Kurzbeschreibung
Next to the structural characterization, electron microscopy allows the identification and mapping of the elemental composition in sample materials with high precision. Energy dispersive X-ray  spectroscopy (EDX) and electron energy loss spectroscopy (EELS) are widely applied in electron microscopy to deduce information on the sample composition, e.g. on the presence and distribution of phosphorus, by interactions with the incident beam electrons. The seminar will introduce the background and potential of these analytical methods in scanning- and transmission electron microscopy (SEM / TEM) on biological samples as well as in material science applications. Requirements for sample preparation will be discussed along with examples of such analyses from recent research projects and future perspectives for analytical electron microscopy using high resolution TEM.

Datum/Uhrzeit
15.10.2020 / 15:00 Uhr - ca. 16:30 Uhr (inkl. Fragen)

Referent
PD Dr. sc. nat. Marcus Frank (Universitätsmedizin Rostock, Medizinische Biologie und Elektronenmikroskopisches Zentrum)

Kurssprache
Deutsch / Folien auf Englisch

Teilnahmegebühr
kostenfrei

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Kurzbeschreibung
Phosphat (P) ist einer der drei Hauptnährstoffe im Pflanzenbau und gelangt vor allem in Form mineralischer Düngemitteln aus Rohphosphaten oder auch organisches Düngemittel z.B. als Gülle oder Gärreste in den Boden. Nach der Düngung verringert sich relativ schnell die P-Löslichkeit und damit auch der Anteil des pflanzenverfügbaren Ps, was mit der Zeit zu einer regionalen P-Akkumulation in Böden führen kann. Für ein nachhaltiges P-Management ist es daher notwendig, die Dynamik von P-Transformationsprozessen im System Boden Pflanze besser zu verstehen. Die Komplexität der P-Transformationsprozesse im Boden (Sorption/Desorption, Fixierung, Diffusion) erschwert sowohl die Bestimmung aller Einflussfaktoren in ihrer Gesamtheit als auch die selektive analytische Trennung der einzelnen Prozesse. Einen wichtigen Einfluss auf die Ad- und Desorptionsprozesse von P im Boden haben pedogene Al- und Fe-(hydr)oxide. In diesem Vortrag sollen u.a. aktuelle Erkenntnisse aus der Forschung zu den Wechselwirkungen zwischen Phosphat und den pedogenen Oxiden vorgestellt werden.

Datum/Uhrzeit
29.10.2020 / 15:00 Uhr - ca. 16:30 Uhr (inkl. Fragen)

Referent
apl. Prof. Dr. Dirk Freese (BTU Cottbus-Senftenberg)

Kurssprache
Deutsch / Folien auf Englisch

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kostenfrei

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Kurzbeschreibung
Ausgehend von einem modellhaften Bild der im Boden wie auch in anderen Umweltmedien, wie z. B. Sedimenten, vorkommenden P-Verbindungen und den traditionellen nasschemischen Methoden zur Bestimmung und Abschätzung der Poolgrößen, werden die Herausforderungen an weitergehende Analyseverfahren formuliert. Es werden dann für die Methoden "31P NMR" und "P XANES" kurz die physikalischen Grundlagen und gerätetechnischen Realisationen dieser Methoden aus Anwendersicht dargelegt. Gleichfalls sehr praktisch von einem Anwenderstandpunkt aus werden Auswerteverfahren und Aussagemöglichkeiten anhand von aktuellen Forschungsbeispielen gezeigt. Schließlich werden auch Probleme und Begrenzungen dieser Methoden aufgezeigt. Der ganze Vortrag orientiert darauf, den Einstieg in diese Methoden ohne vorherige tiefgehende physikalisch-chemische Grundkenntnisse der Methodenprinzipien zu erleichtern.

Datum/Uhrzeit
26.11.2020 / 15:00 Uhr - ca. 16:30 Uhr (inkl. Fragen)

Referent
Prof. Dr. agr. habil. Peter Leinweber (Universität Rostock)

Kurssprache
Deutsch / Folien auf Englisch

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kostenfrei

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Kurzbeschreibung
Die P-Versorgung der meisten Pflanzenarten, inklusive der meisten landwirtschaftlichen Nutzpflanzen, erfolgt mindestens anteilig, häufig dominant symbiontisch über die Vergesellschaftung mit Pilzen unter Ausbildung von Mykorrhizierung. Gleichzeitig verknüpfen Mykorrhizapilzhyphen die Wurzeln mit in der P-Mobilisierung wirksamen Bodenbakterien über den Wurzelraum hinaus. P-Düngung reduziert sowohl die Ausbildung von Mykorrhizierung als auch ihre Wirksamkeit für die Wirtspflanze, da sich nach Düngung die Eigenversorgung der Pflanze auf Kosten der symbiontischen P-Zufuhr erhöht. Die gegenwärtig angestrebte Reduktion der P-Düngung führt im Umkehrschluss zu einer künftig steigenden Bedeutung der symbiontischen P-Versorgung landwirtschaftlicher Nutzpflanzen. Die mikrobielle, in wesentlichen Teilen pilzliche, Biomasse des Bodens stellt einen wichtigen labilen P-Pool im P-Kreislauf dar. Sie wirkt der P-Auswaschung entgegen und speichert P in leicht pflanzenverfügbaren Bindungsformen. Der Vortrag vermittelt Informationen über aktuelle Ergebnisse der Mykorrhizaforschung und über die Potenziale und Grenzen der Nutzung von Mykorrhizierung im landwirtschaftlichen Pflanzenbau.

