Projekte der Forschungsgruppe Umweltgenomik und Systembiologie
Massennachweis des Tomato Brown Rugose Fruit Virus durch Hochdurchsatz-Sequenzierung (ToViPoRe)
Die Schweizer Landwirtschaft steht durch das hochansteckende Tomato Brown Rugose Fruit Virus (ToBRFV) unter Druck. Das Virus befällt Tomaten und Peperoni, was massive Ertragsausfälle und wirtschaftliche Verluste verursachen kann. Es wird hauptsächlich über Werkzeuge oder Pflanzenmaterial übertragen und breitet sich durch den globalen Handel mit Saatgut und Jungpflanzen aus. Seit 2021 wurde das Virus mehrfach auf importierten Pflanzen in der Schweiz nachgewiesen.
Schweizer Tomatenproduzenten fordern deshalb bessere Diagnosetests, da die aktuellen Methoden für Massentests ungeeignet sind. Ein Forschungsprojekt, finanziert vom Bundesamt für Landwirtschaft, zielt auf die Entwicklung eines schnellen, spezifischen und kostengünstigen molekularen Tests sowie die Kombination mit Hochdurchsatz-Sequenzierung. Dies ermöglicht den Nachweis des Virus und verwandter Tomatenviren sowie die Analyse vieler Proben gleichzeitig.
In Zusammenarbeit mit Akteure aus Forschung und Praxis wird technologisches Neuland betreten, mit dem Ziel, die Diagnostik von Pflanzenpathogenen zu revolutionieren.
Projektlaufzeit: 02/2023-01/2025
Projektpartner: Bundesamt für Landwirtschaft BLW, Agroscope, Landwirtschaftliche Zentrum Liebegg, Bioreba AG
Weiterentwicklung einer eDNA-Methode zur Erfassung der Artenvielfalt von Wirbellosen im urbanen Raum
Als essentielle Lebensgrundlage betrifft uns der starke Rückgang der Biodiversität sehr direkt, und trotzdem stellt uns ihr Erhalt vor grosse Herausforderungen. So ist der Verlust an Lebensräumen, gerade in immer dichter besiedelten Gebieten, einer der Hauptverursacher dieser Rückgänge. Um diesen Artenverlusten mit gezielten Massnahmen entgegenzuwirken, sind Methoden das Monitoring der Artenvielfalt wichtig, und genau dort setzt dieses Projekt an. Von diesen Rückgängen sind auch die Wirbellosen, z.B. Spinnen oder Insekten, stark betroffen. Gerade für letztere, als artenreichste Klasse aller Tiere, wurden in den letzten Jahrzehnten sehr grosse Rückgänge dokumentiert.
Wie die meisten Lebewesen hinterlassen auch Insekten oder Spinnen in ihren Lebensräumen Spuren, in welchen sich sehr kleine Mengen ihrer DNA finden lassen. Diese DNA wird auch Umwelt-DNA (oder im englischen eDNA) genannt und in diesem Projekt zunutze gemacht, um ihr Potential für das Erfassen der Biodiversität im urbanen und zersiedelten Raum zu untersuchen. Für die Gewinnung dieser DNA-Spuren werden verschiedene Techniken experimentell getestet und die DNA im Labor mittels Next-Generation Sequencing sequenziert. Dabei soll die Skalierbarkeit auf Orte ausserhalb des Untersuchungsparameters gewährleistet bleiben.
Projektlaufzeit: 06/2024-03/2025
Projektpartner: Extern
EBDOmics – Vergleichende Genomik von Enterobacter-Arten, die Zwiebel-Fäulnis verursachen
Enterobacter-Krankheit der Zwiebeln (EBDO) wird durch Mitglieder des Enterobacter-cloacae-Komplexes verursacht, einer vielfältigen Gruppe von Enterobacter-Arten, die sowohl in klinischen Isolaten als auch in der Umwelt vorkommen. Trotz langjähriger Bekanntheit fehlen systematische Studien zur Taxonomie der Isolate und zu den Virulenzfaktoren spezifisch für Pflanzenpathogene.
Das Projekt zielt darauf ab, die Position der EBDO-Isolate innerhalb der Gattung Enterobacter mit modernen taxonomischen und phylogenomischen Methoden zu bestimmen. Dafür werden Isolate gesammelt und auf ihre Fähigkeit zur EBDO-Verursachung getestet (WP1). Die Genome pflanzenpathogener Isolate werden sequenziert, um deren taxonomische Stellung zu klären (WP2). Pangenom-Analysen pflanzenpathogener und klinischer Isolate sollen Pathogenitätsfaktoren identifizieren und auf ihre Rolle in der Zwiebelkrankheit testen (WP3).
Auf Grundlage der Genomdaten werden LAMP-basierte Diagnosetests entwickelt, die eine frühzeitige Erkennung pflanzenpathogener Isolate im Feld ermöglichen (WP4). Das Projekt liefert wichtige Erkenntnisse zur Unterscheidung pflanzenpathogener, umweltbezogener und klinischer Isolate sowie zur Prävention und Bekämpfung von EBDO. Gleichzeitig trägt es zur Klärung der Rolle als opportunistischer Humanpathogen des E. cloacae-Komplexes bei.
