In the last decades river flooding has produced immense economical and ecological damages in Germany. Therefore, disaster management aims at detecting vulnerabilities and capacities in order to reduce flood disaster risk. ...

In this thesis, the concept of satellite formation flight (SFF) is studied by means of simulated satellite observations. With various formation types enabling inter-satellite measurements in various directions (e.g. ...

The assessment of social vulnerability unveils hidden weaknesses and strengths of the human society towards a certain stressor or hazard. In this study, vulnerability is analysed in its relation to the hazard posed by extreme river-floods. The study starts with an assessment of the varying impacts that river-floods typically produce in Germany. Severe cases of floods of the rivers Danube in 2002, the river Elbe in 2002 and 2006 and at the river Rhine in 1993 and 1995 affected large areas in Germany. The review of the published research reveals that few studies have tackled hidden issues of flood risk like social vulnerability here. <br /> At the county level, this study develops a pilot approach on how to identify and compare social vulnerability along river-channels in Germany. The concept enables later cross-validation with data and studies from other sources and other spatial levels. The theoretical foundation of this vulnerability assessment is the base-line for the methodological development of the vulnerability indicators which capture the exposure, susceptibility and capacities of social groups concerning river-floods.<br /> One important cornerstone of this study is a Social Susceptibility Index (SSI) map based on population characteristics for counties in Germany. This map is based on a composite index of three main indicators for social susceptibility in Germany - fragility, socio-economic conditions and regional conditions. These indicators have been identified by a factor analysis of selected demographic variables obtained from the Federal Statistical Office. Therefore, these indicators can be updated annually based on a reliable data source. <br /> The influence of the susceptibility patterns on disaster outcome is shown by an independent second data set of a real case event. It comprises a survey of flood-affected households in three federal states. By using logistic regression, it is demonstrated that the theoretically presumed indications of susceptibility are correct and that the indicators are valid. It is shown that indeed certain social groups like the elderly, the financially weak or the urban residents are susceptible groups. Additionally, the Social and Infrastructure Flood Vulnerability Index (SIFVI) map combines both social and infrastructure vulnerability as well as flood exposure scenarios and demonstrates the integration of hazard and vulnerability information. The SIFVI map is thus the first comprehensive map of its kind for Germany that identifies vulnerable counties and delivers validation. As part of the DISFLOOD project, this study is furthermore an example of how theoretically and methodologically a multi-disciplinary research can be carried out....
<strong>Abschätzung von sozialer Verwundbarkeit für Flusshochwasser in Deutschland</strong><br /> Die Abschätzung von sozialer Verwundbarkeit hat zum Ziel, potentielle Schwächen und Stärken der Gesellschaft gegenüber einem bestimmten Hazard, hier Hochwasser an Flüssen, aufzudecken. Die Studie beginnt mit einem Überblick über typische Auswirkungen von Hochwasser an Flussläufen in Deutschland. Hochwasser schweren Ausmaßes traten zuletzt an der Donau 2002, an der Elbe 2002 und 2006 und am Rhein 1993 und 1995 auf. Die Auswertung wissenschaftlicher Studien zeigt, dass nur wenige Ansätze bislang hierzu existieren, die soziale Verwundbarkeit behandeln.<br /> Die vorliegende Arbeit ist eine Pilotstudie darüber, wie soziale Verwundbarkeit auf Landkreisebene für ganze Flussläufe in Deutschland erkannt und verglichen werden kann. Das Konzept ermöglicht unter anderem eine spätere Kreuzvalidierung mit Quellen und Studien auf anderen räumlichen Ebenen. Das theoretische Konzept der Verwundbarkeitsabschätzung ist der Unterbau für eine Entwicklung von Verwundbarkeits-Indikatoren, welche die Exponiertheit, Anfälligkeit und Kapazitäten sozialer Gruppen gegenüber Hochwasser erfassen.  <br /> Ein Hauptbestandteil dieser Studie ist eine Karte der sozialen Anfälligkeit für Landkreise in Deutschland, welche aufgrund von statistisch erfassten Bevölkerungsmerkmalen erstellt wurde.  Diese Karte basiert auf drei Hauptindikatoren, welche für soziale Anfälligkeit in Deutschland identifiziert werden – Fragilität, sozio-ökonomische Bedingungen und regionale Bedingungen. Diese Indikatoren stammen aus einer Faktorenanalyse demographischer Daten des Statistischen Bundesamtes und können jährlich aktualisiert werden. <br /> Die Muster, die durch die Faktorenanalyse aufgedeckt werden, konnten mittels logistischer Regression aufgrund einer unabhängigen Datenbasis für einen realen Hochwasserkatastrophenfall bestätigt werden. Dieser unabhängige zweite Datensatz besteht aus einer Befragung betroffener Haushalte in drei Bundesländern. Die Ergebnisse zeigen, dass in der Tat bestimmte soziale Gruppen wie etwa die Älteren, die finanziell Schwächergestellten oder Stadteinwohner anfälliger sind. Ein kombinierter Index für Soziale Verwundbarkeit und die Verwundbarkeit von Infrastruktur gegenüber Hochwasser zeigt die Integrationsfähigkeit von Hazard- und Verwundbarkeitsinformationen auf. Als Teil des multidisziplinären Projekts DISFLOOD wird hiermit die erste validierte Karte sozialer Verwundbarkeit auf Landkreisebene in Deutschland vorgestellt....

