Titel Promotor Affiliaties "Korte inhoud" "Biologie en ecologie van bacteriële en fungale biofilmen bij de mens." "Surbhi Malhotra" "Laboratorium voor Medische Microbiologie (LMM), Instituut voor Vaccin-en Infectieziekten (VAXINFECTIO)" "De algemene doelstelling van deze onderzoeksgemeenschap is om het ontstaan en de structuur van bacteriële en fungale biofilmen bij de mens beter te begrijpen zodat er op termijn doeltreffend kan tegen opgetreden worden." "Biologie en ecologie van bacteriële en fungale biofilmen bij de mens." "Patrick Van Dijck" "Moleculaire Biotechnologie van Planten en Micro-organismen, Afdeling: Centrum voor Microbiële en Plantengenetica, Dierenfysiologie en Neurobiologie, Biologie, Campus Kulak Kortrijk, Afdeling Bodem- en Waterbeheer" "De algemene doelstelling van deze onderzoeksgemeenschap is om het ontstaan en de structuur van bacteriële en fungale biofilmen bij de mens beter te begrijpen zodat er op termijn doeltreffende kan tegen opgetreden worden. De vorming van een biofilm gebeurt in verschillende stappen waarbij eerst cellen zich vasthechten op een substraat. Naast adhesie aan het substraat zijn ook cel-cel interacties (in het geval van polymicrobiële biofilmen is dit tussen cellen van verschillende microbiële species) belangrijk voor de ontwikkeling, structuur en de activiteit van een biofilm. Naast celwand gerelateerde componenten is microbiële communicatie (quorum sensing) hierbij essentieel. Een belangrijk onderzoekstopic zal dan ook het bestuderen van cel-cel interacties in biofilmen zijn. Een ander belangrijk onderzoekstopic in het netwerk behandelt de vraag naar de onderliggende mechanismen van de sterk verhoogde resistentie van cellen aanwezig in een biofilm tegenover antimicrobiële producten. De vraag naar het onderliggende mechanisme van het ontstaan van persister cellen staat hierbij centraal." "Biologie en ecologie van bacteriële en fungale biofilmen bij de mens." "Paul Cos" "Laboratorium voor Microbiologie, Parasitologie en Hygiëne (LMPH)" "Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. De algemene doelstelling van deze onderzoeksgemeenschap is om het ontstaan en de structuur van bacteriële en fungale biofilmen bij de mens beter te begrijpen zodat er op termijn doeltreffend kan tegen opgetreden worden." "“Nature-based” kustverdedigingssystemen rond golf-stroming-zeegras interactie: interdisciplinair onderzoek rond kusrwaterbouwkunde, ecologie en mariene biologie" "Peter Troch" "Biologie, Vakgroep Civiele Techniek" "Natuur-gebaseerde oplossingen met een lage ecologische impact die duurzame kustbescherming bieden, zijn belangrijk in het aanpassingsproces gericht op globale klimaatverandering. Een opportuniteit van duurzame bescherming wordt aangeboden door aquatische vegetatie (zeegras, zoutmoerassen en mangroves) in de kustzone, die van hoge ecologische waarde is en die natuurlijke kustbescherming voorziet door golven te dempen, stroming te beperken en sedimentatie te bevorderen. Op vele van ‘s werelds kustlijnen is vegetatie al impliciet een beschermende factor tegen overstromingen, desalniettemin is meer onderzoek noodzakelijk om richtlijnen voor het ontwerp van natuur-gebaseerde kustbeschermingen op te stellen. In de huidige toestand liggen kennistekorten meestal in het tekort aan begrip van de onderliggende hydrodynamische processen en energie dissipatie, gecombineerd met een tekort aan experimentele data en nauwkeurige numerieke modellen. In deze context zijn de objectieven van voorgesteld onderzoek de volgende: (i) het ontwikkelen van een