• Botanikk
  
• Plantefysiologi

Innenfor studieretning botanikk tilbys hovedfagsoppgaver innenfor fagområdene:

• Høyere planters systematikk (inkludert evolusjon og fylogeni)
  
• Botanisk økologi (inkludert populasjonsbiologi)
  
• Mykologi (inkludert molekylær systematikk (evolusjon, fylogeni) og økologi, populasjonsbiologi)

Hovedfagsveiledningen skjer i samarbeid med andre avdelinger ved Biologisk institutt og Botanisk hage og museum, og eksterne institusjoner. Den raske utviklingen innen molekylær systematikk har ført til at mange av de vitenskapelig ansatte har forskningssamarbeid med andre faggrupper ved instituttet, slik som genetikere, plantefysiologer og toksikologer, og med kollegaer i utlandet.

Etter opptak til hovedfag vil alle studentene innen studieretningen få et tilbud om et innføringskurs i biosystematikk og økologi (BB300 A + B, 2 + 1 vt.), hvor det også gis en kort innføring i molekylære teknikker og økologiske metoder som kan være aktuelle for forskningsoppgaven.

Innenfor studieretning plantefysiologi er forskningen og hovedfagsveiledning i hovedsak knyttet til:

• Molekylær plantefysiologi
• Stressfysiologi

Plantefysiologi omfatter planters vekst- og utviklingsfysiologi, biokjemi og molekylærbiologi. Veiledning gis i samarbeid med ansatte ved Fytotronen.

De enkelte fagområder, veiledere og mulige hovedfagsoppgaver beskrives i det følgende:

Botanikk

Høyere planters systematikk og diversitet

I systematisk forskning legges i dag stor vekt på organismenes fylogeni og populasjonsbiologi. I dette arbeidet benyttes bl.a. matematiske, statistiske og numeriske (fenetikk, kladistikk) metoder. Studenter med bakgrunn i matematikk, informatikk eller kjemi vil derfor kunne tilbys relevante oppgaver også innen bio-systematikk.

Under veiledning av professor Inger Nordal i samarbeid med førsteamanuensis Brita Stedje (Tøyen):

- Taxonomi, cytologi og evolusjon i utvalgte afrikanske liljeslekter.
"Afrikagruppa" ved Avdeling for Botanikk og Plantefysiologi har tatt på seg ansvaret for å revidere liljefamilien (i vid forstand) for "Flora Zambesiaca" prosjektet (dekker Botswana, Zimbabwe, Zambia, Malawi og Mocambique). Gruppa er også involvert i biodiversitets-studier/bevaringsbiologi i Etiopia og Kenya . Prosjektene utføres i samarbeid med University of Addis Abeba, East African Natural History Museum, University of Zimbabwe, Royal Botanic Gardens, Kew og Norsk Institutt for Naturforsking (NINA). Afrikanske Master og Doctor studenter deltar med NUFU-stipend. Målet med oppgaven(e) vil være å revidere slektene taxonomisk, men også å belyse evolusjonært slektskap innen og mellom slekter ved hjelp av moderne eksperimentelle metoder: dyrknings- og krysningsforsøk, cytologiske analyser, og evt. DNA-metoder. Innen biodiversitetsforskning er også GIS (Geographic Information Systems) et viktig redskap.

Evolusjon og endemisme i arktisk flora

Veiledergruppe: Professor Inger Nordal (Blindern), Professor Christian Brochmann, Professor Reidar Elven og Professor Liv Borgen (Tøyen).

I 1998-1999 fikk vi et år ved Senter for Høyere studier (Vitenskaps-Akademiet) hvor en internasjonale gruppe vil arbeide med artsavgrensings-problemer i Arktis med tanke på å få til et Pan-Arktisk flora-prosjekt. Et slikt prosjekt er ugjennomførbart i dag på grunn av helt ulike tradisjoner innen taxonomi og nomenklatur på de to sidene av det gamle "jernteppet". Det er derfor umulig å fastslå hvor i Arktis biodiversiteten er størst og hvor det eventuelt har eksistert "evolutionary hotspots". Vi kjenner heller ikke utbredelsen av arter fordi navnene har hatt en tendens til å skifte ved Grense Jakobselv og ved Berings-stredet. Det finnes en rekke uløste problemer og en gruppe på 3-4 studenter kan tilbys oppgaver.

