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Aufklärung des herbiziden Wirkmechanismus bei Addukten der Ascorbinsäure

In Zusammenarbeit mit dem Institut für Pharmazie (Prof. Eger) wird der Wirkmechanismus verschiedener Michael-Addukte der Ascorbinsäure auf den Photosyntheseapparat untersucht. Der Wirkmechanismus konnte identifiziert werden. Das Ascorbinsäureaddukt zerstört die für die Zellfunktion entscheidenden Reduktionsäquivalente, so dass die Zellen kein ATP mehr bilden können. Die Arbeit wird nach Aufklärung der zellinternenen chemischer Umsetzungsreaktion mit den Reduktionsäquivalenten zur Publikation vorbereitet.

Einfluß von Mangan auf Redoxprozesse im Blattapoplasten und deren Bedeutung für die Mangan-Gewebetoleranz bei Cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.

Die physiologischen Ursachen von Mn-Toxizität und Unterschieden in der Mn-Gewebetoleranz in Abhängigkeit vom Genotyp, Blattalter, Si-Versorgung und Form der N-Ernährung (NO3-N versus NH4-N) sind noch weitgehend ungeklärt. Vorliegende Informationen aus der Literatur und insbesondere die eigenen Vorarbeiten weisen darauf hin, daß die Wirkungen von Mn auf Redoxprozesse im Blattapoplasten entscheidend für Mn-Toxizität und Mn-Toleranz sind. Im Vordergrund des beantragten Vorhabens soll daher die Untersuchung dieses Kompartiments stehen. Bei Cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) soll mit Hilfe von histochemischen Methoden überprüft werden, ob ein erhöhtes Mn-Angebot zu einem vermehrten Auftreten von reaktiven Sauerstoffspezies im Zellwandbereich führt. Neben der Bestimmung der antioxidativen Substanzen Ascorbinsäure, Glutathion und a-Tocopherol (Zusammenarbeit mit der AG Noga, Universität Bonn) des Apoplasten und Cytosols, des im Cytoplasma vorliegenden regenerativen Halliwell-Asada-Zyklus (Monodehydroascorbat- und Dehydroascorbat-Reduktase bzw. Glutathion-Reduktase) soll eine Charakterisierung der im Blattapoplasten lokalisierten Enzyme Peroxidase und Superoxid-Dismutase sowie der im Apoplasten vorkommenden Phenole vorgenommen werden, deren Zusammensetzung als mitentscheidend für die physiologischen Ursachen der Mn-Gewebetoleranz angesehen wird. Aufgrund der erwarteten Parallelen zwischen Mn- und Ozon-Toxizität soll vergleichend auch die Mn- bzw. Ozon-Toleranz verschiedener Pflanzenarten in Kooperation mit der AG Langebartels (GSF, Oberschleißheim) untersucht werden. Die Freisetzung von Ethan und Ethen als Indikatoren von Membranperoxidation soll mit Hilfe der hochempfindlichen Technik der Photoakustik in Zusammenarbeit mit der AG Kühnemann (Universität Bonn) bestimmt werden. Es wird erwartet, daß das Vorhaben zur Klärung der physiologischen Ursachen von Mn-Toxizität und Mn-Toleranz beiträgt.

Maßgeschneiderte Inhaltsstoffe1-2: Pilzliche Produktionssysteme zur Verwertung pektinreicher landwirtschaftlicher Reststoffe, Teilprojekt C

Maßgeschneiderte Inhaltsstoffe1-2: Pilzliche Produktionssysteme zur Verwertung pektinreicher landwirtschaftlicher Reststoffe, Teilprojekt A

Maßgeschneiderte Inhaltsstoffe1-2: Pilzliche Produktionssysteme zur Verwertung pektinreicher landwirtschaftlicher Reststoffe, Teilprojekt B

KMU-innovativ - CaFroPeSens: Entwicklung eines reagenzienfreien elektrochemischen Sensorsystems für die Online-Bestimmung der Phosphatkonzentration in Abwässern mittels Multiparametersonden, Teilprojekt 3