vloeistof-structuur-interactie numerieke solver, rekening houdend met de flexibiliteit van vegetatie, om de demping van golven en stromingen te onderzoeken, en (ii) het uitvoeren van 2D experimenten in de zoutwatertank met reële planten en in de 3D Coastal & Ocean Basin met mimics; dit werk zal soort-specifieke parameters en vrij-toegankelijke validatie data produceren." "Kustverdedigingssystemen gebaseerd op ‘Building with Nature’ principes: interdisciplinair project over kustwaterbouw, ecologie en mariene biologie" "Peter Troch" "Biologie, Vakgroep Civiele Techniek" "Ecosystemen met schorren of zeegrassen hebben een hoge ecologische en economische waarde en spelen tegelijk een belangrijke rol bij de energiedissipatie van golven en stromingen. In dit onderzoek ontwikkelen wij een 3D numeriek en theoretisch model dat gevalideerd wordt a.d.h.v. experimenten in de nieuwe state-of-the-art golf-stromingstank en zeewater golf-stromingsgoot, in GreenBridge, om nieuwe inzichten in de golf-stroming-vegetatie interacties te bekomen." "Ecologie, systematiek en evolutionaire biologie van bloedparasieten bij kikkers in het noorden van KwaZulu-Natal" "Nico Smit, Luc Brendonck" "Ecologie, Evolutie en Biodiversiteitsbehoud" "Bloedparasieten komen voor bij zowel gewervelde als ongewervelde dieren, in het water en op het land. Niettegenstaande hun belang en algemeen voorkomen zijn ze vaak slecht bestudeerd. Zo is er nauwelijks iets geweten over welke bloedparasieten voorkomen bij amfibieën in Sub-Sahara Afrika. Wij hebben een grootschalige multidisciplinaire studie ondernomen om onze kennis rond het voorkomen, de diversiteit, de ecologie en de evolutionaire geschiedenis van bloedparasieten bij kikkers te bestuderen. Het zwaartepunt van ons studiegebied ligt in de Phongolo vloedlanden van Zuid-Afrika. Daarnaast verzamelden we echter ook stalen van kikkers in Zuidelijke regio’s van het Kruger Nationaal Park (Zuid Afrika) en van overheen België. Het was van groot belang om ook de Belgische populaties in de studie te betrekken aangezien de type lokaliteiten van heel wat kikker bloedparasietsoorten en genera in Europa liggen. Deze stalen leverden ons essentiële informatie voor fylogenetische vergelijkingen tussen Afrikaanse en Europese soorten.In totaal onderzochten we het bloed van 643 kikker individuen die 38 soorten, 20 genera en 13 families vertegenwoordigen. De studie valt uiteen in 3 onderdelen. In een eerste deel brengen we de diversiteit van bloedparasieten in kaart, in een tweede bepalen we de evolutionaire relaties van de bloedparasieten en hun gastheren en tenslotte bestuderen we de ecologische gastheer-vector-parasiet relaties in een derde deel. Van iedere kikker werden bloedstalen via de femorale slagader genomen. Deze werden gebruikt om dunne bloedsmeren te prepareren voor screening naar aanwezigheid van parasieten en voor morfometrische analyses van parasieten. De rest van het bloed werd gefixeerd in 70% ethanol voor latere moleculaire analyses. Bloedsmeren werden met behulp van ‘Giemsa’ gekleurd voor microscopische screening naar de aanwezigheid van organismen in het bloed. Positieve infecties werden dan verder onderzocht naargelang de doelstellingen van de respectievelijke hoofdstukken. Deze methodes omvatten zowel morfologische als moleculaire analyses. Voor identificatie en beschrijving van de soorten werd eerst en vooral morfologische informatie gebruikt maar ter ondersteuning ook moleculaire informatie. Daarnaast werd de moleculaire informatie gebruikt om de evolutionaire relaties tussen de bloedparasieten te