Die Extraktion von Schwerefeldinformation aus den Bahnverfolgungsdaten von Satelliten gehört zu den frühesten wissenschaftlichen Anwendungen der Weltraumtechnik. Die Ausrüstung von Satelliten mit GPS-Empfängern hat hier ...

Mit der in den letzten Jahren deutlich angestiegenen Zahl von Flugbewegungen und der engen räumlichen Verzahnung zwischen Flughafenstandorten und Siedlungsflächen werden die Diskussionen über negative Auswirkungen von ...

Geodetic VLBI delivers baseline length and Earth orientation parameter measurements, which offer the most viable and precise way to study Earth crustal and core dynamics and to support space navigation. The precision of ...

The bi-directional communication between the oocyte and its companion cumulus cells (CCs) is crucial for development and functions of both cell types. The objectives of this study were to identify transcripts that are ...

The biocontrol activity of mutualistic endophytic fungi inoculated into the rhizosphere on the root-knot nematode Meloidogyne incognita and the phloem-feeding insects: Trialeurodes vaporariorum (Westwood) the green house whitefly (GHWF), Aphis gossypii (Glover) the melon aphid, and Myzus persicae (Sulzer) the green peach aphid were investigated on host plants in two plant families. <br />Fusarium oxysporum strain 162 (Fo162) was successfully re-isolated from the roots of squash, melon and pepper, 27.8, 27.4 and 28.8 percent respectively, following endophyte pre-inoculation at sowing. The results showed for the first time that Fo162 was able to effectively colonize these three new host plants. Early root penetration of M. incognita was reduced 83, 70 and 73 percent in the three plants, respectively. In the absence of Fo162, the level of nematode galling was significantly higher in all crops compared to the rate of galling on endophyte inoculated plants. Organic matter amendments did not affect the biological control activity of Fo162. Strain Fo162 as well as five other endophytic isolates with known biological control activity toward plant-parasitic nematodes, were investigated for their potential to induce systemic effects against the GHWF on tomato. The endophytic isolates of Trichoderma atroviride MT-20 and S-2 as well as Fo162 added to the soil at sowing significantly reduced the number of GHWF on the leaves of tomato over the controls in a choice-test as measured over a 10 day period after insect release. The highest level of biocontrol activity was obtained with Fo162. The endophytic fungi did not alter chlorophyll content of the tomato leaves, which was thought to have influenced host selection behaviour. The choice-test also demonstrated that Fo162 negatively affected GHWF behaviour on tomato, squash, and melon at the time of host selection and oviposition. 79 and 74 percent of the adults and eggs detected on the tomato leaves were found on untreated plants, whereas on squash and melon plants the presence of Fo162 reduced host preference of the GHWF equally 80 percent. Significant negative effects of Fo162 on T. vaporariorum reproduction in tomato, A. gossypii in melon and squash as well as on M. persicae in pepper were also detected. Tomato plants treated with Fo162 had a reduced number of 2^nd and 3^rd nymphal stages and total eggs that were able to complete their life cycle. In squash there was a significant negative effect on the reproductive rate of the melon aphid and in Fo162 treated plants as compared to the control plants. Pepper plants inoculated with Fo162 also had a negative effect on the reproduction of the green peach aphid. Final populations only reached 15% on treated plants of that attained on the untreated plants. RP-HPLC analysis demonstrated that tomato, squash, melon and pepper plants colonized by Fo162 had altered concentrations of metabolite accumulation both in the presence and in the absence of the phloem-feeding insects. Metabolite accumulation in the presence of the phloem-feeding insect populations increased and was negatively correlated with different developmental stages of T. vaporariorum. The results of the present studies demonstrated that the mutualistic fungal endophytes are able to induce systematic resistance in host plants when applied to the soil at sowing. Endophytic root colonization enhanced systemically plant defence mechanisms simultaneously against the root-knot nematode M. incognita in the roots and toward phloem-feeding insects in the leaves....
