With the onset of lactation, dairy cows have to mobilize body reserves, mainly body fat, to cover the output of energy via milk. The homeorhetic metabolic adaptation to the needs of milk production is accomplished through ...

In vitro embryo production (IVP) and somatic cell nuclear transfer (SCNT) have been used as tools of assisted reproductive technology to produce bovine pre-implantation embryos independent of the maternal environment. ...

This doctoral thesis is featured as a pseudo-cumulative work. Three independent chapters (2 to 4) are framed by an introductory and a concluding chapter (1 and 5).<br /> The objective of this thesis was to develop a concept ...

This thesis combines three different topics that are seemingly unconnected but inherently linked. The first part deals intensively with co-products from biofuel production on a European level. There are numerous co-products which are all suitable as protein supplements for ruminants, pigs and poultry. The results of a number of experiments with lactating dairy cows and fattening bulls suggest that distillers grains, rapeseed meal and rapeseed cake as the main protein source may support a high productive performance. Pigs would particularly benefit from breeding or production progress in further reduction of glucosinolate levels of rapeseed, whereas in cattle, a safer quality assessment of the rapeseed cake is needed. Another fundamental co-product of the biodiesel production is glycerine. In ruminant diets, glycerine at different purities may help to stabilise the hygienic quality of pelleted compound feeds without compromising physical quality of pellets. The efficient utilisation of biofuel co-products is a key tool towards more sustainable biofuel production. Future research should quantify all expenditures on the processing of biofuel co-products in order to be able to evaluate meaningful carbon footprints. <br /> The second part of the thesis draws attention to the question of whether it makes sense to use equations based on feed and intake characteristics to estimate methane (CH₄) emissions from dairy cows. Nine CH₄ prediction equations were applied to five typical Central European diets in order to compare their applicability. As a result, smallest differences to mean values were observed with equations using neutral detergent fibre, while standard deviations were highest, and therefore showed the best capability to differentiate between diets, when using equations that operated with forage proportion and dry matter intake. The differences in levels of CH₄ estimates show that the equations are still inaccurate and may only serve as implications to locate trends. It should be taken into consideration to expand datasets, involving future CH₄ measurements, on animal and herd level, feeding typical up to date regional diets in order to get more precise equations, suitable for a greater range of estimations. To ease and simplify the future applications, the prediction equations could be classified into groups, clearly stating by which data they were derived, for example regional origin and diet composition. <br /> In the third part of this study, 33 samples with main focus on unprotected or rumen-protected protein supplements, were analysed using an enzymatic in vitro procedure (EIVP) in order to determine intestinal crude protein (CP) digestibility (IPD) of ruminally undegraded CP (RUP). Results of this study showed that the EIVP seems to be an adequately working, simple and reliable method to estimate IPD of RUP in concentrate feeds. This method in its current, strictly standardized form can be applied to develop a database which can be used for protein evaluation systems for establishing tabular values of IPD. However, future studies may be constricted since sufficient reference values are missing.<br /> In conclusion it can be stated that there is still research needed to improve existing systems in order to optimise feeding strategies to meet the animals’ nutrient requirements as well as minimising greenhouse gas (GHG) emissions and energy loss in agricultural production systems. This research should include the improvement of GHG estimation systems towards a more differentiated view to regional conditions and resources as well as an improvement of the protein evaluation system with standardised, easy to apply laboratory methods to estimate nutrient requirements for a more efficient usage of local resources and co-products....