reconstrueren.We troffen een groot aantal verschillende bloedpasrieten aan, waaronder een aantal voorheen voor de wetenschap onbekende soorten. We beschreven drie nieuwe soorten Hepatozoa, twee soorten Dactylosoma, drie soorten Lankesterella en twee haemococcidium soorten van struik en zegge kikkers in Afrika en België. Daarnaast beschreven we een nieuwe filariale nematode bij amfibieën en reconstrueerden we de levenscyclus van de soort. Hierbij werden alle levensstadia gekarakteriseerd via zowel moleculaire als morfologische methodes. Daarbij is onze studie de eerste om de levensgeschiedenis van een filariale nematode van amfibieën uit zuidelijk Afrika op te helderen. Onze studie is ook de eerste die zowel voor Afrikaanse als Europese haemocociddium soorten van kikkers genetische informatie aanlevert. Fylogenetische analyses tonen aan dat de Hepatozoa soorten van Afrikaanse kikkers een aparte monofyletische groep vormen, gescheiden van de Hepatozoa van Europese en Noord Amerikaanse kikkers. Met betrekking tot de fylogenie van de Dactylosoma soorten blijkt dat ze een aparte monofyletische groep vormen van de andere haemogregarine groepen. Tenslotte presenteren we de resultaten van een case-study waarin we aantonen dat bloedparasieten van kikkers in de Phongolo vloedlanden potentieel hebben als bio-indicatoren voor de integriteit van een ecosysteem. In deze context tonen we dat kikkers van zwaar verstoorde sites meer bloedparasieten dragen dan individuen van minder verstoorde sites.Algemeen is deze grote multi-species, multi-survey studie een belangrijke bijdrage voor het in kaart brengen van de diversiteit van bloedparasieten bij kikkers in Noordelijk KwaZulu-Natal in Zuid Afrika. We ontdekten verschillende nieuwe soorten kikker-bloedparasieten van verschillende taxa en we leverden de eerste moleculaire data voor Dactylosoma, Lankesterella en een filariale nematode voor Afrikaanse kikkers. Vanuit een ecologisch perspectief voldoen de bestudeerde bloedparasieten aan een heel aantal criteria van goede indicatorsoorten. Ze hebben dus duidelijk potentieel als indicatoren voor ecosysteem gezondheid en voedselwebintegriteit. Deze studie vormt een basis en zet krijtlijnen uit voor toekomstige studies van parasiet diversiteit in Noordelijk KwaZulu-Natal. Dit gebied is niet alleen divers qua kikkers maar ook qua geassocieerde bloedparasieten. Tenslotte levert deze studie ook baseline-informatie voor toekomstige taxonomische en ecologische studies van deze groepen parasieten in Zuid Afrika en overheen de rest van de wereld." "Ecologie en moleculaire biologie van bacteriële adaptatie aan pesticiden" "Dirk Springael" "Microbiële en Plantengenetica (CMPG), Afdeling: Centrum voor Microbiële en Plantengenetica, Bodem- en Waterbeheer" "Pesticiden zijn onmisbaar voor een stabiele voedselvoorziening en het gebruik ervan neemt wereldwijd toe.  Ze vormen echter een belangrijk milieuprobleem vanwege hun recalcitrant karakter en hun toxiciteit voor niet-doelwitorganismen, en ondanks de steeds strengere regelgeving, blijven pesticiden op vele locaties de opgelegde drempelwaarden voor grond- en oppervlaktewater overschrijden. Om dit persistentievraagstuk aan te pakken, is een beter begrip van het lot van pesticiden en hun residuen in het milieu essentieel. Bacteriële biologische afbraak bepaalt in belangrijke mate dat lot en vormt de enige route voor hun volledige verwijdering. De bacteriële biologische afbraak van pesticiden werd uitgebreid bestudeerd en toch blijft het werkelijke afbraakpotentieel in complexe omgevingen zoals bodem