580 Pflanzen (Botanik)
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Diagnoses plantarum peninsulae Ibericae novarum, a variis collectoribus recentiori tempore lectarum
(1878)
Extending the carotenoid pathway to astaxanthin in plants is of scientific and industrial interest. However, expression of a microbial beta-carotene ketolase (BKT) that catalyses the formation of ketocarotenoids in transgenic plants typically results in low levels of astaxanthin. The low efficiency of BKTs in ketolating zeaxanthin to astaxanthin is proposed to be the major limitation for astaxanthin accumulation in engineered plants. To verify this hypothesis, several algal BKTs were functionally characterized using an Escherichia coli system and three BKTs were identified, with high (up to 85%), moderate (~38%), and low (~1%) conversion rate from zeaxanthin to astaxanthin from Chlamydomonas reinhardtii (CrBKT), Chlorella zofingiensis (CzBKT), and Haematococcus pluvialis (HpBKT3), respectively. Transgenic Arabidopsis thaliana expressing the CrBKT developed orange leaves which accumulated astaxanthin up to 2 mg g -1 dry weight with a 1.8-fold increase in total carotenoids. In contrast, the expression of CzBKT resulted in much lower astaxanthin content (0.24 mg g -1 dry weight), whereas HpBKT3 was unable to mediate synthesis of astaxanthin in A. thaliana. The none-native astaxanthin was found mostly in a free form integrated into the light-harvesting complexes of photosystem II in young leaves but in esterified forms in senescent leaves. The alteration of carotenoids did not affect chlorophyll content, plant growth, or development significantly. The astaxanthin-producing plants were more tolerant to high light as shown by reduced lipid peroxidation. This study advances a decisive step towards the utilization of plants for the production of high-value astaxanthin. Keywords: Arabidopsis thaliana, astaxanthin, beta-carotene ketolase, carotenoid, Haematococcus pluvialis
Grünlandgesellschaften im Tal der Heinefelder Bäke in der Wildeshauser Geest (Landkreis Oldenburg)
(1999)
Die Grünlandgesellschaften im Tal der Heinefelder Bäke im Naturpark "Wildeshauser Geest" wurden pflanzensoziologisch nach der Methode von Braun-Blanquet untersucht. Die Gesellschaften werden durch Originaltabellen belegt und ihre Standorte charakterisiert. Das Tal besitzt zahlreiche der für vermoorte Geesttälchen typischen und teilweise selten gewordenen Gesellschaftsmosaike des Grünlandes, die sich aus Feuchtwiesen- und weiden, Feuchtbrachen, einschließlich sekundärer Röhrichte und Seggenriede, aber auch Intensivgrünland zusammensetzen. Einen Schwerpunkt der Arbeit bilden die Gesellschaften der Molinio-Arrhenatheretea, die den Wandel der Nutzung der letzten Jahrzehnte widerspiegeln. Floristische Verarmung durch Intensivierung der Nutzung einerseits und kontinuierliche Zunahme von Arten der Brachen nach Nutzungsaufgabe andererseits führen aufgrund fehlender Charakterarten bzw. schlechter floristischer Abgrenzbarkeit zu synsystematischen Problemen. Dafür werden Lösungsmöglichkeiten zur Diskussion gestellt. Für den Naturschutz bedeutend ist besonders der mittlere, von Hangdruckwasser beeinflußte Talabschnitt. Die hier noch verbreiteten Vegetationskomplexe naturnaher Standorte sind aber bereits von Entwässerung und Eutrophierung bedroht.
Bemerkenswerte Pflanzenarten im Emsland (westliches Niedersachsen) werden aufgeführt als Ergänzung zur Flora von Südwest-Niedersachsen und dem benachbarten Westfalen (Weber 1995). Sie wurden vom Autor vor allem 1997 im Zuge verschiedener Kartierungen notiert. 25 Pflanzenarten wurden erstmalig für das Emsland belegt, beispielsweise Amaranthus powellii, Amsinckia menziesii, Poa chaixii, Puccinellia distans und Rumex thyrsiflorus. Zwölf von ihnen scheinen fest eingebürgert zu sein. Fünf einheimische Arten, die als verschollen galten, sind an neuen Wuchsorten wiederentdeckt worden, beispielsweise Anagallis foemina, Helichrysum arenarium und Serratula tinctoria. Alle Pflanzenarten sind dem Viertelquadranten-Raster der Topographischen Karten 1 :25000 zugeordnet.