<strong>Potenziale und Grenzen zur Verbesserung der Energie- und Stickstoffnutzungseffizienz in der Ernährung landwirtschaftlicher Nutztiere</strong><br /> Die vorliegende Arbeit beinhaltet drei verschiedene Themen: Der erste Teil beschäftigt sich mit der Biokraftstoffproduktion und deren Koppelprodukten in der EU. Diese Koppelprodukte eignen sich als Proteinergänzungsfutter für Wiederkäuer, Schweine und Geflügel. Ergebnisse aus Versuchen mit laktierenden Kühen und Mastbullen zeigen, dass Nass- und Trockenschlempen, Rapsexktraktionsschrot und Rapskuchen als alleiniges Protein-ergänzungsfutter durchaus die hohe Leistung der Tiere fördern. Trotz alledem müssen, vor allem in der Schweinefütterung, die Glucosinolatkonzentrationen bei Rapsprodukten durch verarbeitungstechnischen und züchterischen Fortschritt noch verringert werden. Dies ist unkritisch für Wiederkäuer, allerdings sollte eine bessere Qualitätsprüfung für Rapskuchen gewährleistet werden. Ein weiteres Koppelprodukt aus der Biodieselproduktion ist Glycerin. In Wiederkäuerrationen kann es in unterschiedlichen Reinheitsgraden zu einer besseren hygienischen Qualität von Mischfutter beitragen, ohne die physikalischen Eigenschaften der Pellets zu beeinträchtigen. Die effiziente Nutzung der Biokraftstoff-Koppelprodukte trägt zu einer nachhaltigen Kraftstoffproduktion bei. Allerdings sollten zukünftige Recherchen alle Aufwände quantifizieren, die mit der Biokraftstoffproduktion und deren Koppelprodukten zusammenhängen, um eine präzisere CO₂-Bilanz ermitteln zu können.<br /> Im zweiten Teil dieser Arbeit wird die Frage untersucht, ob es sinnvoll ist, Schätzgleichungen auf Basis von Futtermittel- und Futteraufnahmekenngrößen zu verwenden, um die Methanemissionen bei Wiederkäuern zu ermitteln. Um ihre praktische Eignung vergleichen zu können, wurden neun Schätzgleichungen auf fünf typische mitteleuropäische Rationen angewendet. Die kleinsten Unterschiede zum Mittelwert wurden bei den Schätzgleichungen festgestellt, welche die Neutral-Detergenzien-Faser als Variable benutzen. Die Standardabweichungen waren am höchsten in Gleichungen, die die Trockenmasseaufnahme als Variable benutzen. Somit waren diese Gleichungen am besten in der Lage, zwischen verschiedenen Rationen zu differenzieren. Die zum Teil großen Unterschiede in den Ergebnissen zeigen jedoch auch, dass bisherige Gleichungen ungenau sind. Generell sollte man eine Erweiterung der Datenbasis, mit deren Hilfe Schätzgleichungen und Modelle gebildet werden, in Betracht ziehen. Dies sollte vor allem neue Messungen mit einbeziehen, sowohl am Einzeltier als auch auf Herdenniveau, bei denen typische, aktuelle und lokale Rationen gefüttert werden. Im dritten Teil der Arbeit wurden 33 Futtermittel, mit einem Schwerpunkt auf ungeschützten und pansengeschützen Proteinergänzungsfuttermitteln mit einem enzymatischen in vitro-Verfahren (EIVP) analysiert, um die Dünndarmverdaulichkeit des Rohproteins zu bestimmen. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass das EIVP eine verlässliche und einfach anwendbare Methode ist, die sich besonders für verschiedene Konzentratfutter eignet. Diese Methode kann angewandt werden, um eine Datenbank zu schaffen, mit deren Hilfe Proteinbewertungssysteme verbessert und weiterentwickelt werden können. <br /> Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass Fütterungsstrategien noch weiter optimiert werden sollten, um den Bedarf der Tiere genauer zu decken und somit Treibhausgasemissionen und Energieverluste weiter zu verringern. Um dies bewerkstelligen zu können, ist es erforderlich, dass die Schätzung von Treibhausgasemissionen in der Landwirtschaft durch Gleichungen und Modelle noch genauer auf regionale Bedingungen eingeht. Proteinbewertungssysteme könnten durch einfachere und besser standardisierte Methoden noch genauere Empfehlungen geben, um regionale Ressourcen und Koppelprodukte effizienter nutzen zu können....

<strong>Hintergrund</strong>: L-Theanin (5-N-Ethyl-L-Glutamin) ist eine nicht-proteinogene Aminosäure, die v.a. durch den Verzehr von Tee (Camellia sinensis) aufgenommen wird. Da L-Theanin die kognitive Leistungsfähigkeit und die Gemütslage verbessern soll, wird L-Theanin in isolierter Form als Nahrungsergänzungsmittel Suntheanine® hergestellt und in funktionellen Getränken zugesetzt. Als Metabolite von L-Theanin werden Ethylamin und Glutaminsäure betrachtet, basierend auf tierexperimentellen Studien. Daten zum Metabolismus von L-Theanin im menschlichen Organismus fehlen. Daher sollte die vorliegende Studie klären, ob die Bolusgabe von 100 mg L-Theanin in isolierter Form und in Form von Grüntee zu einer Konzentrationsänderung von L-Theanin, Ethylamin, Glutaminsäure u.a. proteinogener Aminosäuren in Plasma, Erythrozyten und Urin von gesunden Probanden führt.