<strong>Systemische Aktivität von mutualistisch endophytischen Pilzen in Solanaceaen und Cucurbitaceaen Pflanzen auf das Verhalten der Phloem-ernährenden Insekten Trialeurodes vaporariorum, Aphis gossypii und Myzus persicae</strong><br /> Die biologische Kontrollaktivität von mutualistischen endophytischen Pilzen, inokuliert in die Rhizosphäre, gegen den Wurzelgallennematoden Meloidogyne incognita und die Phloem-ernährenden Insekten, Weiße Fliege (GHWG) Trialeurodes vaporariorum (Westwood), die Blattlaus Aphis gossypii (Glover) und die grüne Pfirsich Blattlaus Myzus persicae (Sulzer) wurde an Pflanzen aus zwei Familien untersucht.<br />Fusarium oxysporum Stamm 162 (Fo162) wurde erfolgreich von Gurke, Melone und Paprika re-isoliert, mit Kolonisationsraten von jeweils 27,8%, 27,41% und 28,84%. Diese Ergebnisse zeigten zum ersten mal, dass Fo162 effektiv die Wurzeln von diesen Kulturpflanzen kolonisieren konnte. Die frühe Wurzeleindringung von M. incognita wurde im Vergleich zur Kontrollvariante jeweils in jeder Kulturpflanze um 83%, 70% und 73% reduziert. In Abwesenheit von Fo162 war die Gallenbildung durch die Nematoden signifikant höher als in inokulierten Pflanzen. Die Stärke der biologischen Kontrolle wurde nicht durch organische Bestandteile im Boden beeinflusst. Stamm Fo162 und fünf weitere endophytische Isolate mit bekannter biologischer Kontrollaktivität gegen pflanzenparasitäre Nematoden wurden auf die die Bildung einer systemischen Resistenz gegen GHWG an Tomaten getestet. Die endophytischen Isolate von Trichoderma atroviride MT-20 und S-2 als auch Fo162 inokuliert während der Saat, reduzierten die Anzahl von GHWG an den Pflanzen zehn Tage nach Freilassung signifikant. Das höchste Level der Kontrollaktivität wurde mit Fo162 erziehlt. Ein Einfluss der Endophythen auf den Chlorophyll Gehalt von Blättern der Tomate konnte nicht nachgewiesen werden. Fo162 hatte einen negativen Einfluss auf Auswahl und Eiablage der weißen Fliege an Tomate, Gurke und Melone. 79 und 74 Prozent der Adulten und Eier an Tomatenpflanzen wurden auf unbehandelten Pflanzen gefunden, wobei an Gurke und Melone die Präsenz von Fo162 die Wirtspräferenz um 80% senkte. Signifikante negative Effekte von Fo162 auf die Vermehrung der GHWG an Tomate, A. gossypii an Melone und Gurke, als auch von M. persicae an Paprika wurden nachgewiesen. An Tomatenpflanzen behandelt mit Fo162, wurde die Anzahl des zweiten und dritten Larvenstadiums und die Anzahl der Eier, welche den Lebenszyklus beendeten, reduziert. Die Kolonistation der Melonenblattlaus auf Fo162 inokulierten Gurkenpflanzen zeigte einen negativen Effekt im Vergleich zu den Kontrollpflanzen. An Paprika reduzierte Fo162 die Vermehrungsrate der grünen Pfirsischblattlaus um 85% im Vergleich zu den unbehandelten Pflanzen. RP-HPLC Analysen der mit Fo162 behandelten Tomaten, Gurken und Paprika Pflanzen ergaben eine Veränderung der Metabolitenproduktion in den Blättern sowohl wenn die Insekten präsent waren als auch ohne Präsenz der Insekten. Wenn die verschiedenen Insektenpopulationen vorhanden waren, war die Metabolitbildung ebenfalls erhöht und negativ korreliert mit T. vaporariorum Entwicklungsstadien. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie demonstrierten, dass die mutualistischen Endophyten in der Lage waren eine induzierte Resitenz hervorzurufen wenn sie während der Saat inokuliert wurden. Wurzelbesiedlung durch Endophyten erhöhte die systemischen Pflanzen-Abwehrmechanismen, gleichzeitig gegen die Wurzelgallennematode M. incognita in den Wurzeln, als auch gegen Phloem saugende Insekten an den Blättern....