Metoder:
I alle tilfelle vil feltinnsamlinger og økologiske analyser (hovedsakelig Nord-Norge og Svalbard) bli kombinert med klassisk taksonomiske metoder. I tillegg vil det i varierende grad inngå elementer fra følgende områder: biostatistisk morfometri, kromosom-cytologi, dyrkningsforsøk i fytotron, eksperimentelle reproduksjonsstudier, populasjonsgenetikk basert på isoenzymer og eventuelt også DNA-metodikk. Målet er å belyse evolusjon og å bidra til det nylig igangsatte internasjonale "Pan-Arctic Flora" prosjektet.

Botanisk økologi

Livshistoriestrategier, økologi og evolusjon hos lavdannende sopp
Under veiledning av Professor Geir Hestmark:

Grunnleggende spørsmål i evolusjonær økologi og symbiose-biologi søkes besvart med lavdannende sopp som modellsystemer. Eksempler på oppgaver er kartlegging av sesongmønstre i ascospore-produksjon hos lav i høyfjellet. Nisje-differensiasjon hos lav i høyfjellet (Jotunheimen). Genetisk struktur og variasjon i lav-populasjoner. TEM-undersøkelser av ascosporedannelse hos lavdannende sopp. TEM-undersøkelser av fotobionten (én-cellede grønnalger) i parvis nært beslektede lav-arter. Samenlignende undersøkelser av kloroplast-DNA hos grønnalger i parvis nært beslektede lav-arter. Sammenheng mellom mikroklimatiske gradienter og livshistorieparametre hos lav i høyfjellet.

Arktiske planters genetiske potensial for tilpasning til raske klimaendringer
Under veiledning av Inger Nordal i samarbeid med økologer/genetikere ved Københavns Universitetet og Universitetet i Reykjavik:

To hovedfagsstudenter kan få oppgaver innen et større nordisk forskningsprosjekt (Nordic Arctic Research Project - "NARP") som startet i 1999 som et samarbeid mellom Universitetene i Oslo, København og Reykjavik, og som også har tilknytning til International Tundra Experiment "ITEX". For et utvalgt antall arktiske plantearter vil følgende typer spørsmål bli forsøkt besvart:
Har arktiske arter som har vist seg å reagere positivt på klimamanipulasjoner større genetisk variasjon eller gen flyt enn arter som har vist svakere reaksjon?
Har marginale, arktiske populasjoner annerledes reproduksjonssystem og mindre genetisk variasjon enn mer sentrale populasjoner?
Har arktiske plantearter med potensial for utkryssing større kvantitativ genetisk variasjon enn innavlete/selvpollinerte arter?
Har arktiske arter med frøbank høyere genetisk variasjon enn arter uten frøbank?
Har arktiske arter med ulik demografisk "turn over" ulik genetisk populasjonsstruktur?
Feltarbeid i skandinaviske fjellområder, eventuelt Svalbard sommeren 2001 . Ellers vil arbeidene innebære dyrkningsforsøk i Fytotronen og noe molekylært labarbeid.

Populasjonsbiologiske studier av sjeldne og sårbare plantearter
Veiledere: professor Inger Nordal og Odd Stabbetorp, NINA:

Dragehode (Dracocephalum ruyschiana)er en sørøstlig, varmekjær art som er sjelden i Europa som helhet, og som er i sterk tilbakegang. Norge har fremdeles et betydelig antall forekomster for arten, og det er forvaltningsmessig interessant å skaffe mer kunnskap om artens populasjonsbiologi, siden den må anses som en nasjonal ansvarsart for Norge. Oppgaven vil bli knyttet til et pågående forskningsprosjekt vedrørende endringer i kulturlandskapet på Nes i Ringsaker kommune, Hedmark fylke. Her foreligger et detaljert botanisk datasett fra 1960, bl. a. med mange gamle angivelser av dragehode. Under feltarbeid i 2001 er mange av disse gjenfunnet. Oppgaven vil omfatte en studie av voksestedspreferanser for arten, og dette skal sees i sammenheng med hvordan det norske landskapet endres som følge av endret arealbruk og driftsformer i landbruket. Også sprednings- og reproduksjonsbiologiske studier, samt populasjonsgenetiske analyser vil inngå.