Bisherige Konzepte zur Bestimmung des Phosphatgehalts in Gewässern oder Abwässern nutzen eine standardisierte kolorimetrische bzw. nasschemische Methode. Unter Zugabe von Molybdat (meist Ammoniummolybdat) und anschließender Umsetzung des hierbei gebildeten Phosphomolybdatkomplexes bildet sich durch starke Reduktionsmittel wie Ascorbinsäure oder Hydrazin eine blaue Lösung (810 nm, 'Molybdänblau'), deren Farbintensität sich je nach Konzentration des vorhandenen, in Lösung befindlichen Phosphats intensiviert. Dieser Nachweis besitzt jedoch den gravierenden Nachteil, dass die jeweiligen notwendigen Reagenzien mitgeführt und zum richtigen Zeitpunkt im richtigen Maße zugegeben werden müssen, um überhaupt eine korrekte Bestimmung zu ermöglichen. Die im Zuge dieser Arbeit entwickelte Methode ermöglicht es erstmalig in einem kompakten Sensorsystem komplett auf externe Zugabe von Reagenzien zu verzichten. Stattdessen werden alle notwendigen Substanzen mithilfe elektrochemischer Methoden bereitgestellt. Der Fokus des Projekts liegt auf der Entwicklung eines hochsensitiven, selektiven und Reagenzien freien elektrochemischen Sensors, zur Quantifizierung des vorzüglich in Abwässern vorhandenen Phosphats. Dabei soll eine wesentlich geringere Baugröße von circa 15-20 cm (inklusive Elektronik und Auswertelogik) gegenüber den wesentlich größeren kommerziell verfügbaren, nasschemischen Detektionssystemen erreicht werden. Als zweites großes Ziel, neben der Entwicklung des Phosphatsensors, ist die Entwicklung einer Multiparametersonde in der der zu entwickelnde Sensor mit eingebunden werden soll. Im Rahmen der Sonden-Entwicklung ist es geplant ein 'SMART-Sensor' Konzept umzusetzen. So ist es geplant, diese Sonde zusätzlich mit weiteren Sensoren wie zum Beispiel Temperaturfühler, pH-Meter oder auch Leitfähigkeitssensor flexibel auszurüsten. Die autark arbeitende Sonde soll alle Messwerte automatisch übermitteln.

KMU-innovativ - CaFroPeSens: Entwicklung eines reagenzienfreien elektrochemischen Sensorsystems für die Online-Bestimmung der Phosphatkonzentration in Abwässern mittels Multiparametersonden, Teilprojekt 4

Trockenheitsgefährdung und Anpassungspotenzial unterschiedlicher Fichtenpopulationen, Teilvorhaben 3: Modul 5 - Bewertung der physiologischen Trockenstresstoleranz bei Fichte (Picea abies)