<br /><strong>Methode</strong>: In einer randomisierten Crossover-Studie erhielten 12 gesunde Probanden morgens nüchtern 100 mg L-Theanin in isolierter Form als Kapsel (Suntheanine®) und nach einer zweiwöchigen Washout-Phase dieselbe Dosis in Form von 250 ml Grüntee. An zwei weiteren Studientagen erhielten drei Probanden zusätzlich jeweils 50 mg und 200 mg L-Theanin als Kapsel. Am jeweiligen Untersuchungstag wurden 8 Blutentnahmen durchgeführt (vor sowie 0,5 h, 0,75 h, 1 h, 1,5 h, 2 h, 3 h und 24 h nach Bolusgabe) und die Probanden sammelten Nüchtern- und 24-Stunden-Urin. Die Konzentration von L-Theanin, der proteinogenen Aminosäuren und Ethylamin in Plasma, Erythrozyten und Urin wurde nach Vorsäulenderivatisierung mittels reversed-phase HPLC analysiert. Die Konzentrations-Zeit-Kurven von L-Theanin im Plasma wurden mit Hilfe eines Ein-Kompartiment- Modells simuliert. Die statistische Auswertung erfolgte mittels SPSS 19.0.<br /><strong>Ergebnisse</strong>: Die Konzentration von L-Theanin im Plasma stieg nach Bolusgabe von 100 mg L-Theanin an und erreichte nach 24 h wieder die Konzentration zur Baseline. Dabei war die Plasmakinetik von L-Theanin nach Aufnahme beider Studienprodukte vergleichbar und die maximale Plasmakonzentration von L-Theanin wurde 0,8 h nach Aufnahme von Kapsel (24,3 ± 5,7 μmol/l) und Grüntee (26,5 ± 5,2 μmol/l) erreicht. Das berechnete Verteilungsvolumen von 16 bis 17 Litern lässt eine Verteilung von L-Theanin in die peripheren Gewebe und gut durchbluteten Organe vermuten. Der Verzehr beider Studienprodukte führte außerdem zu einem Konzentrationsanstieg von L-Theanin in den Erythrozyten – bis 24 h nach Bolusgabe – und zu einer renalen Ausscheidung von L-Theanin. Die Konzentration von Ethylamin und Glutaminsäure im Plasma stieg nach Intervention ebenfalls an und beide Substanzen wurden mit dem 24-Stunden-Urin ausgeschieden. Die AUC von L-Theanin und Ethylamin im Plasma sowie L-Theanin in den Erythrozyten änderte sich dosisabhängig nach Aufnahme von 50 mg, 100 mg und 200 mg isoliertem L-Theanin. Die Konzentration anderer proteinogener Aminosäuren in Plasma, Erythrozyten und Urin blieb unverändert. Auf Grundlage der ausgeschiedenen Stoffmenge von L-Theanin und Ethylamin im Urin sowie der kinetischen Parameter von L-Theanin im Plasma scheint die Bioverfügbarkeit von L-Theanin zwischen 52% und 74% zu liegen.<br /><strong>Schlussfolgerung</strong>: L-Theanin wird nach Aufnahme von Kapsel und Grüntee rasch resorbiert und scheint größtenteils zu Ethylamin und Glutaminsäure hydrolysiert zu werden, welche mit dem Urin ausgeschieden werden. Ein geringer Anteil von L-Theanin wird intrazellulär retiniert. Plasmakinetik und Metabolismus von L-Theanin sind nach Aufnahme beider Studienprodukte vergleichbar, so dass nach Grünteeverzehr – in Hinblick auf die funktionellen Wirkungen von L-Theanin – vergleichbare Effekte eintreten können wie nach Konsum von isoliertem L-Theanin. Die diskutierten funktionellen Wirkungen von L-Theanin sind demnach möglich, könnten jedoch auch durch potenzielle Endprodukte des Metabolismus von L-Theanin erklärt werden. Da Glutamin im menschlichen Organismus aus Glutaminsäure synthetisiert wird, könnte L-Theanin zudem eine alternative Glutaminquelle für kritisch Kranke darstellen....
<strong>Kinetics of L-Theanine uptake and metabolism in healthy participants after ingestion of L-Theanine via capsules and green tea</strong> <br /><strong>Background</strong>: L-Theanine (5-N-ethyl-L-glutamine) is a non-proteinogenic amino acid primary ingested by tea (Camellia sinensis). Since L-Theanine is suggested to improve cognition and mood, L-Theanine is available as nutritional supplement and is now used as an ingredient in functional drinks. In rats, ethylamine and glutamic acid increased in plasma and urine after L-Theanine intake. Since data on the metabolic fate of L-Theanine from human studies are lacking, the present study investigated the kinetics of L-Theanine uptake and its metabolites ethylamine and glutamic acid in plasma and erythrocytes as well as their urinary excretion after bolus intake of capsules and green tea in healthy participants.<br /><strong>Methods</strong>: Within a randomized crossover trial, 12 participants ingested a bolus of 100 mg L-Theanine after an overnight fast, either in isolated form via capsules (Suntheanine®) or via 250 mL green tea. On further occasions, three participants received an additional bolus of 50 mg and 200 mg L-Theanine via capsules, respectively. All treatments were separated by a washout period of 2 weeks. On each study day, blood and urine were collected before and up to 24 h post consumption (blood: 0,5 h, 0,75 h, 1 h, 1,5 h, 2 h, 3 h and 24 h) to determine the concentration of L-Theanine, proteinogenic amino acids, and of ethylamine in plasma, erythrocytes, and in urine by reversed-phase HPLC following pre-column derivatization. Each plasma concentration-time curve of L-Theanine was fitted using a 1-compartment model. Statistical analysis was performed using SPSS 19.0.