Die ökologische, ökonomische und kulturelle Bedeutung von Wildpflanzenarten und deren Potential an genetischen Ressourcen werden immer offensichtlicher. Aber unsere Biosphäre verändert sich zunehmend drastischer, wodurch die natürliche Artenvielfalt stark bedroht ist. Die „Convention on Biological Diversity“ (CBD) hat sich ein Aufhalten des Biodiversitätsverlustes zum Ziel gesetzt. In situ- Maßnahmen wird dabei eine hohe Priorität zugesprochen, aber Ex situ-Maßnahmen werden immer dringender und dies insbesondere hinsichtlich des Erhalts genetischer Variabilität auf Populationsebene. Botanische Gärten sind durch ihre traditionell großen Sammlungen und Ausstellungen als Standardinstitutionen für eine Ex situ-Erhaltung prädestiniert. Aber der Wert und die Bedeutung dieser Sammlungen für den Erhalt der natürlichen genetischen Variabilität bleibt de facto beschränkt. Wir plädieren daher mit Nachdruck für Saatgutgenbanken für Wildpflanzen. Diese Vorgehensweise wird in mehreren Ländern bereits herangezogen - in Deutschland aber nicht. Saatgutgenbanken sind die einfachste und preisgünstigste Ex situ-Strategie zum Erhalt der pflanzengenetischen Vielfalt. Saatgutgenbanken für Wildpflanzen haben das Ziel, natürliche pflanzengenetische Ressourcen zu schützen und zu erhalten. In Kombination mit In situ-Maßnahmen haben sie große Bedeutung für den Naturschutz, z.B. im Rahmen von Wiederbesiedlungsmaßnahmen.
Die Ursachen für die wachsende Bedeutung und das Potential Botanischer Gärten für die bionische Forschung und für Bildungsangebote zum Thema Bionik werden erläutert. Der Aspekt der bionischen Forschung in Botanischen Gärten wird exemplarisch an einigen erfolgreichen bionischen Projekten diskutiert. Zum Thema Bionik und Bildung in Botanischen Gärten werden verschiedene Möglichkeiten wie Lehrpfade und Informationstafeln sowie Führungen mit Demonstrationsversuchen an den pflanzlichen Ideengebern und einfachen Experimenten an den bionischen Produkten vorgestellt.
Botanische Gärten sind als Lernorte zu allen Themen rund um die pflanzliche Vielfalt besonders attraktiv. So groß wie die Vielfalt der Gärten selbst, so unterschiedlich sind auch die Ansätze und Gründe für ihre Bildungsarbeit, die gleichberechtigt nebeneinander existieren. Ihre Bildungsarbeit bezieht sich sowohl auf Kinder als auch auf Erwachsene. Sie hat einen qualitativ hohen Anspruch, der nur durch das Zusammenwirken aller Berufsgruppen und die fachkompetente Umsetzung erfüllt werden kann. Im Frühsommer 2007 prüfte eine Befragung den Stand und die Umsetzung dieser Arbeit an Botanischen Gärten. Die Auswertung zeigt klare Tendenzen: Die Bildung ist zu einer wichtigen Aufgabe für viele Botanische Gärten geworden, worauf die Neugründungen so genannter „Grüner Schulen“ hinweisen. Vor allem für die universitären Botanischen Gärten könnte eine erfolgreiche außeruniversitäre) Bildungsarbeit Zukunft sichernd sein. Deren Erhalt und Stärkung durch Ausstattung und Personal sind allerdings die Voraussetzung für eine weitere Profilierung der Gärten als Schnittstelle zwischen Wissenschaft und Bevölkerung im Themenfeld Biologische Vielfalt. Dafür bedarf es weiterer Anerkennung der bisherigen Arbeiten sowohl durch die Gärten selbst als auch durch ihre Träger. Zusätzlich müssen die Botanischen Gärten ihre Umweltbildungsangebote an die internationalen Konzepte zur „Bildung für Nachhaltige Entwicklung“ anpassen, so wie es auch der Botanic Garden Conservation International (BGCI) fordert.