Projektlaufzeit: 01/2022-04/2025
Projektpartner: University of Pretoria; University of the Witwatersrand; University of Venda; University of Limpopo
Auftraggeber: SNF-Projektförderung / Projekt Nr. 204333
Wirkungsgrad von Fern-UV-C und Entwicklung eines Botrytis-Resistenzen-Schnelltests
Die Forschungsgruppe Umweltgenomik und Systembiologie der ZHAW führt parallel zum Forschungsprojekt des Bundesamtes für Landwirtschaft (BLW), «Nicht-chemische Behandlung von Erdbeerjungpflanzen gegen Botrytis cinerea», weitergehende Arbeiten durch. Das Projekt umfasst verschiedene Projektmodule. Es wird untersucht, welche UV-C Wellenlängen effektiver und in der Anwendung sicherer sind (Fern-UV-C). Im Gegensatz zu normalem UV-C kann Fern-UV-C menschliches Gewebe nicht durchdringen. In diesem Modul wird die Wirkung von Fern-UV-C auf verschiedene Erreger getestet und der Wirkungsgrad ermittelt. Im Projektmodul "Schnelltest Entwicklung" wird ein molekularbiologischer Schnelltests zum Nachweis von Botrytis-Resistenzen gegen Botrytizide entwickelt.
Projektlaufzeit: 11/2022-03/2025
Projektpartner: Landwirtschaftliche Zentrum Liebegg
Projektliste
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Development of a biofungicide based on actinobacteria strains isolated from extreme Moroccan ecosystems to protect and improve tomato…
Tomato is a vegetable crop grown in many countries, and its production is constantly increasing. Unfortunately, production can be limited by both abiotic and biotic factors. Fungal pathogens are one of the major factors that reduce crop yield. Botrytis cinerea is a phytopathogenic fungus that causes…
laufend, 12/2024 - 12/2027
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Etablierung einer Vor-Ort-Diagnostik zur Erkennung von Phytophthora-Arten
Phytophthora ramorum / cinnamomi / cambivora sind gefährliche Schadorganismen. Die Unterscheidung zu anderen Arten ist schwierig und erfordert Labortests. Die Praxis wünscht ein mobiles Feldlabor für eine effiziente Vor-Ort-Diagnostik. Dieses Projekt prüft die Praxistauglichkeit von LAMP-Assays…
laufend, 12/2024 - 07/2026
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Loop-mediated isothermal amplification for real-time pathogen screening in soil
The aim of this project is to develop a real-time pathogen screening system for important soil pathogens using loop-mediated isothermal amplification (LAMP) technology. The process will involve the isolation and amplification of DNA from plant, seed or soil samples. A key challenge will be to…
laufend, 11/2024 - 12/2026
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Langfristige Förderung des Seesaiblings (Salvelinus umbla) im Zürichsee
Um langfristig eine stabile Population von Seesaiblingen im Zürichsee zu ermöglichen, werden die bisherigen Massnahmen (der Fischbesatz und die künstlich aufgeschütteten Laichgründe) evaluiert und optimiert. Das Ziel sind Empfehlungen, um unnütze Massnahmen zu terminieren, mässige zu optimieren und…
laufend, 05/2024 - 03/2030
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Development of a kit for the detection of leaf spot in turf grass
The objective is to develop a real-time pathogen detection kit for a range of turf grass leaf spot diseases. This kit will feature a straightforward process for DNA extraction and amplification through loop-mediated isothermal amplification (LAMP). It will enable semi-quantitative assessment of…
laufend, 04/2024 - 12/2025
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Bioprospektion und Genomik von Actinobakterien isoliert aus der Marchica-Lagune (ActinOmics)
Der massive und übermässige Einsatz von Antibiotika in der Medizin hat zum Auftreten und zur Verbreitung multiresistenter Krankheitserreger geführt, wodurch die Behandlung mit den üblichen Antibiotika unwirksam wird. Zu diesem Phänomen der Antibiotikaresistenz kommt das Auftreten neuer, oftmals…
laufend, 09/2023 - 09/2025
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Massennachweis des Tomato Brown Rugose Fruit Virus durch Hochdurchsatz-Sequenzierung (ToViPoRe)
Die Schweizer Landwirtschaft ist durch das Auftreten des Tomato Brown Rugose Fruit Virus (ToBRFV), auch „Jordanvirus“ genannt, gefährdet. Das Virus, welches Tomaten und Peperoni befällt, kann zu einem massiven Ertragsausfall führen, was für die Produzent:innen erhebliche wirtschaftliche Verluste…
laufend, 02/2023 - 08/2025
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Modernes Biodiversitätsmonitoring mit Next-Generation Sequencing (NGS-Methoden)
Der Erhalt der genetischen Vielfalt ist ein essentieller Teil des Naturschutzes und ist vom Bund als Teil der prioritären Forschungsthemen für die Jahre 2021-2024 aufgeführt. Entsprechend wichtig ist es, mit Forschungsarbeit und geeigneten Methoden diese genetische Vielfalt zu erfassen, um damit…
abgeschlossen, 01/2023 - 12/2023
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Wirkungsgrad von Fern-UV-C und Entwicklung eines Botrytis-Resistenzen-Schnelltests
Die Forschungsgruppe Umweltgenomik und Systembiologie der ZHAW führt parallel zum Forschungsprojekt des Bundesamtes für Landwirtschaft (BLW), «Nicht-chemische Behandlung von Erdbeerjungpflanzen gegen Botrytis cinerea», weitergehende Arbeiten durch. Das Projekt umfasst verschiedene Projektmodule. Es…
abgeschlossen, 11/2022 - 03/2025
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EBDOmics – Comparative genomics of Enterobacter spp. causing Bulb Decay of Onions
Enterobacter bulb disease of onions (EBDO) is caused by members of the Enterobacter cloacae complex. This includes a diverse group of Enterobacter species that occur as clinical isolates and in the environment. Although EBDO has been known for several years, no systematic study has been conducted on…
laufend, 01/2022 - 02/2026
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Erbringung von Dienstleistungen im Bereich Einfuhrkontrollen von lebenden CITES Pflanzen aus der EU
Erbringung von Dienstleistungen im Bereich Einfuhrkontrollen von lebenden CITES Pflanzen aus der Europäischen Union und die Durchführung von Inlandkontrollen.
