Das Projekt "Drogenstoffwechsel am Beispiel des Alkaloids Colchicin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Biologische Chemie und Ernährungswissenschaft durchgeführt. Stoffwechseluntersuchungen am lebenden Tier und in vitro sowie Modelluntersuchungen haben zur (erstmaligen) Entdeckung, Isolierung und Strukturaufklaerung der Metaboliten von Colchicin gefuehrt. Die Untersuchung der Wirkungsweise der Metaboliten steht derzeit im Vordergrund der biochemischen Experimente. Der Umweltbezug ergibt sich aus der Uebertragbarkeit der Untersuchungsmethodik auf den groessten Teil der Umwelt-relevanten Schadstoffe.
Das Projekt "Sortenabhaengige Vorkommen von Nitrat in verschiedenen Gemuesearten und Solanin in Kartoffeln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Ernährung, Institut für Biologie, Außenstelle Geisenheim durchgeführt. Nitrat ist Wegen seiner Umsetzung durch Mikroorganismen zu Nitrit in Lebensmitteln unerwuenscht. In Spinat, roten Rueben und anderen Wurzelgemuesen wird Abhaengig von der Sorte und den Anbaubedingungen gelegentlich viel Nitrat angereichert. Es ist Ziel der Untersuchung, 'Nitratarme' Sorten aus dem vorhandenen Sortiment auszusuchen. Bei Solanin- und Chaconin-Alkaloiden in Kartoffeln liegen die Verhaeltnisse vergleichbar.
Das Projekt "Sortenabhaengiges Vorkommen von natuerlichen, unerwuenschten Inhaltsstoffen in Gemuese (Nitrat) und Kartoffeln (Alkaloide)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Ernährung, Institut für Biologie durchgeführt. a) Nitrat ist wegen seiner Umsetzung durch Mikroorganismen zu Nitrit in Lebensmitteln unerwuenscht. In Spinat, roten Rueben und anderen Wurzelgemuesen wird abhaengig von der Sorte und den Anbaubedingungen gelegentlich viel Nitrat angereichert. Es ist Ziel der Untersuchung, 'nitratarme' Sorten aus dem vorhandenen Sortiment auszusuchen. Bei Solanin- und Chaconin-Alkaloiden in Kartoffeln liegen die Verhaeltnisse vergleichbar. b) + c) In Zusammenarbeit mit dem Bundessortenamt werden in mehrjaehrigen Anbauversuchen 'verbraucherfreundliche' Sorten ermittelt.
Das Projekt "Pyrrolizidinalkaloide (PA) in Lebens- und Futtermitteln - Entwicklung von Analysenmethoden sowie Statuserhebung mit Expositions- und Risikoabschätzung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz durchgeführt. Entwicklung einer validen Methode zur qualitativen und quantitativen Bestimmung toxikologisch relevanter Pyrrolizidinalkaloide (PA).
Das Projekt "Teilvorhaben C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Botanik und Mikrobiologie, Lehrstuhl für Mikrobiologie durchgeführt. In der Mühlenwirtschaft fallen Nebenprodukte wie Kleie, Grießkleie und Nachmehle, aber auch Rest- und Abfallstoffe in großen Mengen an, darunter auch mutterkorn-belastete Reinigungsabgänge, die aufgrund ihrer Toxinbelastung durch Mutterkorn-Alkaloide nicht als Lebens- oder Futtermittel geeignet sind. Gesamtziel des Verbunds C4-Bioraffinerie ist die fermentative Gewinnung von Bio-Butanol aus derartigen Seitenströmen der Mühlenindustrie und die Weiterverarbeitung des Butanols zu biobasierten Schmierstoffkomponenten. Dieses Teilvorhaben soll geeignete Bakterienstämme für die effiziente Vergärung der o.g. stärkehaltigen Mühlen-Nebenprodukte und Abfallstoffe zu Bio-Butanol entwickeln.