Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Lebensmittelchemie durchgeführt. Aim: Valorisation of side-streams of the Citrus industry using the genetic diversity of monokarya from the basidiomycete Pleurotus sapidus. The genetic diversity of the basidiospores of Pleurotus sapidus (MKs) obtained from two dikaryotic strains of P. sapidus (Dk421 and Dk3174) will be exploited. Mks with high growth rate on milled Citrus peel, pulp and seed of orange, tangerine, lemon will be selected and grown as solid state and submerged fermentation (SF). Metabolites will be extracted and evaluated for biological activities. Samples before and after the fungal transformation taken from SSF and SF cultures will be analysed. Rapid product analyses using TLC and established coupled HPLC-DAD-ELSD will focus on the most promising strains. Specific targets are flavonoids with an increased number of hydroxyl groups on the B-ring, unsaturated carbonyls and terpenoids from the oxo-functionalisation of limonene, citronellal and farnesene isomers. High resolution and multi-dimensional GC-MS and multireaction monitoring (varying MS collision energies) will be used. Extracts from various strain/culture combinations (SSF or SF) will be lyophilized. One fraction of each sample will be tested for its biopesticide action, and another one for its quality as a feed supplement. SSF will be carried out in a rotary drum solid-substrate fermentation system. The project is comprised of seven major work packages: 1. Generation and selection of the monokaryons (CITER) 2. Growth of the monokaryons (CITER) 3. Selection of the optimal culture conditions to obtain bioactive compounds using the selected Mk form step 2. (CITER, LUH, JLU, JUB) 4. Analytical evaluation of the biotransformation/conversion products (LUH, JLU) 5. Automated screening of Mks by chiral GC-GC (JLU) 6. Bioactivity test of crude extracts obtained from SSF and SF (IMBIV, IIB) 7. Bioprocess design and scale-up (JLU, JUB).
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Jacobs University Bremen GmbH, School of Engineering and Science durchgeführt. Valorisation of side-streams of the Citrus industry using the genetic diversity of monokarya from the basidiomycete Pleurotus sapidus. The genetic diversity of the basidiospores of Pleurotus sapidus (MKs) obtained from two dikaryotic strains of P. sapidus (Dk421 and Dk3174) will be exploited. Mks with high growth rate on milled Citrus peel, pulp and seed of orange, tangerine, lemon will be selected and grown as solid state and submerged fermentation (SF). Metabolites will be extracted and evaluated for biological activities. Samples before and after the fungal transformation taken from SSF and SF cultures will be analysed. Rapid product analyses using TLC and established coupled HPLC-DAD-ELSD will focus on the most promising strains. Specific targets are flavonoids with an increased number of hydroxyl groups on the B-ring, -- or -- unsaturated carbonyls, and terpenoids from the oxo-functionalisation of limonene, citronellal and farnesene isomers. High resolution and multi-dimensional GC-MS and multireaction monitoring (varying MS collision energies) will be used. Extracts from various strain/culture combinations (SSF or SF) will be lyophilized and milled. One fraction of each sample will be tested for its biopesticide action, and another one for its quality as feed supplement. Five and 150 L fermenters will be operated to scale-up the results. SSF will be carried out in a rotary drum solid-substrate fermentation system. The project is comprised of seven major work packages: 1. Generation and selection of the monokaryons (CITER) 2. Growth of the monokaryons (CITER) 3. Selection of the optimal culture conditions to obtain bioactive compounds using the selected Mk form step 2. (CITER, LUH, JLU, JUB) 4. Analytical evaluation of the biotransformation/conversion products (LUH, JLU) 5. Automated screening of Mks by chiral GC-GC (JLU) 6. Bioactivity test of crude extracts obtained from SSF and SF (IMBIV, IIB) 7. Bioprocess design and scale-up (JLU, JUB)
Das Projekt "Nachweis von Verfaelschungen von Fruchtsaeften ueber Flavonoide mittels HPLC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Institut für Lebensmittelchemie durchgeführt. Flavonoide Inhaltsstoffe werden als Leitsubstanzen zur Qualitaetssicherung und -verbesserung von Schwarzen Johannisbeersaeften, Traubensaeften, Apfelsaeften, Brombeersaeften, Passionsfruchtsaeften und Orangen- sowie Grapefruitsaeften verwendet. Die hierzu geeigneten Flavonoide muessen extrahiert und identifiziert und geeignete HPLC-Methoden ausgearbeitet werden. Bisher sind Methoden zum Nachweis von roten in schwarzen Johannisbeerprodukten, von Feigensaeften in Trauben-Erzeugnissen und zum Nachweis der Vermischung von Citrussaeften ausgearbeitet worden. Weiterhin ist der Nachweis von Brombeersaft in Johannisbeersaft und der Nachweis von Apfelsaft in Birnensaft bzw umgekehrt moeglich gemacht worden.
