Ziel: Angebot, Pflege, Weiterentwicklung und ständige Aktualisierung der kostenlosen Online-Datenbank "KLIMAPS-JKI" mit Fakten aus allen Bereichen der Landwirtschaft und besonderem Schwerpunkt Pflanzenschutzrelevanz. Beschreibung: Für die Öffentlichkeit, Erzeuger landwirtschaftlicher und gärtnerischer Produkte und Berater ist es, anders als für Wissenschaftler, außerordentlich schwierig, aktuelle Informationen aus der Forschung über mögliche Veränderungen infolge des Klimawandels und die Möglichkeiten zur Anpassung zeitnah und vollständig zu erhalten, zu wichten und umsetzbare Informationen zu entnehmen. Die Klimawandelfolgenforschung liefert mittlerweile eine unendlich erscheinende Vielzahl von teils sehr spezifischen, zumeist englischsprachigen Fachpublikationen, manchmal auch widersprüchlichen Inhaltes. Hier soll KLIMAPS-JKI helfen. Dem Nutzer von KLIMAPS-JKI wird online eine komfortable Suche nach von Fachwissenschaftlern aufbereiteten Erkenntnissen zu den Folgen der Klimaänderungen für Kulturpflanzen, Schaderreger, Nützlinge, chemische und nichtchemische Pflanzenschutzverfahren, Boden, Landwirtschaft und deren Interaktionen angeboten. Dabei kann gezielt nach den Folgen des Wirkens einzelner Klimaänderungsfaktoren wie Erwärmung, erhöhter CO2-Gehalt, erhöhte Ozonkonzentrationen, abnehmende Niederschläge u. a. sowie ihren Kombinationen selektiert werden. Außerdem gibt es die Möglichkeit, die Veränderung spezifischer Merkmale von Kulturpflanzen, Schaderregern usw. in der Folge des Klimawandels anzuzeigen.
Blattläuse gehören in Deutschland zu den bedeutendsten Schadinsekten ackerbaulicher Kulturen deren Bedeutung in den letzten Jahren weiter zugenommen hat. Um eine optimale Bekämpfung durchführen ist es wichtig, deren zeitliches und räumliches Auftreten zu kennen und einzelne Arten korrekt zu identifizieren. Diese Identifizierung anhand morphologischen Merkmalen ist äußerst zeit- und kostenaufwendig und bedarf aufgrund der Komplexität hoher Expertise, welche stetig schwindet. In der Praxis des Schadinsektenmonitorings entstehen so bei den Pflanzenschutzdiensten in den Hochzeiten der Zuflugphasen oft personelle Engpässe. Dieses Projekt hat zum Ziel auf Basis von Deep Learning und dem Einsatz künstlicher Intelligenz Tools für die automatisierte Erkennung und Klassifizierung von Blattläusen aus Massenfängen, wie Saugfallen oder Gelbschalen, zu entwickeln. Eine KI bietet für das Schädlingsmonitoring weitreichende Vorteile: 1) signifikante Reduktion der Bearbeitungszeit, weitestgehend unabhängig von Personal, 2) standardisierte Ergebnisse ohne individuellen Personenfehler, 3) Nutzung der KI an mehreren Standorten, z.B. allen Pflanzenschutzdiensten, 4) schnellere Detektion invasiver Schadinsekten dank zeitnaher Probenbearbeitung. All diese Aspekte erlauben zukünftig eine Ausweitung des Monitorings und somit u.a. eine weitere Verbesserung von Warnhinweisen.
Ziel dieses Verbundprojektes ist es, vorhandene Abwehrebenen der Kartoffel zu verstärken und neue Abwehrmechanismen gegen diverse Schaderreger zu etablieren. Der endoparasitäre Wurzelgallennematode Meloidogyne chitwoodi ist ein bedeutender Quarantäne-Schaderreger der Kartoffel. Die regulierten Nichtquarantäne- Schaderreger PVY (Potato virus Y) und PLRV (potato leafroll virus) werden durch Blattläuse (z.B. Myzus persicae) übertragen. Besonders für das persistente PLRV wird der Wegfall insektizider Wirkstoffe eine Zunahme des Virusbefalls zur Folge haben. Auf Sortenebne ist gegen das PVY ein Gen aus S. stoloniferum vorhanden, das eine Immunität vermittelt, jedoch mit männlicher Sterilität gekoppelt ist. Deshalb sollen für beide Viren weitere, einander komplementierende Resistenzen identifiziert und eingekreuzt werden. Das TRV (tobacco rattle virus) wird durch ektoparasitäre Nematoden der Gattungen Trichodorus und Paratrichodorus übertragen, welche infolge der geringen Wirkungsgrade der zugelassenen nematiziden Wirkstoffen nicht kontrolliert werden können. Effektive Resistenzen gegen das TRV sollen in Wildarten gesucht werden. Zudem sollen neue Ebenen der Pathogenabwehr etabliert werden. Für die erfolgreiche Replikation sind Viren auf den Translationsapparat des Wirtes angewiesen. Ohne den Translation-Initiationsfaktor elF4e kommt es somit zur einer Inhibierung der PVY-Vermehrung. Wird das Siebelement einer Pflanze verletzt, so werden die Siebplatten vorübergehend durch
Phloem- Proteine (P-Protein) oder dauerhaft durch Kallose verschlossen. Sind P-Protein-Gene inaktiv, so kommt es bei Verletzungen zum dauerhaftem Verschluss durch Kallose. Bei Befall durch den Endoparasiten M. chitwoodi kann es somit zu einer Unterbindung des Stofftransportes zum Nährgewebe des Nematoden kommen, dem vom Nematoden induzierten Nährgewebe.
Im Hinblick auf den Klimawandel werden unsere Kulturpflanzen zunehmend von neuen und invasiven Schadorganismen bedroht. Der Rückgang der Insektenbiodiversität nimmt bedenkliche Ausmaße an und wird mit der bestehenden Pflanzenbau-Praxis in Verbindung gebracht. Diese neuen Herausforderungen für die Pflanzenproduktion erfordern die Entwicklung neuer Pflanzenschutzstrategien, insbesondere von biologischen und umweltschonenden Maßnahmen. Um diesen Herausforderungen begegnen zu können, planen wir, Methoden zu entwickeln und zu optimieren, um neue Schad- und Nutzorganismen und Viren sowie die bestehenden Sammlungen des JKI zu charakterisieren und zu inventarisieren. Damit werden mit dem Projekt zwei Ziele erreicht: (1) Es werden neue Methoden entwickelt bzw. angepasst, um mikrobielle und virale Schaderreger und Schaderreger-Antagonisten zu identifizieren und zu charakterisieren; (2) neue und bestehenden wertvolle Sammlungen am JKI werden institutsübergreifend hinsichtlich ihrer genetischen Ressourcen charakterisiert und einem einheitlichen Workflow (LIMS) verwaltet und dokumentiert.