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Vergleich ausgewählter Bewegungsabläufe beim Menschen in Abhängigkeit vom Alter und Körperbau
(2001)
Microarray transcript profiling and RNA interference are two new technologies crucial for large-scale gene function studies in multicellular eukaryotes. Both rely on sequence-specific hybridization between complementary nucleic acid strands, inciting us to create a collection of gene-specific sequence tags (GSTs) representing at least 21,500 Arabidopsis genes and which are compatible with both approaches. The GSTs were carefully selected to ensure that each of them shared no significant similarity with any other region in the Arabidopsis genome. They were synthesized by PCR amplification from genomic DNA. Spotted microarrays fabricated from the GSTs show good dynamic range, specificity, and sensitivity in transcript profiling experiments. The GSTs have also been transferred to bacterial plasmid vectors via recombinational cloning protocols. These cloned GSTs constitute the ideal starting point for a variety of functional approaches, including reverse genetics. We have subcloned GSTs on a large scale into vectors designed for gene silencing in plant cells. We show that in planta expression of GST hairpin RNA results in the expected phenotypes in silenced Arabidopsis lines. These versatile GST resources provide novel and powerful tools for functional genomics
Herbivore populations are commonly restricted by resource limitation, by predation or a combination of the two. Food supplement experiments are suitable for investigating the extent of food limitation at any given time. The main part of this study was performed in an extremely acidic lake (pH 2.7) where the food web consists of only a few components and potential food sources for herbivores are restricted to two flagellates. Life table experiments proved that Chlamydomonas was a suitable food source whereas Ochromonas was an unsuitable food source. The two flagellates and the two rotifers exhibit a pronounced vertical distribution pattern. In this study, a series of food supplement experiments were performed in order to: (1) quantify and compare potential resource limitation of two primary consumers (Cephalodella hoodi and Elosa worallii, Rotatoria) over time, (2) compare their response at different temperatures, (3) evaluate the effect of having an unsuitable food source alongside a valuable one, (4) estimate the effect of predation on rotifers by Heliozoa, and (5) compare the results with those from other acidic lakes. Additionally, the spatio- temporal population dynamics of both species were observed. The field data confirmed a vertical separation of the two species with E. worallii dominating in the upper water layers, and C. hoodi in the deeper, cooler water layers. The results from the food supplement experiments in which Chlamydomonas served as the supplemented suitable food source showed that the two rotifers were food limited in the epilimnion throughout the season to different extents, with Cephalodella being more severely food limited than Elosa. The experiments at different temperatures provided evidence that Elosa had a higher optimum temperature for growth than Cephalodella. When the unsuitable food algae Ochromonas was added alongside the suitable food source Chlamydomonas, C. hoodi was unaffected but E. worallii was negatively affected. Predation of Heliozoa on rotifers was observed but the total effect on the rotifer dynamics is probably low. The comparison with other lakes showed that resource limitation also occurred in one other lake, although to a lesser extent. Overall, the vertical separation of the two rotifers could be explained by both their differential extent of resource limitation and differential response to temperature.
Waldökosysteme unterliegen vielfältigen Einflüssen wie forstlicher Bewirtschaftung, Stickstoffdeposition, Veränderung des Grundwasserspiegels oder der Einwanderung invasiver Arten. Die Wiederholung historischer Vegetationsaufnahmen ist ein wichtiges Mittel, um Veränderungen der Pflanzengesellschaften zu dokumentieren und mögliche Hauptursachen (Treiber) zu bestimmen. Wir haben 2015 den Vegetationswandel auf 140 semi-permanenten Plots in Wirtschaftswäldern der Elbtalniederung im Nordostdeutschen Tiefland (Sachsen-Anhalt, Brandenburg) untersucht. Die Erstaufnahme erfolgte von 1956 bis 1963. Die Vegetationsaufnahmen decken ein fast einzigartig breites Spektrum unterschiedlicher Waldstandorte ab, das von Feuchtwäldern (Au-, Bruch- und Moorwäldern des Alnion incanae, Alnion glutinosae und Betulion pubescentis) über bodensaure Eichen-Mischwälder (Quercion roboris) bis hin zu bodensauren, meist trockenen Kiefernwäldern mit unterschiedlicher Nährstoffausstattung (Dicrano-Pinion) reicht.