Das Projekt "Epidermale Flavonoide; Rolle pflanzlicher Phenole als UV-B-Schutzpigment in der Epidermis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Julius-von-Sachs-Institut für Biowissenschaften mit Botanischem Garten, Lehrstuhl für Pharmazeutische Biologie durchgeführt. Aus den im Rahmen verschiedener verzahnter Projekte in BayFORKLIM gewonnenen Erkenntnissen sowie aus dem bisher publizierten Material ergeben sich aus dem Blickwinkel der Zielsetzungen des vorliegenden Projektes folgende Aspekte: Quantitativer Aspekt: UV-Strahlung induziert die Akkumulation von Flavonoiden als Schutzpigmente in den Epidermen von Blättern krautiger Pflanzen. Dabei reichen kurze Expositionszeiten aus. Unter natürlichen Bedingungen führt die ambiente Strahlung am Standort zu - für die jeweilige Pflanzen typischen - maximalen Blattflavonoidgehalten. Eine darüber hinausgehende Induktion der Akkumulation von Schutzpigmenten durch höhere Strahlungsdosen kann nicht beobachtet werden. Qualitativer Aspekt: Höhere Dosen an UV-B-Strahlung führen - zumindest bei einigen Arten - zu Verschiebungen in der Zusammensetzung der epidermalen Blattflavonoide. Es werden vermehrt Substanzen gebildet, die durch ihr verändertes Substitutionsmuster bessere Radikalfänger und somit wirkungsvolle Antioxidantien darstellen. Diese Tatsache hat Auswirkung auf die Eigenschaften von Nahrungs- und Arzneipflanzen.
Das Projekt "Phenole als potentielle UV-(B)-Schutzpigmente" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Köln, Biozentrum, Botanisches Institut durchgeführt. Bedingt durch das 'Ozonloch' ist die Zunahme an biologisch wirksamer, teils schaedigender UV-B-Strahlung auch fuer das Pflanzenleben auf unserer Erde belastend und eventuell bedrohlich. Das erste Blatt von Getreidekeimlingen, fuer die Weiterentwicklung zur Ertrag bringenden Pflanze massgeblich, hat sich in unseren ersten Untersuchungen an Roggen und Gerste als besonders UV-reaktiv hinsichtlich der Anreicherung potentieller phenolischer UV-Schutzstoffe (bes. Flavonoide) erwiesen. Unsere Zielsetzung ist die Beantwortung der grundsaetzlichen Frage, inwieweit der phenolische Stoffwechsel beider Getreide der UV-Stressvermeidung dient. Eine besondere Bedeutung kommt hierbei der von uns isolierten flavonoiddefizienten Gersten-Mutante zu. Die in diesem Zusammenhang wichtige Regulation des Flavonoid-Stoffwechsels durch UV soll anhand von gewebespezifischen Expressionsstudien mit spezifischen mRNA-Sonden fuer verschiedene Chalkon-Synthase (Schluesselenzym)-Gene im Roggen untersucht werden. Anhand geeigneter Stressparameter (Photosynthese-, DNA-, Protein-Schaeden, photooxidativer Stress) soll der Grad der UV-Belastung bzw. die Anpassung der Keimpflanzen in diesem fruehen Entwicklungsstadium beurteilt werden. Mit Hilfe dieser Erkenntnisse werden aus Regionen mit hoher natuerlicher UV-B-Einstrahlung stammende Roggen-Sorten hinsichtlich ihrer UV-B-Toleranz untersucht.
