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.
Entwicklung einer validen Methode zur qualitativen und quantitativen Bestimmung toxikologisch relevanter Pyrrolizidinalkaloide (PA).
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.
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.
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 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.
Aus neuseelaendischen und amerikanischen Untersuchungen geht hervor, dass Graeserendophyten der Gattung Acremonium im Zusammenleben mit der Wirtspflanze Eigenschaften entwickeln, die positive Effekte wie Wachstumsstimulierung, Trockenstresstoleranz und Schaedlingstoleranz bewirken. Jedoch loest die Grass / Endophyt-Symbiose auch negative Effekte auf Weidetiere (Rinder, Schafe u. a.) aus. Erste Untersuchungen in Deutschland belegen dass Endophyten der Gattung Acremonium in Futtergraesern der Gattungen Lolium und Festuca vorkommen und es zur Bildung verschiedener Alkaloide kommt. Die Auswirkungen dieser Endophyten unter unseren Klimaverhaeltnissen sind jedoch nicht bekannt. Im Rahmen des Verbundprojektes werden in Paderborn folgende Schwerpunkte bearbeitet: 1. Erfassung des Vorkommens von Endophyten aus definiertem Sortenmaterial von Lolium perenne 2. Isolierung, Identifizierung und Kultivierung der Acremonium spp. 3. Identifizierung und Quantifizierung der wichtigsten Alkaloide der Grass/ Endophyt-Symbiose (Lolitrem B, Loline, Peramin ) 4. Entwicklung von Parametern fuer die Resistenzselektion
Roggen ist besonders anfällig gegen Befall mit Mutterkorn, hervorgerufen durch den Schadpilz Claviceps purpurea. Es bilden sich dunkle Überdauerungsorgane (Sklerotien), die eine Vielzahl von Alkaloiden enthalten und für Mensch und Tier äußerst schädlich sind. Gerade ökologisch wirtschaftende Betriebe sind auf die züchterische Verringerung der Mutterkornbelastung des Erntegutes angewiesen. Dünnere Bestände, spätere Saatzeit und eine biologisch diverse Feld(rand)- flora führen eher zu einem höheren Befall. Die toxischen Sklerotien können von selbst-vermarktenden Landwirten oder kleineren Genossenschaften/Mühlen nicht aus dem Erntegut entfernt werden. Der Verzehr von mutterkornhaltigem, unverarbeitetem Getreide (Rohkost, Keimlinge, Frischkornbrei etc.) führt zur besonderen Belastung mit Toxinen. Roggen wird zu 40-60 Prozent in der Tierfütterung eingesetzt. Mutterkornalkaloide können dabei zu schweren Gesundheitsstörungen bei allen Warmblütern führen. Deshalb muss Mutterkornbefall durch Anbau resistenter Sorten bereits auf dem Feld verhindert werden. Ziele dieses Projektes sind die Suche nach neuen, effektiven Resistenzträgern gegen Mutterkorn aus genetischen Ressourcen des Roggens, die Analyse der Vererbung von selbstfertilen Roggenmaterialien, die sich im Mutterkornbefall unterscheiden und die Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen dem Wirtsgenotyp des Roggens, der Umwelt und dem darauf wachsenden Mutterkornpilz hinsichtlich der synthetisierten Menge an Alkaloiden und ihres Alkaloidmusters.
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