Datum/Uhrzeit
10.12.2020 / 15:00 Uhr - ca. 16:30 Uhr (inkl. Fragen)

Referent
apl. Prof. Dr. agr. habil. Christel Baum (Universität Rostock)

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Deutsch / Folien auf Englisch

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kostenfrei

Kurzbeschreibung
Politische Maßnahmen sind erforderlich, um eine vernünftigere Nutzung von Phosphor zu etablieren, einschließlich einer höheren Effizienz und eines stärkeren Fokus auf die Kreislaufwirtschaft. Klassische ordnungspolitische Maßnahmen, die auf einzelne Handlungen abzielen - der Command-and-Control-Ansatz - werden jedoch allein nicht ausreichen, um Ressourcen- und Umweltprobleme anzugehen, da Phosphorprobleme eher als Mengenprobleme zu betrachten sind - und nicht als ein Problem einzelner Handlungen, Anlagen oder Gebiete. Ökonomische Instrumente sind dagegen geeignet, um Vollzugsdefizite, Rebound- und Verlagerungseffekte zu verhindern und das Recycling bei sinkendem Phosphorverbrauch zu fördern. Diese Instrumente der Mengensteuerung würden auch helfen, mehrere andere Umweltprobleme im Zusammenhang mit der Landnutzung wie gestörte Nährstoffkreisläufe, Verlust der biologischen Vielfalt, Klimawandel, Boden-, Luft- und Wasserverschmutzung auf einmal anzugehen. Dies liegt daran, dass sie wichtige Treiber für verschiedene Herausforderungen wie Viehzuchtprodukte, fossile Brennstoffe - und als zusätzliches Instrument vielleicht auch Phosphor direkt ansprechen können.

Datum/Uhrzeit
14.01.2021 / 15:00 Uhr - ca. 16:30 Uhr (inkl. Fragen)

Referent
Prof. Dr. Dr. Felix Ekardt (Forschungsstelle Nachhaltigkeit und Klimapolitik und Universität Rostock)

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Deutsch / Folien auf Englisch

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(Passwort: governance)

Kurzbeschreibung
Niedertemperaturplasmen werden seit langer Zeit erfolgreich in vielfältigen industriellen Prozessen angewendet. Die physikalischen Eigenschaften, hinsichtlich des moderaten thermischen Energieeintrages sowie die Präsens von chemisch hochreaktiven Spezies von bzw. in Entladungen ermöglichen unterschiedliche Ansätze auch im landwirtschaftlichen Umfeld. Es werden Forschungsaktivitäten zur Wirkung von Plasmen auf Mikroorganismen, auf Biomasse sowie auf unterschiedlich kontaminierte Substrate wie Abwässer oder Nahrungsmittel gezeigt.

Datum/Uhrzeit
28.01.2021 / 15:00 Uhr - ca. 16:30 Uhr (inkl. Fragen)

Referent
Dr. Volker Brüser (Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie)

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Deutsch / Folien auf Englisch

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Kurzbeschreibung
Bakterien spielen eine zentrale Rolle für die Umsetzung und Speicherung von P im Boden. Sie sind in die Mineralisierung von organischem P, der Solubilisierung von inorganischem P und deren Speicherung in der mikrobiellen Biomasse involviert. Basierend auf Untersuchungen mit kultivierbaren Bakterien weiß man, dass verschiedene Prozesse bei P Mangel gezielt induziert werden können. Allerdings zählen dazu nur ca. 1% der Mikroorganismen, so dass kultivierungsunabhängige Methoden nötig sind, um die Gesamtheit der Prozesse besser zu verstehen sowie die Umweltfaktoren, die die Abundanz und Identität der Schlüsselorganismen bestimmen. Zu diesem Zweck haben wir einen sequenzierungsbasierten, metagenomischen Ansatz etabliert, dieser erfasst die Gesamtheit des Mikrobioms im Boden. Die erhaltenen Sequenzen können den einzelnen Prozessen und Mikroorganismen mittels bioinformatischer Verfahren zugeordnet werden. Basierend auf diesem methodischen Ansatz haben wir gelernt, dass 1.) der P-Gehalt im Boden bestimmt, ob P aus der Biomasse recycelt wird oder aus den vorhandenen Bodenressourcen mobilisiert wird, 2.) dass P- und N-Kreislauf eng verknüpft sind und oft von denselben Mikroorganismen durchgeführt wird und 3.) dass Mikroorganismen, die in geringer Abundanz im Boden vorhanden sind, trotzdem eine entscheidende Rolle bei der P-Umsetzung im Boden spielen. Im Rahmen des Vortrages werden sowohl die methodischen Hintergründe der Metagenomanalyse zur Beschreibung des bakteriellen P-Kreislaufes als auch darauf basierende Erkenntnisse erläutert. 