onvoldoende begrepen, evenals de ogenschijnlijk snelle evolutionaire trajecten die leiden tot de afbraakwegen die bacteriën in staat stellen pesticiden te gebruiken als groeisubstraat. Het doel van dit doctoraat was om meer inzicht te krijgen in de bacteriële ecologie van pesticideverwijdering en in de bacteriële aanpassing wat betreft de afbraak van pesticiden in bodems en in on-farm biozuiveringssystemen (BPS's) die worden gebruikt in de behandeling van pesticide verontreinigd afvalwater op boerderijen.Het eerste deel van de studie beöogde na te gaan of de eerdere blootstelling van een landbouwgrond aan het fenylureumherbicide linuron resulteerde in een genetisch geheugen voor linuron-biodegradatie in de bacteriële gemeenschap. Bovendien werd onderzocht of linuron-afbrekende bacteriën behorend tot het genus Variovorax, eerder geïsoleerd en geïdentificeerd als linuron-afbeker, instrumenteel zijn voor dat genetische geheugen of eerder slechts artefacten zijn van de isolatieprocedure. Daartoe werden de in situ afbrekende organismen van linuron voor het eerst bepaald door de cultivatie-onafhankelijke “DNA-stabiele isotoop-probing” (DNA-SIP) technologie in combinatie met 16S rRNA-genamplicon-sequenering, dit naast klassieke kweekafhankelijke isolatie. Beide benaderingen resulteerden in de toewijzing van Variovorax als sleutel linuron-afbrekers en dus als de sleutel voor het behoud van het genetische geheugen van linuron-degradatie in de onderzochte bodem dit ondanks periodes zonder linuronbehandeling. De resultaten bevestigden daarmee de besluiten van eerdere studies en het belang van het genus Variovorax voor in situ linuron-verwijdering in de onderzochte bodem. Desalniettemin vertegenwoordigden de twee nieuwe linuron-afbrekende Variovorax isolaten, genotypen die verschilden van deze geïdentificeerd via DNA-SIP en vormen ze een voorbeeld van het mogelijk vertekende beeld van klassieke cultivatie-afhankeljke isolatiemethodes.   Het tweede deel van de studie richtte zich op het identificeren van de in situ linuron-afbrekers in een BPS-omgeving. Net als in het eerste deel werd hiertoe DNA-SIP toegepast en werden parallel, vanuit hetzelfde materiaal, BPS-materiaalvrije aanrijkingsculturen bestudeerd. DNA-SIP identificeerde, naast Variovorax, ook Ramlibacter als sleutelorganisme in in situ linuron-degradatie, een organisme dat voordien nooit in verband werd gebracht met linuron-biodegradatie. De aanrijkingsculturen daarentegen bestonden uit gemeenschappen gedomineerd door Variovorax maar die geen Ramlibacter bevatten wat wederom het vertekend beeld van cultivatieafhankelijke technieken aangeeft. Bovendien toonde DNA-SIP de betrokkenheid in in situ linuron-afbraak van verschillende genen eerder gekoppeld aan linuron-katabolisme in Variovorax en hun waarschijnlijke inbedding in IS1071-composiettransposons en IncP-1-plasmiden.In het laatste deel van de studie werd de rol van linuron-gepreconditioneerde bacteriële gemeenschappen in de afbraak van de structureel gelijke verbindingen chloorprofam en chloortoluron onderzocht om inzicht te krijgen in de rol van het genetisch geheugen voor linuron-afbraak bij adaptatie, bijvoorbeeld door uitwisseling van complementaire katabole genmodules. Het met linuron gepreconditioneerde BPS-materiaal bestudeerd in deel twee, werd gebruikt als modelsysteem vanwege het eerder bevestigde genetische geheugen voor linuron-biodegradatie. Daarnaast fungeerden niet-gepreconditioneerd BPS-materiaal en een zelfgemaakt BPS-materiaal nooit eerder aan pesticiden blootgesteld (benoemd als OF/O) als