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Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2018-09-01 - 2021-08-31

Wurzelexsudate sind die treibende Kraft der zeitlich-räumlichen Selbstorganisation der Rhizosphäre. Detailliertes Wissen über Qualität und Quantität der von der Wurzel ausgeschiedenen Metabolite ist essentiell um die komplexen biogeochemischen Interaktionen an der Boden-Pflanze Schnittstelle zu entschlüsseln. In der Vergangenheit wurden Wurzelexsudate entweder als große Unbekannte diskutiert oder mehrheitlich in Nährlösungskulturen (Hydroponik) untersucht, deren Fokus sich auf einzelne Exsudate bzw. Exsudatklassen beschränkte. Auch wenn Hydroponikkulturen klare operative Vorteile haben, bleibt die Frage, ob die resultierenden Exsudatergebnisse ökologisch relevant sind im Bezug auf natürliche Bodenwachstumsbedingungen. In diesen Projekt werden wir unterschiedliche Wurzelexsudatsbeprobungsansätze anwenden um die räumlich-zeitlichen Veränderungen sowie die Rolle von Wurzelhaaren in der Wurzelexsdation von Mais (Zea mays Wildtyp und der Wurzelhaarlose Mutant rht3) zu untersuchen. Im Gegensatz zu Studien der Vergangenheit liegt unser Fokus auf Boden-basierten Methoden, die die Beprobung von Exsudaten ermöglichen, die nicht durch Sorption an die Bodenmatrix oder mikrobiellen Abbau verändert wurden. Zusätzlich wird die gesamte Komplexität der ausgeschiedenen Metabolite mittels hochauflösendem, LC-MS basierten Metaboliten-Profiling erfasst werden. Die Exsudationsbeprobungen werden im Rahmen der Zentralen Plattform Experimente des Schwerpunktprogrammes 2089 in Wachstumskammern sowie im Feld durchgeführt werden. Experimentelle Strategien umfassen Boden-Hydroponik-Hybrid-Ansätze, Rhizoboxen in Kombination mit einem innovativen Exsudationsbeprobungsmodul, sowie speziell angefertigte Exsudationsfallen, um individuelle Wurzelsegmente zu beproben. Des Weitern werden wir Exsudate mit dem traditionellen Hydroponik Ansatz beproben, der den Vergleich zu den Studien der Vergangenheit ermöglichen soll. Alle Experimente werden in enger Zusammenarbeit mit anderen Teilnehmern des Schwerpunktprogrammes durchgeführt werden, um die Korrelation von ausgeschiedenen metabolitenprofilen mit spezifischen, räumlich-zeitlich aufgelösten Rhizosphärenprozesse zu ermöglichen. Zusätzlich werden wir in diesen Projekt wichtige Pionierarbeit im Bezug auf Methoden bedingte, potentielle Artefakte leisten und damit einen Paradigmenwechsel in der Wurzelexsudatforschung herbei führen. Der Einsatz von ökologisch relevanten Wurzelexsudatbeprobungsmethoden wird uns ermöglichen, das fehlende Bindeglied in Boden-Pflanze-Mikroorganismen Interaktion offen zu legen, das die zeitlich - räumliche Selbstorganisation der Rhizosphäre antreibt.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2018-10-01 - 2021-09-30

Das Eschentriebsterben – hervorgerufen durch den aus Ostasien eingeschleppten Pilz Hymenoscyphus fraxineus (Eschen-Stengelbecherchen) – hat sich seit mehreren Jahren über ganz Österreich ausgebreitet. Neben der hochanfälligen und europaweit schwer geschädigten Gemeinen Esche (Fraxinus excelsior) ist die in Österreich vor allem in den Marchauen vorkommende Schmalblättrige Esche oder Quirl-Esche (F. angustifolia) ebenfalls hochanfällig. Wie bei F. excelsior werden auch bei F. angustifolia immer wieder einzelne Bäume in Jung- und Altbeständen beobachtet, die nur geringe Schadsymptome aufweisen und möglicherweise eine hohe, genetisch vererbbare Resistenz gegenüber dem Triebsterben besitzen. Um das autochthone, durch das Eschentriebsterben gefährdete Vorkommen von F. angustifolia im Bereich der Marchauen zu erhalten, wird angestrebt, gering bis nicht geschädigte Eschen über alle Altersklassen im natürlichen Verbreitungsgebiet auszuwählen und eine Klon- und Nachkommenschaftsprüfung, zur Beurteilung des Resistenzniveaus der ausgewählten Bäume, anzulegen. Dafür ist geplant, Pflanzen auf den bestehenden Aufforstungsflächen der letzten 10-15 Jahre hinsichtlich der Triebsterbensintensität anzusprechen, gering oder überhaupt nicht geschädigte Pflanzen auszuwählen und diese vegetativ durch Pfropfung und später durch Stecklinge zu vermehren. In den übrigen Altersklassen wird versucht, Saatgut von gering oder nicht geschädigten Eschen zu beernten und anzuziehen. Mit dem so gewonnen Pflanzmaterial sollen zwei Versuchsflächen angelegt werden, auf denen das Ausmaß der Resistenz der verschiedenen Genotypen untersucht werden kann und die gleichzeitig als Erhaltungsanlagen für die Quirl-Esche dienen können. Damit soll langfristig die Grundlage für die Anlage von Samenplantagen mit resistenten Exemplaren dieser Eschenart geschaffen werden.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2014-08-28 - 2015-06-30

Durch die Veränderung der Wettersituation im Einzugsgebiet der Donau in Folge der globalen Klima¬erwärmung treten in Österreich vermehrt extreme Starkniederschlagsereignisse gefolgt von außergewöhnlichen Hochwässern auf. Damit steigt das Risiko der Remobilisierung von abgelagerten, in der Folge der Tschernobykatastrophe radioaktiv stark kontaminierten Stauraumsedimenten. Im LLC-Labor Arsenal werden seit 1984 kontinuierlich die Radioaktivtätsdaten der Donaukompartimente Wasser (gelöste Radionuklide), Schwebstoff und Sediment anhand von Monatsmischproben und anlassbezogenen Proben während Hochwässern erhoben. Damit steht eine für Mitteleuropa einzigartige radioökologische Langzeitmessreihe eines großen europäischen Fließgewässers zur Verfügung. Die Fortsetzung dieser Proben- und Datensammlung ist von großer Bedeutung für die Bewältigung zukünftiger Herausforderungen im Strahlenschutz im Hinblick auf potentielle großräumige Umweltkontaminationen. Anhand der radioökologischen Langzeitmessdaten der Donau seit 1984 lässt sich seit dem Jahr 2002 eine Trend-wende im Verlauf der Cs-137-Aktivitätskonzentration feststellen: Während bis zum Jahr 2001 eine Abnahme der Cs-137-Aktivitätskonzentration im Sediment des österreichischen Donauabschnitts mit einer ökologischen Halbwertszeit von rund 5 Jahren stattgefunden hat, stagniert seit 2002 der Abwärtstrend der Cs-137-Aktivitätskonzentration und es treten vereinzelt unerwartet hohe Cs-137-Konzentrationen im Donausediment auf. Dieses seit dem Jahr 2002 veränderte Verhalten könnte im Zusammenhang mit zunehmenden Cs-137-Freisetzungen aus Umweltkompartimenten aufgrund der globalen Klimaänderung und damit verbundener außergewöhnlicher Hochwässer stehen.

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