Datum/Uhrzeit
11.02.2021 / 14:00 Uhr - ca. 15:30 Uhr (inkl. Fragen)

Referent
Dr. rer. nat. Stefanie Schulz (Helmholtz Zentrum München)

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Deutsch / Folien auf Englisch

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Kurzbeschreibung
Um die Phosphor (P)-Effizienz bei monogastrischen Tieren wie Schweinen und Geflügel zu erhöhen, muss die genetische und physiologische Grundlage des P-Stoffwechsels auf molekularer, zellulärer, organismischer und mikrobiologischer Ebene besser verstanden werden. In intra- und interzellulären Körperflüssigkeiten ist P meist in Form von Phosphatanionen vorhanden (PO₄^3-, HPO₄^2-, H₂PO₄^–), die die verschiedenen biologischen Funktionen des Phosphors im Organismus erfüllen. P ist für alle biologischen Prozesse essentiell, da er Schlüsselfunktionen im Stoffwechsel und in zellulären Signalwegen einnimmt. So sind P-Verbindungen Bestandteil der DNA- und RNA-Moleküle und damit Teil der Trägersubstanz der Erbinformationen aller Lebewesen. Besondere Bedeutung kommt der P-Versorgung im Rahmen der Skelettentwicklung zu. Zudem spielen Adenosindiphosphat (ADP) und Adenosintriphosphat (ATP) eine entscheidende Rolle beim Energiestoffwechsel der Zellen. Durch Wachstum und physiologischen turn-over scheidet der Organismus P aus, welches kontinuierlich durch eine bedarfsdeckende Ernährung ersetzt werden muss. Aus diesen Gründen muss P in ausreichender Menge mit der Nahrung zugeführt werden. Die Aufrechterhaltung dieses P-Gleichgewichtszustandes durch endogene Regulationsprozesse wird als P-Homöostase bezeichnet und dient der Gewährleistung von Wachstum und Stoffwechselgesundheit. Assoziierte Stoffwechselprozesse umfassen die Integration von Nebenschilddrüsen, Darm, Nieren und Knochen. Eine P-Effizienz erfordert eine hohe P-Absorption im Darm, eine ausreichende P-Speicherung im Skelett und eine geringe P-Ausscheidung. Die beteiligten Mechanismen sind eng mit dem Calciumstoffwechsel verknüpft. Die tierindividuellen Unterschiede im P-Haushalt und die Verbesserung der P-Effizienz hängen von verschiedenen Faktoren wie (Epi)Genetik, P-Verdaulichkeit, Hormonstatus und Transkriptionsraten ab. Eine gesteigerte P-Effizienz impliziert demnach endokrine und transkriptionelle Regelkreise, deren biologische Relevanz Thema weiterführender Forschungsarbeiten ist.

Datum/Uhrzeit
11.03.2021 / 15:00 Uhr - ca. 16:30 Uhr (inkl. Fragen)

Referent
Dr. troph. Michael Oster (Leibniz-Institut für Nutztierbiologie (FBN))

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Kurzbeschreibung

P-Effizienz-Mechanismen, innerartliche Variabilität und die Bedeutung wilder Verwandter

Die Groß Lüsewitzer Kartoffel-Sortimente sammeln, erhalten und erforschen pflanzengenetische Ressourcen der Kultur- und Wildkartoffeln. Mit mehr als 6000 Sammelmustern (Akzessionen) sind die GLKS die zweit größte Kartoffelsammlung im europäischen Kooperationsprogramm für Pflanzengenetische Ressourcen (ECPGR). Die genetischen Ressourcen der Kartoffel unterscheiden sich deutlich bezüglich verschiedenster Eigenschaften wie Knollenform und -farbe, Krankheitsresistenz oder Inhaltsstoffe. Somit ist auch eine hohe Variabilität bezüglich der Nährstoffeffizienz zu erwarten. Insbesondere alte Kultursorten der Kartoffel und züchterisch kaum bearbeitete Landrassen aus der Andenregion können ein bisher wenig genutztes, aber hohes (Diversitäts-)Potenzial aufweisen. Dieses Seminar geht auf die Bedeutung einer ausreichenden P-Versorgung bei der Kulturkartoffel für Knollenbildung und -qualität ein, beschäftigt sich mit den Mechanismen der P-Effizienz bei Kulturpflanzen und deren Variabilität bei der Kulturkartoffel und stellt die Bedeutung ihrer wilden Verwandten für die züchterische Verbesserung der P-Effizienz vor.

25.03.2021 / 15:00 Uhr - ca. 16:30 Uhr (inkl. Fragen)

Referent
Dr. Silvia Bachmann-Pfabe (Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK))

Kurssprache
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Teilnahmegebühr
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