In der Agrar- und Ernährungswirtschaft konzentrieren sich das Marketinginteresse und damit auch die Marketingforschung im Wesentlichen auf klassische Qualitätsprodukte wie Fleisch oder Bioprodukte sowie auf Nahrungsmittel ...

The burrowing nematode Radopholus similis is a destructive pest of banana causing severe yield losses in plantations worldwide. R. similis infestation of the banana root is significantly reduced, when the root system is colonized by specific non-pathogenic Fusarium oxysporum endophytes. This enhanced resistance towards the nematode acts in a systemic manner. Until now, it is not clear how and why only specific isolates of this species of Fusarium induce what is called systemic induced resistance (SIR). In order to obtain a better understanding of this unique interrelationship, mutualistic F. oxysporum endophytes were phylogenetically compared both to each other and to the pathogenic forms of F. oxysporum f.sp. cubense. Molecular and biochemical aspects of SIR responses in the banana cultivar ‘Valery’ (AAA) were assessed. <br /> RAPD, RFLP and sequence analysis of different DNA sequences were evaluated for their potential to infer the phylogeny of F. oxysporum isolates, which were characterized as being mutualistic by conferring enhanced resistance against R. similis. Most isolates originated from Uganda, Africa. Sequence analysis of the partial IGS region was identified as the best approach for inferring the phylogenetic relations of the Fusarium isolates to each other. It could be shown that non-pathogenic were clearly distinct from the pathogenic isolates and that isolates generally clustered according to their geographical origin by forming an independent African clade. However, in contrast to the scattered and genetic diverse mutualists and commensalists from Uganda, pathogens were arranged in an exclusive cluster showing only little genetic diversity. Therefore, pathogenicity can be considered a monophyletic trait, whereas mutualism must be considered polyphyletic. <br /> NPR1 and PR-1 homologs of Musa AAA were chosen as marker genes for ISR and SAR respectively. Real-time PCR was used to monitor their expression in the leaves and roots of the banana cultivar ‘Valery’ (AAA) in response to treatments with chemicals, R. similis and mutualistic, commensalistic or pathogenic F. oxysporum isolates. Expression studies showed that, SAR and not ISR, was elicited by certain chemical inducers. The presence of R. similis alone did not lead to SAR or ISR. Nematode penetration was significantly reduced by the mutualistic Fo162 and the pathogenic Fo001, by 39% and 45%, respectively. PR-1 transcripts accumulated in response to the pathogen Fo001, suggesting the onset of SAR as part of the incompatible interaction between Fo001 and the Fusarium wilt resistant cultivar Valery. The accumulation of NPR1 and PR-1 transcripts did not increase in the presence of the mutualist Fo162, thus indicating that both ISR and SAR were not involved during SIR.<br /> Root exudates extracts of Valery, colonized by Fo162, were collected on a XAD-4 matrix, extracted and both analyzed by RP-HPLC and tested in vitro biotest systems for their chemotactical activity towards R. similis. The RP-HPLC analysis of the root exudate extracts identified the identical set of 26 compounds for both treatments. Significant differences in compound accumulation were observed between the treatments. Nevertheless, the individual root exudate extracts did not show any repellent or attractant activity towards R. similis in an in vitro biotest system. <br /> ISR and SAR seem to be irrelevant in the enhanced resistance against R. similis that is induced by mutualistic F. oxysporum isolates. Neither gene expression studies nor root exudate profiling indicated the actual mechanism that accounts for the enhanced resistance of banana against R. similis. However, the findings of the phylogenetic as well as the gene expression studies, along with routine VCG tests, support the safe use of mutualistic Fo162 as a R. similis management tool in banana production in future....