Die Auswirkungen des ablaufenden Klimawandels werden zunehmend sichtbar. Pflanzenarten wandern nach Norden, beziehungsweise in höher gelegene Lagen. Die Reaktionen sind aber nicht an allen Artarealgrenzen gleich und die Rolle des Klimas muss auch nicht immer an allen Grenzen von gleich grosser Bedeutung sein. Anhand von Fallbeispielen werden ‘erwartete‘ und ‘unerwartete‘ Vegetationsveränderungen vorgestellt und im Hinblick auf die Rolle veränderter Klimabedingungen diskutie
Bereits 1993 wurde am Botanischen Garten der Universität Osnabrück eine Grüne Schule gegründet. Viele Vorüberlegungen, wegbereitende Maßnahmen und persönliches Engagement waren der Gründung vorausgegangen. Die Grüne Schule Osnabrück entwickelte sich schnell und verfügt heute über ein pädagogisches Programm für Schulen aller Schulformen und Klassenstufen sowie Kindergärten. Darüber hinaus können interessierte Erwachsenengruppen in allgemeinen Gartenführungen oder speziellen Themenführungen die Vielfalt des Botanischen Gartens erleben. Im Freizeitbereich engagiert sich die Grüne Schule bei Kindergeburtstagen, Ferienpassaktionen oder kulturellen Veranstaltungen des Botanischen Gartens sowie bei Aktivitäten des Verbandes Botanischer Gärten e.V. Grundlegender Anspruch ist es, wissenschaftliche Themen für die Öffentlichkeit didaktisch aufzubereiten, um biologische Zusammenhänge möglichst lebendig zu vermitteln.
Allium ist die bei weitem umfangreichste Gattung der Familie Alliaceae (Klasse Liliopsida, Ordnung Asparagales). Ein kurzer Abriss der historischen Entwicklung der Allium-Klassifkationen und das aktuellste, an molekularen Daten orientierte System der Gattung sind als Bezugssystem beigegeben. In den letzten 15 Jahren wurden auf der Grundlage einer immer weiter vervollständigten Allium - Kollektion zuerst am IPK Gatersleben begonnen (340 Arten und über 3000 Akzessionen) und ab August 2000 im Botanischen Garten der Universität Osnabrück (230 Arten und über 800 Akzessionen) mit molekulartaxonomischen Untersuchungen fortgeführt, deren Ergebnisse kurz vorgestellt werden.
Zur Erhaltung genetischer Ressourcen, wissenschaftlicher Forschung und im Rahmen zentraler Informationsdatenbanken sind Ex situ-Sammlungen in Form von Genbanken notwendig. Die Botanischen Gärten sollten Saatgutgenbanken von Wildpflanzen zukünftig aufbauen bzw. etablieren, um die Erhaltungsmaßnahmen und den Schutz der natürlichen pflanzengenetischen Ressourcen weiter voranzubringen. Am Botanischen Garten der Universität Osnabrück ist eine Genbank für Wildpflanzen eingerichtet worden, die insbesondere Saatgut gefährdeter Gefäßpflanzenarten Nordwestdeutschlands beherbergt und unter trockenen Bedingungen bei minus 20°C in speziellen Alu-Polyethylenfolien aufbewahrt. Gegenwärtig befinden sich 1800 Saatgutproben von 620 Wildpflanzenarten aus 65 Pflanzenfamilien in der Genbank. In einer Access basierten Datenbank ist jeder Beleg auch online abrufbar (www.wildpflanzen-genbank.de) und im Herbarium “OSBU“ der AG Botanik als Belegexemplar hinterlegt. Wir planen die Integration der Loki Schmidt-Genbank und das dezentrale Netzwerk von regionalen Saatgut-Genbanken für Wildpflanzen in die Organisation „Nationales Inventar Pflanzengenetischer Ressourcen Deutschlands“ (PGRDEU) und hier in das untergeordnete Netzwerk „Deutsche Genbank für Crop Wild Relatives” (CWR), dessen Koordination dem Botanischen Garten Osnabrück obliegen würde. Botanische Gärten können als Institutionen die Nachhaltigkeit der Einrichtung solcher Systeme gewährleisten und sind deshalb die richtigen Ansprechpartner für diese Kooperation.
Samen-Genbanken dienen zum Erhalt der Genressourcen und stellen daher einen bedeutenden Beitrag zum Artenschutz dar. In dieser Arbeit wird eine Übersicht über die Situation in Österreich gegeben. Während die Sicherung von landwirtschaftlichen und forstlichen Genressourcen durch die AGES betrieben wird, ist eine dezentralisierte ex situ Samen-Genbank für Wildpflanzen-Arten in Zusammenarbeit der Mitglieder der Arbeitsgemeinschaft Botanischer Gärten Österreich in Aufbau, wobei die Mitarbeit im von der EU geförderten Netzwerk ENSCONET eine wichtige Rolle spielt. Die geplante ex situ-Samenbank ist auch ein wesentlicher Beitrag der Botanischen Gärten Österreichs zur Global Strategy for Plant Conservation der Biodiversitätskonvention.