<br /><strong>Results</strong>: In plasma, L-Theanine concentration increased time-dependently and returned to baseline 24 h after intake of 100 mg L-Theanine, with similar plasma kinetics after both treatments. Maximum plasma concentration of L-Theanine occurred 0.8 h after intake of 100 mg L-Theanine via capsules (24.3 ± 5.7 μmol/L) and tea (26.5 ± 5.2 μmol/L), respectively. It can be assumed that L-Theanine is not only distributed in plasma, but also in further tissues with regard to the hypothetical distribution volume of 16 - 17 liter. Furthermore, L-Theanine increased in erythrocytes and was excreted by urine with comparable results after both treatments. Ethylamine and glutamic acid increased in plasma and were excreted by urine after intake of capsules and tea. The AUC of L-Theanine and ethylamine in plasma as well as L-Theanine in erythrocytes increased dose-dependently after intake of 50 mg, 100 mg, and 200 mg L-Theanine via capsules. Other proteinogenic amino acids in plasma, erythrocytes and urine were not affected. Considering the renal excretion of L-Theanine and ethylamine within 24 h and the maximum plasma concentration of L-Theanine in plasma with regard to the distribution volume, 52% - 74% of ingested L-Theanine should reach the organism, respectively. <br /><strong>Conclusion</strong>: L-Theanine is rapidly absorbed in healthy participants after intake of capsules and green tea. The major part of L-Theanine seems to be hydrolyzed to ethylamine and glutamic acid, which are excreted by urine. A minor part of L-Theanine is retained in erythrocytes. Kinetics and urinary excretion of L-Theanine, ethylamine, and glutamic acid are comparable after intake of capsules and green tea. Thus, functional effects of L-Theanine intake are plausible and may result from L-Theanine, ethylamine, glutamic acid, or other by-products of the metabolism of L-Theanine. As glutamic acid is converted to glutamine, future studies should investigate if L-Theanine may be an alternative source of glutamine which is essential for critically ill patients....

The developed concept based on results of an experimental and empirical study of four fattening periods conducted at 20 pig farms in Southeast Bavaria. 10,226 pigs were assessed on porcine respiratory disease complex (PRDC) ...

Central Asia is projected to experience a significant climate change, combined with increased weather volatility. Agriculture is a key economic sector and a major source of livelihoods for Central Asia’s predominantly rural ...

Conjugated linoleic acids (CLA) are geometric and positional isomers of linoleic acid with conjugated double bonds. Cis-9, trans-11 and trans-10, cis-12 CLA are the two most intensively studied isomers. The cis-9, trans-11 isomer has been mainly studied with respect to improved human diet and health issues, whereas studies considering trans-10, cis-12 CLA have mainly investigated the effects on ruminant nutrition because of its dose-dependent milk fat depressing properties. Most studies have been performed in the United States of America; however, all of them were time-limited, and did not follow the effects of a restricted CLA feeding period throughout lactation. This has led to one main objective of this thesis, which includes a study where a rumen-protected mixed CLA source (3.22 g/d and 3.36 g/d trans-10, cis-12 CLA and cis-9, trans-11 CLA, respectively) was fed for a) 80 d and b) 120 d starting 6 d after parturition. The total observation period was 240 d. Furthermore, a study was performed investigating the effects of supplementation with 4.96 g/d each of trans-10, cis-12 CLA and cis-9, trans-11 CLA as a rumen-protected mixed CLA product starting during the transition period and early lactation (d 18 a.p. to d 80 p.p.). Performance in milk was observed for 100 days.<br /> The results reveal a tendency for depressed milk fat content across the entire lactation period in the long term (100 d) by transition feeding with CLA. The milk yield tended to increase with CLA feeding across the lactation period, depending on the duration of supplementation. These results, however, are only valid for multiparous cows. It seems as if primiparous cows react differently upon CLA-induced milk fat depression. No effects on milk fat were visible in this case. Dairy cows fed CLA during the transition period showed a quicker reduction in milk fat content after parturition than if feeding started after parturition. It seems as if the period of lactation at which the CLA supplementation is terminated has an influence on the recovery of milk fat content. The energy balance could have an effect, since animals in positive energy balance mobilize fatty acids that were retained beforehand. No differences between the American studies and the present study could be found. No effects of CLA product supplementation were detected on the amount of energy corrected milk yield, dry matter intake, live weight, energy balance, ketosis indices....
