00c3\u00bcber DNA-Barcodes stattfinden. 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Die Daten sollen schlie\u00c3\u0178lich Aussagen \u00c3\u00bcber die Diasporendiversit\u00c3\u00a4t und die vorhandene Vegetation unabh\u00c3\u00a4ngig von der Vegetationsperiode erlauben. Gleichzeitig soll so ein Einblick in die potentiellen Ver\u00c3\u00a4nderungen der Diversit\u00c3\u00a4t m\u00c3\u00b6glich sein. Anwendungsbereiche der Methode liegen im Bereich von nachhaltiger Entwicklung, vorsorgendem Umweltschutz und Raumplanungsma\u00c3\u0178nahmen.
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Der molekularbiologische Ansatz soll letztendlich die Frage kl\u00c3\u00a4ren, ob ein technisch und wissenschaftlich einwandfreies SOP (standard operation protocol) zur Erfassung der Biodiversit\u00c3\u00a4t eines Lebensraums mittels molekularbiologischer Methoden anhand von Substrat-\/Umweltproben realisierbar ist. Daf\u00c3\u00bcr soll \u00c3\u00bcber die DNA-Barcode-Referenzdatenbank von GBOL die aus Umweltproben generierten DNA-Barcode-Sequenzen exakt den jeweiligen Pflanzenarten zugeordnet werden zu denen sie geh\u00c3\u00b6ren und welche damit im Boden vertreten sind oder es einmal waren.<\/p>\n