In Ergänzung zu früheren Veröffentlichungen (z. B. Pedersen & Weber 1993) wird eine aktualisierte Übersicht über die Brombeerflora (Rubus L. subgen. Rubus) von Niedersachsen und Bremen gegeben. Bis jetzt sind 169 Arten der Sektionen Rubus und Corylifolii in diesem Gebiet nachgewiesen. Davon gehören 117 zur Sektion Rubus und 52 zur Sektion Corylifolii. Fünf Arten der Sektion Rubus sind Gartenflüchtlinge und inzwischen völlig eingebürgert: Rubus allegheniensis, R. armeniacus, R. canadensis und R. laciniatus. Selten und zufällig eingeschleppt wurden Rubus bifrons und R. ulmifolius. Somit besteht die Brombeerflora in Niedersachsen und Bremen aus 162 einheimischen Arten, von denen 52 (= 32%) zur Sektion Corylifolii gehören.
Background: Studies on allele length polymorphism designate several glacial refugia for Norway spruce (Picea abies) in the South Carpathian Mountains, but infer only limited expansion from these refugia after the last glaciation. To better understand the genetic dynamics of a South Carpathian spruce lineage, we compared ancient DNA from 10,700 and 11,000-year-old spruce pollen and macrofossils retrieved from Holocene lake sediment in the Retezat Mountains with DNA extracted from extant material from the same site. We used eight primer pairs that amplified short and variable regions of the spruce cpDNA. In addition, from the same lake sediment we obtained a 15,000-years-long pollen accumulation rate (PAR) record for spruce that helped us to infer changes in population size at this site. Results: We obtained successful amplifications for Norway spruce from 17 out of 462 pollen grains tested, while the macrofossil material provided 22 DNA sequences. Two fossil sequences were found to be unique to the ancient material. Population genetic statistics showed higher genetic diversity in the ancient individuals compared to the extant ones. Similarly, statistically significant Ks and Kst values showed a considerable level of differentiation between extant and ancient populations at the same loci. Lateglacial and Holocene PAR values suggested that population size of the ancient population was small, in the range of 1/10 or 1/5 of the extant population. PAR analysis also detected two periods of rapid population growths (from ca. 11,100 and 3900 calibrated years before present (cal yr BP)) and three bottlenecks (around 9180, 7200 and 2200 cal yr BP), likely triggered by climatic change and human impact. Conclusion: Our results suggest that the paternal lineages observed today in the Retezat Mountains persisted at this site at least since the early Holocene. Combination of the results from the genetic and the PAR analyses furthermore suggests that the higher level of genetic variation found in the ancient populations and the loss of ancient allele types detected in the extant individuals were likely due to the repeated bottlenecks during the Holocene. This study demonstrates how past population size changes inferred from PAR records can be efficiently used in combination with ancient DNA studies. The joint application of palaeoecological and population genetic analyses proved to be a powerful tool to understand the influence of past population demographic changes on the haplotype diversity and genetic composition of forest tree species.
Hermann Hoffmann (1819-1891) gilt als Pionier der Arealkunde und der Floristischen Kartierung auf Basis von Rasterfeldern. Seine "Nachträge zur Flora des Mittelrhein-Gebietes" erschienen in acht Folgen von 1879 bis 1889 und enthalten "bezifferte Täfelchen" (Erläuterung bei HOFFMANN 1879: 4), welche Vorläufer der heute üblichen Raster-Verbreitungskarten darstellen. Das von Hoffmann bearbeitete "Mittelrhein-Gebiet" umfasst einen quadratischen Ausschnitt Deutschlands, zu dem ein großer Teil des heutigen Bundeslandes Hessen sowie Teile angrenzender Bundesländer gehören (Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz, Baden-Württemberg und Bayern, zudem in geringem Maße Saarland). Hoffmann unterteilte das Gebiet in 7 x 7 gleich große Rasterfelder, die jeweils einer Fläche von ungefähr 25 x 25 km entsprechen. Die "Nachträge" enthalten für etwa 580 Sippen Raster- Verbreitungskarten. Die erste Folge enthält nach einer Einleitung auch ein Ortsverzeichnis (S. 18-21) sowie ein "Systematisches Verzeichniß der aufgenommenen Arten" (S. 21-27). Die letzte Folge enthält ein "Schriften-Verzeichniß zur Flora des Mittelrhein-Gebietes (S. 23-32). Die Digitalisierung der entsprechenden Bände der Berichte der Oberhessischen Gesellschaft erfolgte im Rahmen des Projektes Biodiversity Heritage Library. Für das vorliegende Konvolut wurden die entsprechenden Bände heruntergeladen, die einzelnen Folgen der "Nachträge" wurden herausgeschnitten und zu einer einzigen PDF-Datei vereinigt.