Indigofera spinosa - økofysiologiske studier av en av de viktigste beiteressursene i et arid område (Turkana, N-Kenya) Under veiledning av Aud B. Eriksen og Inger Nordal:

I 1998 ble det startet to økologiske hovedfagsoppgaver på biologisk mangfold og ressurs-forvaltning i marginale sahel -områder i Nord-Kenya. Erte-busken Indigofera spinosa representerer en av de viktigste beite-artene i dette området. Det er av stor interesse å belyse ulike økofysiologsike aspekter ved denne arten. Oppgavene vil hovedsakelig konsentrere seg om fytotron-eksperimenter for å studere vannbalanse, fotosyntese, nitrogen-omsetning o.l.

Mykologi

Tre av avdelingens lærere (Hestmark, Høiland, Schumacher) forsker og underviser i fagemner tilknyttet mykologi (inklusive lichenologi). (Ryvarden vil ikke ta imot nye hovedfagsstudenter i 2002.) Aktuelle hovedoppgaver er innen emner som soppenes taksonomi (morfologi), evolusjon og fylogeni (molekylær systematikk), molekylær økologi (mykorrhiza, endofyttisme, symbiose), populasjonsbiologi (genetisk struktur, genflyt, spredning) og generell økologi (studier av livsløp, mutualisme, råtedannelse, landskapsøkologi, og konserverings-biologi). De samme lærere bistår også med hovedfagsveiledning innen grønn botanikk, botanisk økologi og toksikologi (i samarbeid med andre lærere ved Biologisk institutt og Botanisk hage og museum).

Under veiledning av professor Trond Schumacher:

Schumachers forskningsgruppe arbeider med molekylær-økologiske, systematiske og populasjonsgenetiske studier av ulike soppgrupper, i første rekke Ascomyceter, hvor gruppen har internasjonal status. Gruppen består av hovedfagsstudenter, dr. grads-studenter og assosierte post. doc forskere i inn- og utland. Større prosjekter i 2002 vil være "molekylær økologi og systematikk (fylogeni) hos rotendofytter og mykorrhiza-dannende askomyceter" og "Ascomycetenes systematikk og økologi"

• Molekylær økologi og systematikk (fylogeni) hos rotendofytter og mykorrhiza-dannende askomyceter.
  
  Ulike mønstre i askomycetenes kolonisering av planters rotsystemer klarlegges ved hjelp av dyrkningsforsøk og molekylær-økologisk metodikk. Spesiell oppmerksomhet er viet representanter innenfor de store diskomycet-ordnene Pezizales og Helotiales, i første rekke lokalisert til fjellet og barskogsregionen i Norge. Det fokuseres i særlig grad på artenes romlige fordeling og opptreden under spesifiserte stress-betingelser. Molekylære markører som benyttes i de ulike prosjektene er DNA-sekvenser og et spekter av DNA-fingerprint-metoder. Eventuelle hovedoppgaver vil kombinere feltarbeid og labarbeid ved mykologisk laboratorium og DNA-laboratoriet ved Biologisk institutt. Forskningsoppgavene vil kombinere mykologisk, økologisk og molekylærbiologisk (genetisk) teori med computer-baserte analyser av molekylære og morfologiske data. En evt. hovedfagsoppgave vil i stor grad kunne tilpasses studentens teoretiske bakgrunn og interesser.
  
  
• Ascomycetenes systematikk og økologi
  
  Ascomycetene er den største og økologisk mest diverse gruppe av sopper med ca. 4000 arter i Norge. Ascomycetenes systematikk og økologi er mangelfullt utredet i Norge og internasjonalt. Tidligere studier har vært konsentrert om representanter innen den økonomisk viktige plantepatogene familien Sclerotiniaceae (400 arter globalt) i ordenen Helotiales og ulike grupper av Pezizales (300 arter i Norge, 1200 globalt). Taksonomiske og økologiske oppgaver av slekter og artsgrupper er gjennomførbart innenfor en hovedfagsoppgave, med muligheter for utvidelse til senere dr. scient. prosjekter. Det vil være aktuelt med feltoppgaver med bruk av vegetasjonsøkologisk metodikk (ordinasjonsmetoder etc.), morfologiske studier av fruktlegemer og soppisolater i laboratoriet (SEM, TEM), og bruk av DNA-markører (fingerprinting, DNA-sekvenser) til karakterisering av populasjoner og artsgrupper. Utforming og avgrensning av aktuelle cand. scient. oppgaver gjøres i samarbeid med studenten utfra vedkommendes interesser og bakgrunn.
  