<strong>Verabreichung einer pansengeschützen Zulage von konjugierten Linolsäuren (cis-9, trans-11; trans-10, cis-12) an frühlaktierende Milchkühe – Auswirkungen auf Futteraufnahme und Leistung</strong><br /> Konjugierte Linolsäuren (CLA) sind geometrische und positionelle Isomere der Linolsäure, bei denen die Doppelbindungen konjugiert sind. Den am häufigsten untersuchten Isomeren cis-9, trans-11 CLA und trans-10, cis-12 CLA werden verschiedene Effekte zugewiesen. Während cis-9, trans-11 CLA hauptsächlich in Bezug auf die Humanernährung und –gesundheit untersucht wird, erlangt trans-10, cis-12 CLA Bedeutung in der Wiederkäuerernährung durch die Dosis abhängige Milchfettgehalt absenkende Wirkung. Die meisten Studien zu dessen Wirkungsweise wurden bisher in den USA durchgeführt. Diese waren jedoch zeitlich begrenzt, weshalb in der vorliegenden Thesis eine Studie präsentiert wird, die die Effekte einer Verfütterung von pansenstabilen CLA-Produkt (jeweils 3.22 g/d bis 3.36 g/d trans-10, cis-12 CLA und cis-9, trans-11 CLA) beginnend nach dem Abkalben für jeweils 80 oder 120 Tage, über die Supplementierungsdauer (240 Tage insgesamt) hinaus untersucht wird. Eine weitere Studie befasste sich mit der Verabreichung von CLA-Produkt (4.96 g/d trans-10, cis-12 CLA sowie cis-9, trans-11 CLA) in der Transitphase (-18 bis 80 Tage in Bezug auf das Kalbedatum) und mögliche Unterschiede zu US Literaturdaten. <br /> Die Ergebnisse zeigen, dass durch eine Verabreichung von CLA-Produkt bei Transitfütterung oder über 120 Laktationstage, der Milchfettgehalt tendenziell über die Laktationsdauer absenkt werden kann, während die Milchmenge in der Tendenz über die Laktationsleistung, abhängig von der Supplementierungsdauer, gesteigert ist. Diese Ergebnisse gelten nur für mehrkalbige Kühe. Färsen reagieren anders auf eine CLA induzierte Milchfettdepression, denn der Milchfettgehalt war nur unzulänglich abgesenkt. Es waren keine Effekte über die Laktationsdauer zu erkennen. Tiere, die während der Transitphase CLA-Produkt erhielten, reagierten nach Laktationsbeginn schneller mit einer Milchfettdepression, als Tiere die erst mit der Kalbung CLA erhielten. Der Absetzzeitpunkt des CLA Produktes wirkt sich auf die Dauer der Regeneration des Milchfettgehaltes aus. Der Energiestatus der Tiere könnte hierauf einen Einfluss haben, da bei negativer Energiebilanz CLA aus retenierten Körperreserven freigesetzt wird. Unterschiede zwischen US Studien und der vorliegenden Studie konnten nicht ermittelt werden. Die CLA-Supplementierungen wirken sich nicht auf die Menge an energiekorrigierter Milch, Trockenmasseaufnahme, Lebendmasse, Energiebilanz, Ketosevariablen und die Fruchtbarkeit der Tiere aus....

Fusarium head blight (FHB) disease is one of the most challenging crop diseases; it reduces kernel weight, cause significant yield losses and quality reductions that may occur if fungal mycotoxins, especially deoxynivalenol (DON) are produced in infected seed. DON contamination has raised serious food safety concerns. Furthermore, straw of barley or wheat may be consumed by livestock could contain significant amounts of DON in chaff. Association mapping of a trait is to identify chromosomal regions that contain genes affecting the trait. The discovery of dense polymorphic markers covering the entire genome provides us an opportunity to localize these regions by trying to find the markers closest to the genes of interest. <br /> Association mapping was conducted in a structured barley population consists of (103 accessions of wild barley (H. vulgare ssp. spontaneum) core collection and 21 spring barley cultivars (H. vulgare ssp. vulgare)) in this study for identification of promising tolerance QTLs in barley against FHB. These experiments were carried out in the green-house during years 2009, 2010 and 2011 and under field-potted conditions in 2011, arranged in a completely randomized design with five replications, by using two different ways of scoring for disease infection leaves disease scoring (LDS) and spikes disease scoring (SDS) and two different fungus isolates. Heading date (HD) also had been recorded as a related trait for FHB in 2011. The accessions were genotyped by using 895 Diversity Arrays Technology (DArT) markers. Structure analysis was carried out for the all accessions using principal component analysis (PCA) the accessions were divided into 3 clusters and the relative kinship coefficients (K matrix) among all pairs of accessions were calculated by “SPAGeDi-1.3d” Software. The association analysis was performed in mixed linear model (MLM) including PCA values and K matrix. All studied traits LDS, SDS and HD were exhibited highly significantly differences in three years. Results from combined means in two years and two isolates showed that; 18 accessions had lower than 20 infection percentage for LDS and 48 accessions had lower than 20 infection percentage, 9 accessions from this group were lower than 10 infection percentage for SDS. Positive and significant phenotypic correlation has been recorded between LDS and SDS and negative correlation also have been recorded between SDS and HD in 2011. Seventy three markers were correlated significantly with all studied traits and covered the whole genome of the studied population. Different QTLs have been identified for LDS, leaves disease scoring isolates in 2011 (LDSI), SDS, spikes disease scoring isolates in 2011 (SDSI), visual leaves disease scoring (VS), HD, marker isolate interaction within leaves disease scoring (MILDS) and marker isolate interaction within spikes disease scoring (MISDS). Some of these QTLs were identified in two traits; marker bPb-0522 detected to SDSI and MISDS and also marker bPb-6466 detected to LDS and MILDS. Few of this QTLs were identified for two traits in the same/nearly position on the chromosome; in the position 122.08 cM on chromosome 6H two markers (bPb-4379 and bPb-3375) were identified to be associated with SDS and HD. Also in chromosome 2H on 70.8 cM two markers detected to LDS and SDS. In the study a mixed model was tested for the epistatic interaction between all DArT markers and studied traits. Interactions were detected between 11 pairs of QTLs for FHB resistance/tolerance and one interaction for heading date, which involved 24 QTLs on 6 chromosomes. The results indicated that barley FHB resistance/tolerance is a complicated trait and may be controlled by a complicated gene network....