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Erfassung der Unkrautflora und Erstellung einer PA-Unkrautdatenbank" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von PHARMAPLANT Arznei- und Gewürzpflanzen Forschungs- und Saatzucht GmbH durchgeführt. Im Jahr 2013 vom Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) veröffentlichte Ergebnisse der Untersuchungen handelsüblicher Teemuster weisen auf unerwartet hohe Gehalte an sehr giftigen Pyrrolizidinalkaloiden (PAs) in Arznei- und Kräutertees hin. Das BfR sieht es als erforderlich an, die PA-Kontaminationen im Sinne des Verbraucherschutzes weitestgehend zu senken. Die hohen PA-Kontaminationen in pflanzlichen Rohstoffen für die Phytopharma-, Kosmetik- und Teeindustrie werden auf die Mitbeerntung einiger PA-haltiger Unkräuter zurückgeführt. Es liegen zur spezifischen Beikrautflora von Arznei- und Gewürzpflanzen keine belastbaren Erhebungen vor. Gesamtziel des Vorhabens ist die Erfassung der Arzneipflanzen begleitenden Beikrautflora bei 6 Arzneipflanzenarten sowohl im konventionellen wie auch im ökologischen Anbau, die Identifizierung der PA-bildenden Unkräuter, Bestimmung deren PA-Gehalte u. PA-Profile sowie die Erstellung einer Unkrautdatenbank. Diese Unkrautdatenbank gibt Auskunft über die spezifisch oder allgemein auftretenden Unkräuter, die bei den manuellen, mechanischen oder chemischen Unkrautbekämpfungsmaßnahmen der jeweiligen Anbauverfahren nicht erkannt oder nicht ausreichend erfasst werden. Das Vorhaben leistet einen Beitrag zur Erarbeitung von PA-Minimierstrategien bei Pflanzen mit besonderen Inhaltsstoffen u. zur Sicherung von deren Anbaufähigkeit bei Gewährleistung der regulatorischen Festlegungen zum Verbraucherschutz. Das Vorhaben wird in mehrere Arbeitspakete (AP) gegliedert, wobei nachfolgend die APs des Teilvorhabens 1 'Erfassung der Unkrautflora und Erstellung einer PA-Unkrautdatenbank' aufgeführt sind: AP I Projektmanagement AP II Information / Recherche AP III Methodik / Verfahrensweise AP VI Erfassung der Unkrautflora konventionell AP VIII PA-Unkrautdatenbank: Entwicklung der Software / Auffüllung mit vorhandenen Daten AP IX Analytik: Gesamt-PA-Gehalte und PA-Profile AP X Beschreibung PA-Unkräuter AP XI Auswertung / Publikation
Das Projekt "Giftpflanzen im Grünland - Möglichkeiten des Managements am Beispiel von Senecio aquaticus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Botanik durchgeführt. Das Wasser-Greiskraut (Senecio aquaticus) entwickelt nach der Keimung im Herbst und Frühling eine vegetative Rosette. Nach zwei bis mehr als sechs Jahren kommt die Pflanze zur Blüte und stirbt dann mit etwa 80 %iger Wahrscheinlichkeit ab. S. aquaticus baut eine persistente Diasporenbank auf, in der in Kleedorf 37 % der Samen 4 Jahre im Boden keimfähig blieben, wobei es standörtliche Schwankungen gibt. Ein im Untersuchungsgebiet gebräuchliches Mahdregime mit Schnitten im Juni und September bringt ein großes Populationswachstum mit sich, während ein Mahdregime mit zwei Schnitten vor dem Aussamen (Juli und August) laut Übergangsmatrixmodellen einen leichten Rückgang von Senecio aquaticus mit sich bringen sollte. Zum derzeitigen Stand der Forschungen empfehlen wir für mesotrophe Wiesen, denen sowohl eine landwirtschaftliche als auch eine naturschutzfachliche Bedeutung zukommt, die erste Mahd Anfang Juni durchzuführen, wenn sich S. aquaticus noch im Rosettenstadium befindet und wenige Blätter ins Futter gelangen. Danach sollten im Idealfall zwei weitere Schnitte, deren Aufwuchs nur bedingt zur Verfütterung geeignet ist, zur Zeit der Hauptblüte erfolgen, um das Aussamen zu verhindern. Das Schnittregime muss aufgrund der Langlebigkeit der Diasporenbank und der Rosettenpflanzen über Jahre hinweg eingehalten werden, um den gewünschten Erfolg zu erzielen. Die Versuchsdauer von 3 bzw. 4 Jahren ist