laufend, 01/2022 - 04/2027
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Turf Pathogen Screening System using Loop Mediated Isothermal Amplification
The objective is the development of a real-time pathogen screening system for a group of global relevant turf grass diseases using loop mediated isothermal amplification, LAMP technology. From a turf sample, DNA isolated and amplified using LAMP. Pathogen occurrence in the sample will be detected…
abgeschlossen, 12/2021 - 12/2023
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Fire Blight App for Central Asia
Based on the existing tick app in Switzerland, we will develop an app for smartphones that can inform local populations in Central Asia about fire blight, simultaneously allowing a citizen science approach for mapping the spread of this dangerous pome fruit disease. Utilizing the gathered data, a…
abgeschlossen, 03/2021 - 06/2022
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Antibiotic resistances in Enterobacteria
Atypical Enterobacteria are frequently misidentified in clinical diagnostics due to unsettled taxonomy and noisy reference databases. Despite of their environmental origin, they regularly appear in clinical samples and increasingly display multi-drug resistances (MDRs) that are acquired during…
abgeschlossen, 12/2020 - 11/2022
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Genetische Analysen fürs Seeforellenmanagement im Einzugsgebiet des Zürichsees
Viele Fischpopulationen in der Schweiz werden hauptsächlich aufgrund der Beeinträchtigung ihrer natürlichen Umgebung durch Besatzmassnahmen künstlich bewirtschaftet. Da sich die Populationen jedoch durch lokale Adaption evolutionär an ihre jeweiligen Lebensräume anpassen, ist oftmals fraglich, ob…
abgeschlossen, 05/2020 - 03/2021
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Wildlife@Campus Grüental - kleine Säugetiere im Fokus
Entwicklung eines modularen Erfassungssystems & Sensibilisierung der Bevölkerung für die heimliche Lebensweise unserer kleinen Säugetiere
abgeschlossen, 04/2020 - 12/2021
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Akzeptanz einer App zur Kontaktnachverfolgung von SARS-CoV-2 in der Schweizer Bevölkerung
Die Befragung von 1929 volljährigen Personen in der Schweiz im Zeitraum vom 17. - 26. April 2020 legt nahe, dass eine grosse Mehrheit der Bevölkerung auf jeden Fall oder wahrscheinlich beabsichtigt, a) eine App zur Kontaktnachverfolgung von SARS-CoV-2 zu installieren, b) Infektionen in der App zu…
abgeschlossen, 04/2020 - 09/2020
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Evaluation of benefits and risk of assisted migration in Fagus species
Risk and benefits of assisted introduction of drought-resistant Fagus species in EuropeEuropean beech (Fagus sylvatica) is one of the economically most important broadleaved trees in Europe. Its natural geographical diffusion area is however expected to experience a major shift as a consequence of…
abgeschlossen, 01/2020 - 12/2022
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A multidisciplinary project to understand the effect of chitin soil amendment on the plant response, natural microbial community and the…
Der Verzehr von Obst und Gemüse wird als wichtig für eine gesunde und ausgewogene Ernährung angesehen und als eine bedeutende Vitamin- und Ballaststoffquelle anerkannt. Die Behörden fördern den Konsum frischer Pflanzenprodukte, jedoch ist die Lebensmittelsicherheit von frischem Obst und Gemüse nach…
abgeschlossen, 01/2020 - 12/2024
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Nicht-chemische Behandlung von Erdbeerjungpflanzen gegen Botrytis cinerea mit UV-C
Die Graufäule gilt als eine der gefürchtetsten Krankheiten im Erdbeeranbau. Der daraus jährlich resultierende Ertragsausfall beträgt rund 15 %, dies entspricht einem Wert von 9.1 Mio. CHF. In den letzten Jahren kam es im Ausland und der Schweiz vermehrt zur Bildung von multiresistenten…
laufend, 01/2020 - 07/2026