controles. De drie materialen werden regelmatig gedoseerd met chloorprofam en chloortoluron dit gedurende 17 maanden en gecontroleerd op de mineralisatie van het respectievelijke pesticide, terwijl de organismen/genfuncties betrokken bij de afbraak geïdentificeerd werden door DNA-SIP en cultivatieafhankelijke aanrijking. De resultaten toonden een positief effect van linuron-preconditionering op de mineralisatie van chloorprofam en chloortoluron. De waargenomen effecten werden echter verklaard door een reeds aanwezige capaciteit om deze verbindingen af te breken gemedieerd door een subset van de aanwezige linuron-afbrekers eerder dan door genetische uitwisseling. Dit werd bevestigd door de waargenomen vertraagde mineralisatieactiviteit voor beide verbindingen in het OF/O-materiaal en het voorkomen van identieke afbrekers in alle materialen. De DNA-SIP-analyses identificeerden verder nooit eerder vermelde genera als afbrekers voor alle geteste verbindingen en suggereerden dat het substraatbereik van de linuronhydrolase LibA chloorprofam omvat.De bekomen resultaten breiden onze kennis uit wat betreft de in situ biologische afbraak van pesticiden in zowel de bodem als BPS-omgeving, in het bijzonder met betrekking tot de afbraak van linuron, chloorprofam en chloortoluron. Voor alle bestudeerde verbindingen werden tot nog toe onbekende afbrekers geïdentificeerd met behulp van het cultivatie-onafhankelijke DNA-SIP, terwijl de bias geassocieerd met klassieke aanrijkings en isolatiemethoden tot uiting kwamen. Ten slotte droeg dit proefschrift bij aan de schaarse kennis die beschikbaar is over de aanpassing van bacteriën aan pesticiden en de rol van het genetisch geheugen daarin. Deze informatie is belangrijk voor een beter begrip van het gedrag en lot van pesticiden in het milieu en van de onderliggende mechanismen van de biologische afbraak van pesticiden in bodems en in bioremediatiesystemen zoals BPS." "Integratie van ecologie, sociologie en economie in het waterbeleid door middel van een beleidsondersteunend model." "Patrick Meire" "Engineering Management, Milieu en Samenleving (M&S), Ecosysteembeheer" "Het Integraal Waterbeleid heeft nood aan beleidsondersteunende instrumenten. Een metamodel wordt ontwikkeld dat de ontwikkeling van beleidsscenario""s op basis van eco-fysische, sociale en economische data ondersteund met speciale aandacht voor ecosysteemdiensten Hierbij is economische valorisatie en de inbreng van een Multi-stakeholder Platform van toekomstige gebruikers van vitaal belang." "Pathologie koppelen aan ecologie om wat gewoon is gewoon te houden: het voorbeeld van de gewone pad (Bufo bufo)" "Frank Pasmans, Dries Bonte, Siska Croubels" "Biologie, Vakgroep Pathobiologie, Farmacologie en Bijzondere Dieren" "Verlies van wijd verspreide soorten heeft een grote impact op het functioneren van ecosystemen. De gewone pad is een type voorbeeld van een “gewone” soort waarvan de populaties achteruitgaan. Met een multidisciplinaire aanpak (diergeneeskunde, toxicologie, ecologie) beoogt dit project het complexe samenspel van oorzaken en mechanismen van deze achteruitgang te identificeren, om concrete adviezen voor natuurbehoud te formuleren." "Incidentie en ecologie van roestziekte (Hemileia vastatrix) op wilde Coffea Arabica in Ethiopische Afromontane regenwouden" "Olivier Honnay" "Ecologie, Evolutie en Biodiversiteitsbehoud, Microbiële en Plantengenetica (CMPG)" "Coffea arabica L. (Familie Rubiaceae) vormt nog steeds de ruggengraat van de Ethiopische economie. De koffieproductie voorziet 5% van de Ethiopische