ebenfalls noch zu kurz, um die Praxistauglichkeit seriös zu testen. Ausreißversuche haben ergeben, dass diese Maßnahme nicht zu einer höheren Sterblichkeit der Pflanzen führt im Vergleich zur Mahd. Die molekulargenetischen Untersuchungen (AFLPs) konnten das Vorkommen von potentiell problematischen Hybriden in Ostösterreich belegen. Der hier molekulargenetisch nachgewiesene Hybridbestand tritt allerdings an einem Straßenrand auf, d.h. an einem Standort, der sich von den charakteristischen Habitaten von Senecio aquaticus im extensiv genutzten Grünland unterscheidet. Die Ergebnisse der phytochemischen Untersuchungen zeigen hohe Schwankungen im Alkaloidgehalt der verschiedenen Populationen, in unterschiedlichen Jahren und im Laufe der Vegetationsperiode, sowohl bei der Herbstzeitlose als auch beim Wasser-Greiskraut. Die Wasser- Greiskraut Populationen unterschieden sich in der Alkaloidführung: In Dürnhof und Göpfritz war Senecionin das Hauptalkaloid, in Thaures war es Erucifolin. Die Population mit den geringsten Alkaloidgehalten war in Kirchberg. Senecio aquaticus und die verwandte Senecio jacobaea wiesen durchaus vergleichbare Alkaloidgehalte auf. Die höchsten Alkaloidgehalte wurden in den Blüten gemessen. Die Alkaloide blieben bei Wasser-Greiskraut im Heu und in der Silage weitgehend erhalten.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Untersuchungen zum Übergang von Pyrrolizidinalkaloiden aus PA-haltigen Unkräutern in Nutzpflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Institut für Pflanzenbiologie, Arbeitsbereich Angewandte Pflanzenbiologie durchgeführt. Pyrrolizidinalkaloid- und Nikotin-Kontaminationen pflanzlicher Rohstoffe, wie Arznei-, Gewürz- und Teepflanzen, stellen ein Problem für die Lebensmittelsicherheit dar. Untersuchungen zu den Ursachen der Nikotin-Kontaminationen zeigten, dass das Alkaloid aus verrottendem Pflanzenmaterial (Tabak) von den Wurzeln aufgenommen und in den Blättern, z. B. von Pfefferminze, akkumuliert wird. Da sich Pyrrolizidinalkaloide grundsätzlich ähnlich wie Nikotin verhalten sollten, ist davon auszugehen, dass auch für die erhöhten PA-Gehalte von Nutzpflanzen als potentieller Kontaminationspfad ein Übergang der PAs aus PA-haltigen Begleitkräutern in die Nutzpflanzen in Betracht gezogen werden kann. Dabei könnten PAs aus dem Boden aufgenommen werden, die entweder von den Wurzeln der Begleitkräuter aktiv ausgeschieden wurden, oder die aus verrottenden Pflanzen ausgewaschen wurden. In diesem Forschungsvorhaben soll untersucht werden, ob und inwieweit PAs aus PA-haltigen Begleitkräutern in Nutzpflanzen übergehen; und die Kontaminationswege sollen aufgeklärt werden (siehe Antrag Dr. Plescher). 1. Analyse der Aufnahme ausgewählter PAs zur Erfassung der grundsätzlichen Zusammenhänge von PA-Konzentration im Boden und Aufnahme in die Pflanzen. In diesem Arbeitspaket soll untersucht werden, in welchem Umfang PAs aus dem Boden in ausgewählte Versuchspflanzen (Kamille, Pfefferminze, Anis und Fenchel) aufgenommen werden. 2. Untersuchungen zur Verteilung der PAs in den Pflanzen: Eine besondere Aufmerksamkeit kommt der Verlagerung und Akkumulation der aufgenommenen PAs in den Versuchspflanzen zu. In diesem Zusammenhang ist die Differenzierung der Transport-Wege Xylem und Phloem von besonderem Interesse. 3. Klärung des Freisetzungsweges: durch Co-Kultur von Tee- und Gewürzpflanzen mit PA-haltigen Begleitkräutern in Topf- und Feldversuchen soll geklärt werden, ob die PAs über Wurzel-Exsudate freigesetzt werden oder aus verrottenden Pflanzen stammen (FKZ: 22007914).