  

Under veiledning av professor Klaus Høiland og professor Trond Schumacher:

• Soppflora og ektotrof mykorrhiza under vier-arter (Salix spp.) i fjellet.
  
  Vier (Salix spp.) spiller en vesentlig rolle i høgfjellsvegetasjonen og danner ektomykorrhiza med storsopp. Det er kjent at visse sopparter er knyttet til bestemte vierarter og/eller vier-samfunn. Det vil være aktuelt å se på homogene bestander av utvalgte vierarter i utvalgte habitater, særlig musøre- (Salix herbacea-) snøleier. Symbioseforholdene i vierartenes røtter vil bli evaluert ved hjelp av molekylær-økologiske DNA-teknikker. Oppgaven vil kunne utføres på FINSE FORSKNINGSENTER, og ved Avdeling for botanikk og plantefysiologi.
  
  
• Soppflora og ektotrof mykorrhiza under krypvier- (Salix repens)- vegetasjon i sanddynelandskap.
  
  Krypvier (Salix repens) er den enerådende ektotrofe mykorrhizadanneren i sanddyne-landskap i Sørvest-Norge. Det er kjent at krypvier har en meget mangfoldig funga. Samtidig inntar den de mest forskjellige habitater i sanddyne-landskapet, fra relativt tørre krypvierdyner til fuktige dynetrau og dynehei. Fungaen varierer sterkt etter hvilket habitat krypvier inntar. “Krypvier-samfunnet” egner seg godt til å studere hvordan fungaen varierer med edafiske faktorer innen korte avstander. Oppgaven gir muligheter til å studere fungaen i fragmentert vegetasjon i dynetrau og krypvierdyner med tilnærmet lik økologi. Mykorrhiza vil bli detektert ved hjelp av DNA-analyser. Kunnskaper om numeriske metoder vil være nyttig. Oppgaven utførespå Lista i Vest-Agder hvor det finnes egnede sanddyneøkosystem og brukbare innkvarteringsforhold.
  
  

Under veiledning av professor Klaus Høiland:

• En sammenlignende underøkelse av pigmentkjemi og DNA-markører hos kanelsløresopper.
  
  Kanelslørsoppene Cortinarius subgen. Dermocybe er ei klart avgrensa gruppe av den store slekta slørsopp Cortinarius. Både morfologiske og molekylære studier peker i den retningen. Morfologisk er kanelslørsoppene greie å gjenkjenne, både som underslekt og også de enkelte artene. Underslekta er godt karakterisert kjemotaksonomisk ved sitt store innhold av sterkt fargete antrakinoner (som også kan brukes til farging av ull). Disse er meget lette å kromatografere og identifisere ved hjelp av tynnsjiktskromatografi (TLC). Det er gjort noen DNA-studier av underslekta, men mye står igjen. Oppgaven vil gå ut på å sammenlikne pigmentkjemi og DNA (nr ITS DNA) hos de ulike artene kanelslørsopper. Dette settes i sammenheng med fylogeni, evolusjon og økologi til de ulike kanelslørsoppartene i Norden. Alle danner ektotrof mykorrhiza. En samtidig undersøkelse av ektotrof mykorrhiza innsamlet under fruktlegemene, vil også være interessant.
  
  Oppgaven kan utføres av en til to studenter
  
  
• Populasjonsstruktur til nelliksopp Marasmius oreades.
  
  Nelliksopp Marasmius oreades er en av Norges mest kjente hekseringsopper. Det er en saprotrof sopp som lever av dødt gras eller som svak parasitt på gras. Den fins på tørr grasmark; plener, engbakker, beitemark, etablerte sanddyner osv. Den danner store hekseringer som kan bli flere tiår gamle. Siden hver heksering kan sees på som ett distinkt individ, er nelliksopp et fristende objekt for studier av populasjonsbiologi hos en hattsopp. I sanndyneområder på Lista (Farsund, Vest-Agder) har undertegnete studert hekseringer av nelliksopp og samlet inn materiale til genetisk analyse. Et pilotstudium av dette materialet, gjort i samarbeid med ansatte og stipendiater ved Avdeling for molekylær cellebiologi, har vist at det er tydelig genetisk forskjell mellom de ulike hekseringene, og at det er en tendens til at ringer som vokser nær hverandre er genetisk likere enn ringer som vokser fjernere fra hverandre. Det vil imidlertid være sterkt ønskelig med en videre oppfølging av problemstillingen, blant annet ved bruk av flere, ulike genetiske markører (f.eks. mitokondrielt DNA, IGS, mikrosatellitter). Det vil være fordelaktig at feltarbeidet ble videreført i de samme områdene på Lista, som en direkte oppfølging av pilotstudiet.
  
