Research

Project Details:
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Funding: Ministerio de Educación & Ciencia, Spanien

Project Details:
Im auslaufenden Kooperationsprojekt werden verschiedene Aspekte der Fortpflanzungsbiologie dieser Insektengruppe untersucht. Der Schwerpunkt liegt auf der vergleichenden Populationsgenetik sexueller und parthenogenetischer Kleinlibellen mittels mitochondrialer and nukleärer genetischer Marker.

Cooperation Partners:

Dr. Adolfo Cordero Rivera, Universidad de Vigo

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 202.685 EUR

Project Details:
Insekten repräsentieren die mit Abstand erfolgreichste Tiergruppe auf der Erde. Die Entstehung von Bauplanmodifikationen und ökologischen Anpassungen erreicht hier eine konkurrenzlose Vielfalt. Jedoch sind die Richtungen evolutionärer Anpassungen in wichtigen Fällen unbekannt, da die Verwandtschaftsbeziehungen zwischen den Großgruppen (Infraklassen) ungeklärt sind. Das Forschungsvorhaben hat einen kombinierten Ansatz (i) einen großen Datensatz von molekular-genetischen Daten mittels der Next-Generation Sequenzierung zu erstellen und (ii) neue bioinformatische Software und Algorithmen zu entwickeln und zu testen, um die Datenanalyse zu verbessern und die Datenqualität abzuschätzen. Hierfür werden für entsprechende Schlüsseltaxa (Odonata. Ephemeroptera, Plecoptera, Dermaptera und Zoraptera) EST (Expressed Sequence Tags) Projekte durchgeführt, die neue Erkenntnisse zum Verständnis der Insektenphylogenie sowie der Entstehung von Bauplanmodifikationen liefern. Die Forschung ist Teil des DFG Schwerpunktprogramms "Deep Metazoan Phylogeny" und die generierten Datensätze sind nicht nur neue phylogenetische Ansätze zur Analyse der Pterygoten sondern auch integrativer Bestandteil vergleichender phylogenetischer Analysen für die (i) gesamten Arthropoden und (ii) folglich der Protostomiagruppen.

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Bernhard Misof, Museum Alexander König, Bonn

Prof. Dr. Johann W. Wägele, Museum Alexander König, Bonn

Prof. Dr. Thorsten Burmester, Universität Hamburg

Prof. Dr. Arndt von Haeseler, Universität Wien

Prof. Dr. Rob DeSalle, American Museum of Natural History, New York

Prof. Dr. Ola Fincke, University of Oklahoma

Dr. Richard Reinhard, MPI für Molekulare Genetik, Berlin

Funding: Industriekooperationen

Project Details:
Infektionen mit dem bovinen Lungenwurm rufen eine sechs bis zwölf Monate andauernde protektive Immunität hervor. Daher wären Rinder durch eine Vakzinierung über die gesamte Weidesaison hinweg vor klinischen Erkrankungen geschützt. Ziel dieses Projektes ist es, einen Impfstoff anhand verschiedener rekombinant exprimierter Lungenwurmproteine zu entwickeln. Immunisierungsversuche begleitet von serologischen Untersuchungen sollen zum Nachweis der Wirksamkeit einer solchen Spaltvakzine dienen.

Project Details:
Kannibalisierungen in Legehennenherden können ein erhebliches Tierschutzproblem darstellen. Als Ursachen für dieses Verhalten werden Stress durch Überforderung der sozialen Anpassungsstrategien in großen Herden, umorientiertes Nahrungssuchverhalten in reizarmen Aufzuchtbedingungen und züchterische Fehlentwicklungen diskutiert.
Demgegenüber folgt das Projekt einer vergleichsweise einfachen behaviouristischen Arbeitshypothese. Bepicken wird als das Resultat eines überschwelligen optischen Reizes verstanden und wird durch die Aufnahme von Gewebe des verletzten Tieres belohnt und verstärkt.
In einer ersten Version zur rechnergestützten Simulation des Kannibalisierungsverhaltens (Forschungsvorhaben 2004) wurde das Haltungssystem als zweidimensionales unstrukturiertes, rechteckiges Feld simuliert.
Die Erfahrungen mit der ersten Software waren vielversprechend. Schwächen bestanden in der Einbeziehung der Effekte einer stärkeren Strukturierung wie sie bei Volierenhaltungen oder neuen angereicherten Käfighaltungen vorliegt.
Für die Weiterentwicklung wurden darum die dreidimensionalen Abmessungen zweier handelsüblicher Käfigsysteme für 40 und 60 Hennen (Eurovent der Fa. Big Dutchman) in die Simulation übernommen. Auch wurden die Lernalgorithmen durch Nutzung eines Fuzzy Classifier Systems effizienter als im Vorgängermodul gestaltet. Insgesamt konnte die Realitätsnähe des simulierten Tierverhaltens verbessert werden. Eine rudimentäre Statistik der Simulationsergebnisse wird in Excel-Tabellen abgelegt. (Realisierung: Diplomarbeit Inken von Richthofen)
Die weiteren Arbeiten zielen darauf ab, die Realitätsnähe der Simulation durch den Abgleich mit Beobachtungsdaten aus dem Dissertationsvorhaben von Tierärztin Rebecca Neff zu belegen. Gleichzeitig wird an weiteren Verbesserungen am Fuzzy Classifier System gearbeitet, um die Simulation um weitere Verhaltensmuster zu ergänzen.