<strong>Fusarium oxysporum Endophyten: Abstammungsverhältnisse und induzierte Abwehrreaktionen gegen Radopholus similis in der Bananenpflanze</strong><br /> Der Wurzelnematode Radopholus similis ist ein aggressiver Schädling der Banane und verursacht massive Ertragsverluste in Anbaugebieten weltweit. Besondere apathogene endophytische Pilze der Spezies F. oxysporum können den Nematodenbefall durch Kolonisierung des Bananenwurzelsystems reduzieren, wobei die erhöhte Resistenz gegen R. similis systemisch induziert wird. Jedoch ist unklar warum nur einige Endophyten diese sogenannte Systemisch Induzierte Resistenz (SIR) auslösen und worauf Sie basiert. Um diese Fragen zu beantworten, wurden zum einen die Abstammungsverhältnisse von apathogenen Isolaten untereinander und im Vergleich zu pathogenen Isolaten analysiert, zum anderen wurden molekulare und biochemische Aspekte der induzierten Abwehrreaktion am Beispiel der Bananensorte Valery untersucht. <br /> RAPD, RFLP, DNA-Sequenzanalyse sowie die Analyse verschiedener DNA-Regionen sollten die Abstammungsverhältnisse mutualistischer, commensalistischer oder pathogenen Fusarium Spezies beschreiben. Den besten Ansatz zur Beschreibung der verschiedenen Fusarium spp. lieferte die Sequenzanalyse der IGS-Region. Durch den starken Einfluss des geografischen Ursprungs, kam es zur Bildung eines separaten afrikanischen Astes. Dabei unterschieden sich die nicht pathogenen Isolate deutlich von den Pathogenen. Im Gegensatz zu den genetisch diversen apathogenen Endophyten bildeten die Pathogene ein eigenes Cluster mit nur geringer genetischer Diversität. Daher wird in diesem Ast des Stammbaumes die Eigenschaft der Pathogenität als monophyletisches und Mutualismus als polyphyletisches Merkmal betrachtet. <br /> In Studien zur Genexpression wurde homologe NPR1 und PR-1 Sequenzen von Musa AAA als Marker für jeweils Induzierte Systemische Resistenz (ISR) oder ‘Systemic Acquired Resistance’ (SAR) identifiziert und der Einfluss von Chemikalien, R. similis und mutualistischer, commensalistischer oder pathogener F. oxysporum Isolate auf deren Expression in Blättern und Wurzeln von Bananen der Sorte Valery ermittelt. Hierbei wurde nur SAR, aber nicht ISR durch die chemischen Induktoren ausgelöst. Die Penetrationraten von R. similis wurden durch das mutualistische Isolat Fo162 und das Pathogen Fo001 signifikant um 39% bzw. 45% reduziert. Während die Penetration von R. similis alleine weder ISR noch SAR auslöste, wurde die Akkumulation von PR-1 Transkripten durch das Pathogen Fo001 erhöht, was auf eine Beteiligung von SAR bei der inkompatiblen Reaktion der resistenten Bananensorte Valery gegen Fo001 schließen lässt. Die Akkumulation von NPR1 oder PR-1 Transkripten wurde durch den Mutualisten Fo162 nicht signifikant erhöht. Folglich spielen SAR und ISR keine Rolle bei SIR in Banane. <br /> In einem weiteren Versuch wurden Wurzeln von Valery gezielt mit dem Mutualisten Fo162 besiedelt. Die Wurzelexudate wurden durch eine Matrix gebunden, anschließend extrahiert, mittels RP-HPLC analysiert und in einem in vitro Testsystem gegen R. similis getestet. Die Analyse der Extrakte zeigte je Kontrolle und Behandlungen eine identische Zusammensetzung von 26 Verbindungen, welche sich lediglich in der jeweils nachgewiesenen Menge unterschieden. In den Biotests zeigte keines der Extrakte eine abschreckende oder anlockende Wirkung auf R. similis.<br /> Die Studien zur Genexpression zeigen, dass weder ISR noch SAR eine Rolle bei der erhöhten Resistenz durch SIR spielten. Auch die Analyse der Wurzelexudate gab keinen Aufschluss über die Wirkmechanismen der erhöhten Resistenz der Banane gegen R. similis. Dagegen unterstützen die Ergebnisse der phylogenetischen als auch der Studien zur Genexpressionsstudie, im Einklang mit den Daten aus vorausgegangenen VCG Tests, die risikofreie Anwendung des nicht pathogenen Mutualisten Fo162 bei der Bekämpfung von R. similis im Bananenanbau....