  

Plantefysiologi

Nitrogenomsetning og stressfysiologi

Under veiledning av førsteamanuensis Aud Berglen Eriksen, Fytotronen.

• N-nedfall og bakkenært ozon
  
  Målinger av langtransporterte luftforurensninger har siden 1970 årene vist en nedgang i svovelholdige forbindelser, mens de oksiderte og reduserte nitrogenforbindelsene har vært stabile til dels økende. Naturlige økosystemer i Norge er i utgangspunktet forholdsvis næringsfattige. Økt nitrogentilførsel kan derfor virke destabiliserende på de forskjellige plantesamfunnene og påvirke konkurranseforholdet mellom de ulike artene. Hvilket kan gi et redusert arts- mangfold og en dreining av sammensetningen mot mer nitrofile plantearter. Tilbakegangen av lyng og forandringen av i heiområdene til grasmarker i f.eks. Nederland har blitt forklart som et resultat av økt nitrogentilgang i disse områdene. Samtidig vil økt dannelse av bakkenært ozon forsterke det regionale miljøproblem.
  I norske fjell- og hei-områder kan den økte N-tilførselen fra forurenset luft gi en konkurranse vridning og forskyvning mot arter tilpasset mer næringsrike forhold. Det er allerede utført en undersøkelse av virkningene av økt N-tilførsel på vekst og utvikling av grasartene rypebunke, smyle, stivstarr, blåtopp og gulaks. Men dette er et forskningsområde som det er arbeidet lite med og kunnskapsbehovet er stort.
  
  Hovedfagsoppgaver kan knyttes til:
  - Virkning av økt N-tilførsel på vegetasjonen i fjell- og hei-områder. Disse oppgavene kan gis i samarbeide med botanisk systematikk (prof. I. Nordal)
  
  I et fire års samarbeidsprosjekt mellom Växtfysiologisk avd., Universitetet i Gøteborg og Fytotronen blir samspillet mellom økte tilførseler av nitrogen og økte konsentrasjoner av bakkenært ozon undersøkes på en del plantearter fra naturlig vegetasjon. Forsøk utføres både i Fytotronen og under feltforhold i Sverige. Til feltforsøkene blir det brukt «open top» kammere, hvor plantene gis varierende nitrogen tilførsel under forskjellig ozon belastninger. N-metabolisme og plantenes forsvarsystemer mot oksidativt stress undersøkes.
  
  Hovedfagsoppgaver knyttes til:
  - Virkning av bakkenært ozon og nitrogen på naturlig vegetasjon.
  
  

Under veiledning av professor Halvor Aarnes:

Det gis oppgaver vedrørende planters øko- og stressfysiologi, spesielt innen effekter av luftforurensninger (ozon) og innen nitrogen- og svovelmetabolisme:

Effekt av ozon på planter.

• Fotokjemisk dannet ozon i troposfæren gir en rekke effekter på planter bl.a. et oksidativt stress. Studium av virkningsmekanisme for ozon og beskyttelsessystemer mot oksidative skader
  
  
• Hydrogenperoksid dannes ved forskjellige betingelser i planter. Tilstedeværelse av jern gir mulighet for dannelse av hydroksylradikaler. Studium av dannelse av hydroksylradikaler også relatert til hydroksylerte benzosyrederivater inkludert salicylsyre.
  
  
• Nitrogen- og svovelmetabolisme i planter.
  Nitrogen og svovel som tas opp av plantene må reduseres før det kan inkorporeres i organiske forbindelser. Nitrogen og svovel tilføres økosystemene via luftforurensninger og nedbør. Betydning av aminosyren arginin i plantenes N-metabolisme.