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Ing. Christian Müller-Schloer

Dipl. Ing. Fabian Rochner

Universität Hannover / Institut für System Engeniering / Fachgebiet System- und Rechnerarchitektur

Funding: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten, 50.000 EUR

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Das Forschungsvorhaben hat zum Ziel den Komplex der Osteochondrose beim Süddeutschen Kaltblut populations- und molekulargenetisch aufzuklären, da bisher noch keine vergleichbaren Studien durchgeführt wurden. Anhand der röntgenologischen Untersuchungsbefunde von 167 jungen Süddeutschen Kaltblutpferden wurde eine Prävalenz von 68% für OC in Fessel- und Sprunggelenken ermittelt, wovon 32% der Tiere eine isolierte Verschattung, d.h. einen OCD-Befund in einem der Gelenke aufwiesen. Für OC in Fessel- und Sprunggelenken konnte eine Heritabilität von h² = 0,41 geschätzt werden.
Mit Hilfe eines hochpolymorphen Markersets mit insgesamt 246 Mikrosatelliten wurden auf 16 equinen Chromosomen Quantitative Trait Loci (QTL) für OC gefunden. Einige QTL sind ausschließlich mit dem Auftreten von OC im Fesselgelenk gekoppelt, andere hingegen nur mit OC im Sprunggelenk. Dies deutet daraufhin, dass möglicherweise unterschiedliche Gene auf verschiedenen Pferdechromosomen für die Entwicklung von OC in den verschiedenen Gelenken verantwortlich sind.
Nachdem alle beim Pferd verfügbaren Marker in den QTL-Regionen genotypisiert wurden, sollen nun neue genetische Marker (SNPs) entwickelt werden. Für zwei Regionen konnten signifikant assoziierte SNPs entwickelt werden. Mittels der SNP-Genotypen kann das Risiko für einen Teil der OC-Fälle bereits beim Fohlen bestimmt werden. Langfristiges Ziel ist es, die meisten für die Entstehung von OC verantwortlichen Gene zu identifizieren, um dann direkte Gentests für OC beim Pferd entwickeln zu können.

Results:

The candidate gene XIRP2 at a quantitative gene locus on equine chromosome 18 associated with osteochondrosis in fetlock and hock joints of South German Coldblood horses.

Wittwer C, Hamann H, Distl O.

J Hered. 2009 Jul-Aug;100(4):481-6. doi: 10.1093/jhered/esp006.

 

Associations between candidate gene markers at a quantitative trait locus on equine chromosome 4 responsible for osteochondrosis dissecans in fetlock joints of South German Coldblood horses.

Wittwer C, Dierks C, Hamann H, Distl O.

J Hered. 2008 Mar-Apr;99(2):125-9. doi: 10.1093/jhered/esm106

 

Genetic parameters for the prevalence of osteochondrosis in the limb joints of South German Coldblood horses.

Wittwer C, Hamann H, Rosenberger E, Distl O.

J Anim Breed Genet. 2007 Oct;124(5):302-7.

 

Mapping quantitative trait loci for osteochondrosis in fetlock and hock joints and palmar/plantar osseus fragments in fetlock joints of South German Coldblood horses.

Wittwer C, Löhring K, Drögemüller C, Hamann H, Rosenberger E, Distl O.

Anim Genet. 2007 Aug;38(4):350-7.

 

Prevalence of osteochondrosis in the limb joints of South German Coldblood horses.

Wittwer C, Hamann H, Rosenberger E, Distl O.

J Vet Med A Physiol Pathol Clin Med. 2006 Dec;53(10):531-9.