Ährenfusariosen (FHB) verursachen eine der am schwierigsten zu bekämpfenden Pflanzenkrankheiten. Es reduziert das Korngewicht, führt zu erheblich Ertragsausfällen und Qualitätseinbußen die auftreten, wenn Mykotoxine und insbesondere  Deoxynivalenol (DON) im infizierten Samen produziert werden. DON Kontaminationen geben auch in der Lebensmittelsicherheit Anlass zur Besorgnis. Darüber hinaus könnte Gersten- oder Weizenstroh, das als Viehfutter dient signifikante Mengen von DON im Spreu enthalten. Association mapping eines Merkmals dient zur Identifizierung einer chromosomalen Region, deren Gene die untersuchte Information enthalten. Die Entdeckung von immer mehr polymorphen Markern über das gesamte Genom gibt uns die Möglichkeit mit deren Hilfe Regionen zu lokalisieren, die nah an den interessanten Genen liegen. <br /> Ein association mapping in Gerste wurde zur Identifizierung von vielversprechenden Toleranz QTLs gegen FHB durchgeführt. Dazu diente eine Gerstenpopulation bestehend aus 103 Wild forms (H. vulgare ssp. spontaneum) als "Core Collection" und 21 Sommergerstensorten (H. vulgare ssp. vulgare). Die Experimente wurden in den Jahren 2009, 2010 und 2011 im Gewächshaus und unter Feldbedingungen im Jahr 2011durchgeführt. In fünf Wiederholungen wurden die Experimente in einem vollständig zufälligen Design angeordnet und anschließend mit zwei verschiedenen Pilz-Isolaten infiziert. Die Auswertung der Infektionsstärke wurde mit leaves disease scoring  (LDS) und spikes disease scoring (SDS) durchgeführt. Im Jahr 2011 wurde auch der Tag des Ährenschiebens (HD) als verwandtes Merkmal für FHB Infektion mit in die Untersuchungen aufgenommen. Die Erfassung der genetischen Informationen wurden mit 895 Diversity Array Technology (DArT) Markern vorgenommen. Eine Strukturanalyse wurde für alle Genotypen mittels Hauptkomponentenanalyse (PCA) durchgeführt und konnte diese in 3 Cluster aufteilen. Der relative Verwandtschaftskoeffizient (K-Matrix) unter allen Genotypen wurde mit der "SPAGeDi-1.3d" Software berechnet. Die Assoziationsstudie wurde in einem mixed linear model (MLM) unter Berücksichtignug der PCA-Werte und der K-Matrix durchgeführt. Alle untersuchten Merkmale LDS, SDS und HD zeigten hochsignifikant Unterschiede in den drei Jahren. Wenn man die Mittelwerte aus zwei Jahren und zwei Isolaten kombiniert kann gezeigt werden, dass 18 Genotypen einen Befall von weniger als 20% für LDS aufwiesen. Nach der Datenerfassung mit dem SDS konnten 48 Genotypen  mit einen Befall von weniger als 20%  und 9 mit einem Befall von weniger als 10% bewertet werden. Positive und signifikante phänotypische Korrelationen konnten zwischen LDS und SDS berechnet werden. Eine negative Korrelationen zeigte sich zwischen SDS und HD im Jahr 2011. Dreiundsiebzig Marker korrelierten signifikant mit allen untersuchten Merkmalen und waren über das gesamte Genom der untersuchten Population verteilt. Verschiedene QTLs konnten für LDS, leaves disease scoring isolates in 2011 (LDSI), SDS, spikes disease scoring isolates in 2011 (SDSI), visual leaves disease scoring (VS), HD, marker isolate interaction within leaves disease scoring (MILDS) und marker isolate interaction within spikes disease scoring (MISDS) identifiziert werden. Einige QTLs wurden in zwei Merkmalen identifiziert. Marker bpb-0522 wurde mit SDSI und MISDS und der Marker bPb-6466  durch  LDS und MILDS nachgewiesen. Einige  dieser QTLs wurden für zwei Merkmale auf der selben, beziehungsweise nahezu der gleichen Position auf dem Chromosom identifiziert. Auf der Position 122,08cM auf Chromosom 6H wurden zwei Marker (bPb-4379 und bPb-3375) die mit SDS und HD assoziieren entdeckt. Auch im Chromosom 2H auf 70,8 cM wurden zwei Marker für LDS und SDS erkannt. In der Studie wurde ein mixed model für die epistatische Interaktion zwischen allen DArT Markern und den untersuchten Merkmalen getestet. Wechselwirkungen zwischen 11 Paaren von QTLs für FHB Resistenz, beziehungsweise Toleranz und eine Interaktion zu dem Beginn des Ährenschiebens, an dem 24 QTLs auf sechs Chromosomen beteiligt sind wurden erkannt. Die Ergebnisse zeigten, dass Gerste FHB Resistenz und Toleranz eint kompliziertes Merkmal ist und durch eine kompliziertes Gen Netzwerk gesteuert wird....