Die Veränderungen der Vegetation haben wir mit Hilfe von Bestandesdaten, Gewinner- und Verliererarten, der α- und β -Diversität sowie der Ellenberg-Zeigerwerte für Stickstoff, Reaktion, Feuchte und Licht analysiert. Dabei wurden, anders als in den meisten bisherigen Wiederholungsuntersuchungen, auch Flächen berücksichtigt, auf denen bis zur Zweitaufnahme ein vollständiger Bestandeswechsel stattgefunden hatte.
Insbesondere in den Feuchtwäldern und den bodensauren Wäldern mit mäßig guter Nährstoffversorgung sind Wechsel der Hauptbaumarten zu verzeichnen; außerdem wurden viele Kiefernbestände zwischenzeitlich neu begründet. Die Artenzahl hat insgesamt und in fast allen Waldtypen abgenommen, die β-Diversität ist jedoch unverändert geblieben bzw. hat sich erhöht. Die Zeigerwerte deuten auf eine Abnahme der Bodenfeuchte in den Au-, Bruch-, und Moorwäldern hin, während insbesondere die bodensauren Kiefernwälder dunkler, nährstoffreicher und feuchter geworden sind. Die Anzahl der Verlierer-Arten ist mehr als doppelt so hoch wie die der Gewinner-Arten, jedoch mit unterschiedlicher Entwicklung in den einzelnen Waldtypen. Insbesondere die nassen und feuchten Wälder, die bodensauren Eichen-Mischwälder und die Flechten-Kiefernwälder haben die meisten ihrer charakteristischen Arten verloren.
Veränderungen der Vegetation in den Feuchtwäldern gehen v. a. auf lokal gesunkene Grundwasserspiegel und eine dadurch gestiegene Nährstoffverfügbarkeit zurück; die Artenzusammensetzung der Auwälder wurde zudem sehr stark durch forstliche Eingriffe beeinflusst. Ursachen für den Trend zu feuchteren und nährstoffreicheren Bedingungen in ehemals trockenen bodensauren Kiefern- und Eichenwäldern sind Stickstoffeinträge sowie eine Sukzession nach Aufgabe historischer Waldnutzungs-formen (Streunutzung, Waldweide). Obwohl sich die einzelnen Waldtypen unterschiedlich entwickelt haben, sind Eutrophierung, sinkende Grundwasserspiegel und Waldbaumaßnahmen insgesamt die wichtigsten Ursachen für die beobachteten Vegetationsveränderungen. Forstliche Eingriffe wie Kahlschlag und Bestandesumbau mit Baumartenwechsel sind zugleich die Hauptursache dafür, dass es trotz Nivellierung des Standortsgradienten, gemessen an der β-Diversität, nicht zu einer Homogenisierung der Vegetation gekommen ist.
The pyranopterin dithiolene (PDT) ligand is an integral component of the molybdenum cofactor (Moco) found in all molybdoenzymes with the sole exception of nitrogenase. However, the roles of the PDT in catalysis are still unknown. The PDT is believed to be bound to the proteins by an extensive hydrogen bonding network, and it has been suggested that these interactions may function to fine-tune Moco for electron- and atom-transfer reactivity in catalysis. Here, we use resonance Raman (rR) spectroscopy to probe Moco-protein interactions using heavy-atom congeners of lumazine, molecules that bind tightly to both wild-type xanthine dehydrogenase (wt-XDH) and its Q102G and Q197A variants following enzymatic hydroxylation to the corresponding violapterin product molecules. The resulting enzyme-product complexes possess intense near-IR absorption, allowing high-quality rR spectra to be collected on wt-XDH and the Q102G and Q197A variants. Small negative frequency shifts relative to wt-XDH are observed for the low-frequency Moco vibrations. These results are interpreted in the context of weak hydrogen-bonding and/or electrostatic interactions between Q102 and the -NH2 terminus of the PDT, and between Q197 and the terminal oxo of the Mo equivalent to O group. The Q102A, Q102G, Q197A, and Q197E variants do not appreciably affect the kinetic parameters k(red) and k(red)/K-D, indicating that a primary role for these glutamine residues is to stabilize and coordinate Moco in the active site of XO family enzymes but to not directly affect the catalytic throughput. Raman frequency shifts between wt-XDH and its Q102G variant suggest that the changes in the electron density at the Mo ion that accompany Mo oxidation during electron-transfer regeneration of the catalytically competent active site are manifest in distortions at the distant PDT amino terminus. This implies a primary role for the PDT as a conduit for facilitating enzymatic electron-transfer reactivity in xanthine oxidase family enzymes.