Cooperation Partners:

Landesanstalt für Landwirtschaft Grub/Poing, Institut für Tierzucht

Funding: BMBF, 155.495 EUR

Project Details:
Libellen zeigen in den Tropen ihre höchste Diversität und eignen sich aufgrund ihres komplexen aquatisch-terrestrischen Lebenszyklus und ihrer spezifischen Habitatpräferenz hervorragend als Indikatororganismen für Gewässerqualitäten im (als Larven) und außerhalb des Wassers (als Adulte). Im Rahmen des BMBF Projektes BIOTA Süd beschäftigen wir uns mit der Populationsgenetik und Phylogenie ausgewählter Libellenarten im südlichen Afrika. Hierbei steht die Erfassung von genetischen Diversitäten, Populationsstrukturen und Dynamiken sowie Untersuchungen zur historischen und aktuellen Artbildung im Vordergrund. Eine Studie im ariden Namibia liefert z.B. erstmalig Einblicke in die Verhaltens- und Ausbreitungsstrategien eines in der Wüste lebenden und an Gewässer gebundenen Insekts. Unter Einbeziehung von genetischen, morphologischen und ökologischen Daten konnten desweiteren zwei neue Libellenarten entdeckt und beschrieben werden. Diese zwei neuen Arten sind zueinander kryptisch, das heißt morphologisch identisch. Unter Anwendung des taxonomischen Zirkels konnten die beiden Arten aber sicher von ihrer ursprünglichen Art abgegrenzt und somit entdeckt werden.

Funding: Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) und Eigenmittel

Project Details:
Die für das molekularen "Räderwerk" der inneren Uhr von Säugetieren wichtigen Gene werden nicht nur in der Zentraluhr, den suprachiasmatischen Nuclei (SCN) des Hypothalamus exprimiert, sondern auch in peripheren Organen, wie Herz, Lunge, Leber und Nieren. Untersucht werden soll wie die zentrale Uhr und die peripheren Oszillatoren miteinander synchronisiert werden und wie dadurch insbesondere der Energiestoffwechsel von Dsungarischen Zwerghamstern (Phodopus sungorus) im Tages- und Jahresverlauf reguliert wird.

Cooperation Partners:

Prof. Andrew Loudon, University of Manchester; England

Dr. Hugh Piggins, University of Manchester; England

Project Details:
Die in ganz Deutschland verbreitete Zecke Ixodes ricinus (gemeiner Holzbock) und andere Arten der Gattung Ixodes können mit verschiedenen durch sie übertragenen Krankheitserregern infiziert sein. Besondere Bedeutung haben dabei unter anderen die zu den Spirochäten gehörenden Bakterien der Gattung Borrelia erlangt. Diese, genauer gesagt der Borrelia burgdorferi sensu lato-Komplex sowie B. spielmanii, stellen nämlich die Erreger der Borreliose dar. Zum Nachweis einer Borrelien-Infektion der Zecke und damit einer möglichen Infektion des von der Zecke besaugten Wirtes (Mensch oder Tier) ist die quantitative real-time PCR (qPCR) eine äußerst sensitive und spezifische Diagnostikmethode. Die bislang durchgeführte qPCR zur Detektion von ITS-Gensequenzen der Borrelien liefert im Falle positiver Proben verlässliche Ergebnisse. Bei negativen Proben hingegen kann keine absolut verifizierte Aussage hinsichtlich des Infektionsstatus getroffen werden, da von einem Gelingen der vorangehenden DNA-Isolation von nicht sicher ausgegangen werden kann. Durch die Entwicklung einer Duplex-qPCR soll in diesem Forschungsprojekt deshalb nicht nur Borrelien-DNA, sondern gleichzeitig auch Zecken-DNA detektiert werden, um bei negativen Proben ein Misslingen der zuvor erfolgten DNA-Isolation ausschließen zu können. Dazu müssen zunächst geeignete Primer-Sonden-Kombinationen für den DNA-Nachweis der in Deutschland vorkommenden Zecken der Gattung Ixodes (I. ricinus, I. canisuga und I. hexagonus) konzipiert werden. Im nächsten Schritt soll dann die Duplex-qPCR zum gleichzeitigen Nachweis von Borrelien- und Zecken-DNA in einem Reaktionsgefäß etabliert werde

Project Details:
Das obligat intrazelluläre Bakterium Anaplasma phagocytophilum wird durch Zecken der Art Ixodes ricinus übertragen. Es vermehrt sich in neutrophilen Granulozyten des Wirtes und verursacht die granulozytäre Anaplasmose bei Menschen, Hunden, Katzen, Pferden, Rindern und Schafen (bei letzteren auch als Zecken- oder Weidefieber bezeichnet), die sowohl klinisch apparent als auch subklinisch verlaufen kann. Die bisher in Mittel- und Süddeutschland (Thüringen, Baden-Württemberg und Bayern) durchgeführten Untersuchungen an I. ricinus ergaben A. phagocytophilum-Befallsraten von 1,0 - 4,5 %. In diesem Forschungsprojekt soll mit Hilfe der real-time PCR, bei welcher das 16S RNA-Gen sowie das major surface protein 2 (msp-2)-Gen des Bakteriums amplifiziert wird, die A. phagocytophilum-Infektionsrate von I. ricinus im Raum Hannover ermittelt werden. Des Weiteren soll untersucht werden, ob ein Zusammenhang zwischen der Infektion mit A. phagocytophilum und pathogenen Borrelien besteht.