Wireworms, the larvae of click beetle species Agriotes lineatus, A. obscurus and A. sputator are serious pests with increasing importance for several field crops. Since synthetic insecticides are prohibited in Organic Farming, indirect control approaches e.g. cultural or biological methods have to be used in organic crop production. Both biological and cultural measures heavily depend on extensive knowledge on the biology of a given pest. In our study we focused on the biology of important click beetle species occurring in Germany and on the efficacy of sex pheromone traps. The biology was studied in vials at constant temperature of 20°C (A. obscurus) and in rearing cages under semi-natural conditions (A. lineatus and A. obscurus) both focusing on larval morphology and development time. The efficacy of pheromone traps for male click beetles was tested with respect to the range of attraction (mark-release-recapture method) and to mass trapping over a five years period expected to reduce soil wireworm abundance. Finally, a strain of Beauveria bassiana was tested in the laboratory and in small-plot field experiments for efficient biological control of wireworms. All experiments were conducted at the experimental farm for Organic Agriculture ‘Wiesengut’ at Hennef/Sieg, Germany, belonging to the University of Bonn.<br /> A minor part of the larvae grown in vials at 20°C already transformed into adults in the second year after egg-laying, completing their life cycle (from egg to adult) in 14 months with only one overwintering and two calendar years. Most of the larvae entered into a third year of development. In laboratory (vials) between 8 to 11 larval instars were recorded, even when sufficient soil moisture and food were present. Under semi-natural conditions 13 larval instars for A. obscurus and 12 for A. lineatus were observed to-date. The average number of A. obscurus instars after completing the first year of development in the field was 4.7 compared with 6.2 under laboratory conditions. At constant temperature (20°C) the life cycle of A. obscurus was completed in 841 days corresponding to 9,248 degree days (above a base of 9°C).<br /> Experiments on the range of attraction showed that 40% of the released beetles (A. lineatus and A. obscurus) were recaptured. Males of both species were recaptured from all release points and the percentage recapture decreased (in part significantly) with increasing distance from 76% (2 m) to 35% (15 m) and 9% (60 m), respectively. In a long-term mass trapping experiment of over 5 years, pheromone traps in a grass-clover ley attracted a total of 12,378 male adults of three Agriotes species. The adult swarming period lasted from late April to late August with one major and a small peak in the successive years. The leading trapped species was A. lineatus followed by A. obscurus and A. sputator respectively. Overall 431 wireworms exclusively consisting of Agriotes species were captured, with 165 individuals for A. obscurus, 162 for A. lineatus and 15 for A. sputator and no significant difference between pheromone treated and untreated plots. Damage assessment experiments carried out after five years removal of male adults showed no subsequent wireworm potato impairment difference in treated and untreated plots. Application of B. bassiana under laboratory conditions showed a significant mortality in high number of wireworms boxes (50%) compared to low number of wireworms (17%) and untreated boxes (13%) respectively. In field experiments no significant differences were noted between furrows and whole surface applications and the control treatments.<br /> According to our findings on the biology of click beetles the two years following the year of oviposition are critical for potato tuber injuries. During that period crops should be grown where new oviposition is low, e.g. crops that are intensively hoed such as fababean, maize or field vegetables. A reduction of soil wireworm abundance and tuber injuries via pheromone mass trapping is apparently not possible. Biological control with entomopathogenic fungi requires further research....