Das Projekt "IBÖM01: Metabolische Module zur Synthese pharmazeutisch wertvoller pflanzlicher Sekundärmetaboliten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Botanisches Institut, Molekulare Zellbiologie durchgeführt. Der pflanzliche Sekundärmetabolismus liefert zahlreiche pharmakologisch wertvolle Inhaltsstoffe. Wir wollen die Situation in einem Pflanzengewebe über ein Mikrofluidiksystem technisch nachbilden. Metabolisch unterschiedliche Zelltypen werden in einem metabolischen Fluss verknüpft, so dass das Produkt dann im Durchfluss aufgefangen werden kann. In der Machbarkeitsphase entwickelt KIT-CS-BOT quantitative zelluläre Assays für Paclitaxel, etabliert Elicitierungsprotokolle, typisiert von Partner Phyton bereitgestellte Zell-Linien, führt den proof-of-concept für modulare Metabolik, miniaturisiert die Vorkulturen und entwickelt Ansätze zur Automatisierung des Vorscreenings. - Monat 12: Quantifizierbarer fluoreszenzoptischer Nachweis für Paclitaxel (Arbeitspaket 1C). Etablierung Elicitierungprotokoll (Arbeitspaket 1D), Typisierung Taxus-Linien (Arbeitspaket 1E),Entwicklung chemischer oder physikalischer Verfahren zur Stimulierung der Abgabe von Metaboliten (Arbeitspaket 2C). - Monat 18: Zellbiologisches Verfahren Miniaturisierung und Parallelisierung mit Taxus-Zellen (Arbeitspaket 1F),proof-of-concept modulare Metabolik Alkaloide Nicotiana (Arbeitspaket 2B) - Monat 24: Übertragung Regeneration in entnehmbare Chips, Typisierung Catharanthus-Linien (Arbeitspaket 2D), Zellbiologisches Verfahren Miniaturisierung und Parallelisierung mit Catharanthus-Zellen und proof-of-concept für prozessierte Vinca-Alkaloide (Arbeitspaket 2E) Strategie zur Automatisierung Vorscreening (Arbeitspaket 3B).
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Ermittlung Methanausbeute" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Rostock, Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät, Professur für Agrartechnologie und Verfahrenstechnik durchgeführt. Das Gesamtvorhabensziel ist die Potenzialuntersuchung der Andenlupine zur bioenergetischen Nutzung im Vergleich zur weißen und blauen Lupine. Zur Eignungseinschätzung der Materialgruppen zur Haupt- oder Zweitfruchtnutzung sollen die Versuche in zwei Aussaatzeiten angelegt werden. Neben dem Sortenstatusmaterial wird ein Sortiment an pflanzengenetischen Ressourcen von L. mutabilis einer Evaluierung unterzogen, um massetaugliche Typen zu identifizieren und diese mit den übrigen Prüfgliedern zu vergleichen. Neben dem Biomasseertrag, Gesamttrockenmasseertrag und bedeutsame Inhaltsstoffe sollen als Ziel eines Teilvorhabens auch die Biogasausbeuten, die sich aus der Fermentation der Materialgruppen ergeben, ermittelt und beurteilt werden. Die nachfolgend beschriebenen Arbeitsschritte sind wiederkehrend entsprechend der Materialgruppenanlieferung: 1. Analytik der Materialgruppen (van Soest, Alkaloide, Glucoside)/ Bestimmung jeweiliger Qualitäten 2. Aufbau der Biogasversuchsstände/ Kalibrierung Analytik 3. Biogasversuche mit Registrierung relevanter Daten 4. Analytik Gärreste (van Soest, Spurenelemente, Alkaloide, Glucoside)/ Bestimmung jeweiliger Qualitäten 5. Auswertung Daten durch Inbezugsetzung Biogaserträge mit den analysierten Materialgruppen- und Gärrestqualitäten sowie mit rechnerisch ermittelter Gasbildung.