economie en 25% van de Ethiopische werkgelegenheid. Ethiopië, de geboorteplaats van Coffea arabica, kent een grote genetische diversiteit aan koffie in het zuidwestelijke deel van het land in de Afromontane-bossen. Dit vormt een mogelijkheid om wilde Coffea arabica te identificeren die bestand is tegen koffiebladroest (Coffee leaf rust, CLR). Een natuurlijke koffiepopulatie is vormt de noodzakelijke bron van nieuwe resistentiegenen die nodig zijn om de toekomstige evolutie in de pathogenen van het gewas het hoofd te bieden. Er ontbreekt echter informatie over de genetische diversiteit, de incidentie en de ernst van de CLR in de Afromontane bossen in het zuidwesten van het Ethiopië. Daarom zou het identificeren van zowel wilde Coffea arabica genotypes als van gecultiveerde genotypes die resistent zijn tegen Hemileia vastatrix (de fungus die CLR veroorzaakt) globale aandacht moeten krijgen, om economische verliezen tegen te gaan. Er is echter tot nu toe weinig moeite gedaan om wilde Coffea arabica genotypes te identificeren die resistent zijn tegen CLR in Ethiopië. Daarom is het doel van het huidige onderzoek om inzicht te krijgen in de genetische diversiteit, de incidentie en de ernst van CLR in de Ethiopische koffieproductiesystemen. Hiervoor zullen de belangrijkste omgevingsfactoren geïdentificeerd worden die CLR veroorzaken in de Ethiopische koffieproductiesystemen en zullen wilde Arabica koffiegenotypen die resistent zijn tegen Hemileia vastatrix gescreend worden. Dit experiment zal worden uitgevoerd in de Afromontane bossen in Jimma, Oromia Regional State, Zuidwest-Ethiopië (7°46' N, 36°0' E). Het studiegebied ligt op ongeveer 350 km afstand van de hoofdstad Addis Ababa, op ongeveer 12 tot 35 km afstand ten westen van de stad Jimma. Twee locaties (districten Gera en Mana) zullen voor dit onderzoek worden geselecteerd. Voor dit experiment worden locaties over het hele landschap (gradiënt van het koffiebeheer) geselecteerd door een aantal ononderbroken bossen en een aantal bosfragmenten te identificeren in het studiegebied. In Gera zullen drie studiesites geselecteerd worden binnen het koffiebossysteem (forest coffee, FC) dat geen of zeer weinig bosbeheer ondervindt. Eveneens in Gera, zullen drie andere studiesites geselecteerd worden binnen het intensief beheerde koffie agrobosbouwsysteem (semi-forest coffee, SFC). Daarnaast zal ook de invloed van elevatie bestudeerd worden door drie gebieden op verschillende hoogte te selecteren in het Mana district: laagland (Degelu), intermediare altitude (Genbe), en hoogland (Butter). De studieopzet dat gebruikt zal worden, zal een ‘nested design’ zijn, waarbij de bemonsterde koffiestruiken en het toegepaste beheer ineengesloten zullen zitten onder de noemer locatie of landschap. Tijdens de gegevensverzameling zullen we in elke locatie een plot opstellen van 20 x 20 m. Vijf koffieplanten zullen willekeurig gekozen worden per plot om te bemonsteren. Details zoals incidentie en ernst, omgevingsvariabelen en schimmelisolaten zullen worden verzameld en geanalyseerd. Het laboratoriumexperiment zal worden uitgevoerd om de agressiviteit te onderzoeken van Hemileia vastatrix-isolaten die zijn verzameld op wilde en gecultiveerde genotypen van Coffea arabica uit gebieden met verschillende gradaties van het koffiebeheer. Tijdens dit onderzoek zullen de genetische diversiteit van CLR en de factoren die CLR veroorzaken geïdentificeerd worden; de CLR incidentie en ernst zullen gekwantificeerd worden; en de agressiviteit van Hemileia vastatrix-isolaten zal onderzocht worden."