Drahtwürmer, die Larven der Schnellkäferarten Agriotes lineatus, A. obscurus und A. sputator sind Schädlinge mit steigender Bedeutung für mehrere Kulturpflanzenarten in Deutschland. Im Organischen Landbau sind synthetische Insektizide nicht zugelassen. Daher ist die Regulation des Drahtwurmes im Organischen Landbau nur mit indirekten Ansätzen, z.B. kulturtechnischen oder biologischen Methoden, möglich. Sowohl biologische als auch kulturtechnische Strategien basieren auf fundierten Kenntnissen der Biologie des betreffenden Schädlings. In der vorliegenden Arbeit liegt der Fokus auf der Lebensweise wichtiger in Deutschland vorkommender Schnellkäferarten und auf der Effizienz von Sexualpheromonfallen. Die Reproduktionsbiologie der Schnellkäfer wurde in Glasflaschen bei einer konstanten Temperatur von 20°C (A. obscurus) und in Anzuchtkäfigen unter naturnahen Bedingungen (A. lineatus und A. obscurus) untersucht. Es wurden Parameter der Morphologie und Entwicklungszeit der Larven erfasst. Die Effizienz der Pheromonfallen für das Fangen männlicher Schnellkäfer wurde im Hinblick auf den Attraktionsradius (mark-release-recapture method) und im Hinblick auf die Anzahl gefangener Käfer über eine Zeitspanne von fünf Jahren mit der Erwartung einer verringerten Drahtwurmabundanz geprüft. Zudem wurde die biologische Kontrollwirkung eines Stammes von Beauveria bassiana im Labor und in kleinparzelligen Feldversuchen geprüft. Alle Versuche wurden auf der Lehr- und Forschungsstation für Organischen Landbau ‚Wiesengut‘ der Universität Bonn in Hennef/Sieg durchgeführt.<br /> Ein geringer Prozentsatz der bei 20°C in Glasflaschen herangezogenen Larven entwickelte sich schon im zweiten Jahr nach der Eiablage zu Adulten, das heißt, sie vervollständigten ihren Lebenszyklus (vom Ei zum adulten Tier) in 14 Monaten mit nur einer Überwinterung in zwei Kalenderjahren. Die meisten Larven durchliefen ein drittes Entwicklungsjahr. Im Labor (Glasflaschen) wurden zwischen 8 und 11 Larvenstadien beobachtet, auch bei hinreichender Bodenfeuchte und ausreichendem Nahrungsangebot. Unter naturnahen Bedingungen wurden 13 Larvenstadien für A. obscurus und 12 Stadien für A. lineatus erfasst. Die durchschnittliche Anzahl der Larvenstadien für A. obscurus nach Ende des ersten Entwicklungsjahrs im Feld betrug 4,7, im Vergleich zu 6,2 unter Laborbedingungen. Bei konstanter Temperatur (20°C) war der Lebenszyklus von A. obscurus nach 841 Tagen bzw. 9.248 Gradtagen beendet (über einer Basis von 9°C).<br /> In Versuchen zum Attraktionsradius wurden 40% der freigesetzten Käfer (A. lineatus und A. obscurus) wiedergefangen. Männliche Exemplare beider Arten wurden von allen Freisetzungspunkten wiedergefangen. Der Anteil wiedergefangener Tiere nahm mit zunehmender Entfernung z.T. signifikant ab; von 76% (2 m) auf 35% (15 m) und 9% (60 m). In einem Langzeit-Massenfangversuch über fünf Jahre lockten in Kleegras positionierte Pheromonfallen insgesamt 12.378 männliche Adulte der drei Agriotes-Arten an. Die Schwarmperiode der adulten Tiere dauerte von Ende April bis Ende August mit einem größeren und einem kleineren Peak in den aufeinander folgenden Jahren. Die meisten der gefangenen Individuen gehörten der Art A. lineatus an, gefolgt von A. obscurus und A. sputator. Insgesamt wurden 431 Drahtwürmer, ausschließlich der Art Agriotes angehörend, gefangen, mit 165 Individuen für A. obscurus, 162 für A. lineatus und 15 für A. sputator. Zwischen Flächen mit und ohne Pheromonfallen bestand kein signifikanter Unterschied. Versuche zur Erfassung des drahtwurmverursachten Schadens an Kartoffeln, die nach fünf Jahren Pheromonfalleneinsatz durchgeführt wurden, zeigten keine signifikanten Unterschiede zwischen Parzellen mit und ohne Pheromonfallen. Die Anwendung von B. bassiana wirkte unter Laborbedingungen bei Ausbringung einer großen Anzahl Drahtwürmer in Boxen signifikant letal (50%), im Vergleich zum Besatz mit wenigen Drahtwürmern (17%) und unbehandelten Boxen (13%). In den Feldversuchen wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen der Behandlung mit B. bassiana (Reihe bzw.Fläche) und der unbehandelten Kontrolle festgestellt.<br /> Den vorliegenden Ergebnissen zur Lebensweise der Schnellkäfer zufolge sind die zwei Jahre nach dem Jahr der Eiablage kritisch für Schädigungen der Kartoffelknolle durch Drahtwürmer. Während dieser Periode sollten für die Eiablage wenig förderliche Kulturen mit intensiver mechanischer Unkrautregulation angebaut werden, wie z.B. Ackerbohnen, Mais oder Feldgemüse. Eine Reduktion der Drahtwurmabundanz im Boden bzw. der Knollenschädigung durch Massenfang mit Pheromonfallen erscheint nicht möglich. Biologische Regulierungsmaßnahmen mit entomopathogenen Pilzen bedürfen weiterer Forschung....