Mit zunehmendem Bodenwasserverlust zeigten die Gehalte einiger Nadelinhaltstoffe deutliche Abweichungen zu den Referenzbereichen, die zu folgender Stresskaskade zusammengeführt wurden: Anstieg Osmolalität des Nadelpresssaftes - Anstieg der Kohlenhydratgehalte - Abbau der Stärkegehalte - Prolinakkumulation - Verringerung Blattwassergehalt - Pigmentund Proteinabbau. Eine statistisch signifikante Differenzierung zwischen den acht Herkünften des Gefäßversuches war ab dem 17. Versuchstag anhand des prozentualen Prolingehaltes am Gesamtgehalt der ungebundenen Aminosäuren gegeben. Danach besaßen die deutsche Tieflandsherkunft Nochten und die österreichische Herkunft Rohrbach die höchste Trockenstresstoleranz, während die drei deutschen Mittelgebirgsherkünfte Altötting, Walting und Dollnstein hoch sensitiv reagierten. Fichten, die frühzeitig die Aminosäure Prolin akkumulierten, starben auch frühzeitig ab. Aufgrund niederschlagsreichen Untersuchungsperioden war eine signifikante Differenzierung zwischen den Herkünften der beiden Freilandversuche vor allem auf Grundlage der Inhaltsstoffe des 2. Nadeljahrgang des Jahres 2016, der aus dem Trockensommer 2015 hervorgegangen war, möglich. Die Spätfolgen der Trockenheit führte anhand folgender Parameter zu einer Differenzierung der Herkünfte: Nadelwassergehalt (%), 100-Nadel-Trockenmasse, Nadellänge, Gehalt an Chlorophyllen (a+b), Aminosäuren und allen untersuchten phenolischen Inhaltsstoffen, Chlorophyll/Carotinoid-Verhältnis, Ergebnisdarstellung: Kohlenhydrat- und Stärke-Gehalt. Auf der Populations- und Individualebene unterschieden sich die Biomarkermuster (5 Cluster) deutlich. So stiegen die Gehalte der Aminosäure Prolin von West nach Ost an, während die Gehalte an Ascorbinsäure abfielen. Die Fichten der westliche Fläche ED enthielten die höchsten Chlorophyll- und Nadelwassergehalte. Nach der Trockenheit 2015 nahmen die Anteile stressassoziierter Biomarkermuster der Altfichten vor allem der beiden östlichen Bestände SB und CW zu. Aufgabenbeschreibung: Das Landeskompetenzzentrum Eberswalde untersuchte im Rahmen der AP 2 und 5 die biochemischen Gehalte an diversen Nadelinhaltsstoffen mit dem Ziel Herkünfte, Populationen und Einzelbäume hinsichtlich ihrer Trockenstresstoleranz zu bewerten. Hierzu wurden sowohl die Gehalte der einzelnen Inhaltsstoffe als auch Konstellation der Inhaltsstoffe in Biomarkermustern betrachtet. Innerhalb des Projektes gab es hierfür drei Versuchsansätze: AP 2: Herkunfts-Gefäßversuch im Gewächshaus (2017) AP 5: Herkunftsversuche Fi44 und Fi77 im Freiland (2016, 2017) sowie Monitoring-Dauerbeobachtungsflächen (2016, 2017).

Untersuchungen ueber Umsetzungen von Nitrit und Nitrat in Fleischerzeugnissen; Bildung von Nitrosaminen

a) Die Verwendung von Nitrit (in Form von Nitritpoekelsalz) bzw. von Nitrat bei Fleischerzeugnissen kann die Bildung cancerogener N-Nitrosamine zur Folge haben. Es soll untersucht werden, inwieweit durch Verringerung solcher Zusaetze bzw. durch die Mitverwendung von Poekelhilsstoffen (Ascorbinsaeure, Glucono-D-Lacton) die Bildungsrate von N-Nitrosaminen beeinflussst werden kann. b) Die Untersuchungen sollen sich auf einige typische Produktgruppen erstrecken, bei denen aufgrund der Zusammensetzung und der Herstellung (thermische Belastung, Nitrosierungsprodukte aus dem Raeucherrauch) mit einer vermehrten Bildung von N-Nitrosaminen zu rechnen ist. c) Durchfuehrung der Versuche bis 04.1976, Datenauswertung und Abschlussbericht 06.1976.

Einfluss von Vitamin C und E auf die Ozon-Anfaelligkeit von Reben in Abhaengigkeit des Naehrstoffangebotes

Im Zellinnern von unter Ozoneinfluss stehenden Pflanzen treten die aeusserst reaktiven und cytotoxischen Sauerstoffradikale O2-. und OH. in erhoehtem Masse auf. Die Zelle besitzt Abwehrmechanismen, einerseits Enzyme, andererseits niedermolekulare 'Faenger freier Radikale', darunter Ascorbinsaeure und alpha-Tocopherol. Dieses Projekt soll abklaeren, in welchem Umfang der Ernaehrungsstatus der Pflanze, in unserem Fall der Weinrebe, fuer die Ozonanfaelligkeit, den Gehalt an Ascorbinsaeure und alpha-Tocopherol sowie deren Schutzwirkung verantwortlich ist. Die Wirkung dieser zwei auch als Vitamine C und E bekannten Substanzen wird zusaetzlich mittels exogener Applikation geprueft. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen einen Beitrag zum grundlegenden Verstaendnis der Reaktion von Pflanzen auf den Luftschadstoff Ozon unter Einbezug der Duengung leisten.

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