Das Projekt "ERA-IB 7: TIPs: Thermostabile Isomerasen in der Biotechnologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Allgemeine Mikrobiologie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Identifizierung und detaillierte biochemische und strukturelle Charakterisierung von neuartigen hitzestabilen Isomerasen mit biotechnologischem Potential aus thermophilen Mikroorganismen und Metagenomen. Das Projekt ist dem Teilbereich 'Neuartige Systeme für neue und nachhaltige Prozesse unter Verwendung von Enzymen als Biokatalysatoren' des 7. ERA IB2 Aufrufs zugeordnet. Die Isomerasen umfassen drei Typen: (i) Zucker-Isomerasen, für die Produktion neuartiger Zucker als Kalorien-freien Süßstoffe und als Bausteine von pharmazeutischen Wirkstoffen; (ii) Disulfid-Isomerasen für die Verbesserung der Protein-Faltung und -Stabilität von Industriellen Enzymen, und (iii) Chalkon-Isomerasen, die an der Umwandlung von Flavonoiden, d.h. von Sekundärmetaboliten mit wichtiger Funktion als natürliche Farbstoffe, Antioxidantien, sowie als anti-mikrobielle und anti-inflammatorische Wirkstoffe. Die Thermo- stabilen Isomerasen erlauben neue Möglichkeiten für kompetitive und nachhaltige Prozesse der Grünen Biotechnologie als Ersatz für konventionelle chemische Syntheseprozesse. Ausgehend von Genomen (hyper)thermophiler Mikroorganismen und von Metagenomen thermophiler Standorte sollen mit bioinformatischen Methoden Gene identifiziert werden, die für geeignete Isomerase-Enzyme kodieren. Geeignete Gene von (hyperthermophilen) Isomerasen sollen heterolog exprimiert werden und die rekombinanten Enzyme nach Reinigung detailliert biochemisch, und strukturell charakterisiert und in Bezug auf biotechnologische Anwendung analysiert werden. Dabei sollen insbesondere auch kinetische Parameter mit relevanten Substraten und die Stabilität gegenüber Temperatur, organischen Lösungsmitteln und pH analysiert werden.
Das Projekt "Einfluss von Flavonoiden auf die Regulation zellwandabbauender Enzyme bei V. inaequalis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft durchgeführt. Die pflanzlichen Phenole vom Apfel bewirken nur wenig auf der Ebene der pilzlichen Enzyme, aber bestimmte Phenole haben einen Einfluss auf die Regulation der Enzymproduktion. Die Umstaende der Auswirkungen auf die Regulationsmechanismen werden untersucht.
Das Projekt "Untersuchungen zur Vererbung des (-)-Bisabololgehaltes bei der Kamille und Entwicklung PCR-gestuetzter Marker als Basis fuer die Selektion einer Kamillensorte mit hohem Gehalt an Bisabolol und guten agronomischen Eigenschaften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung I, Professur für Pflanzenzüchtung durchgeführt. Kamille ist eine sehr alte und auch heute noch bedeutende Arzneipflanze. Während bei der Verwendung als Teedroge neben dem Gehalt an ätherischem Öl, mindestens 0,4 Prozent, vor allem äußere Qualitätsmerkmale von Bedeutung sind, werden für die Extraktherstellung hohe Konzentrationen spezifischer Komponenten gefordert. Als wirksame, insbesondere entzündungshemmende Inhaltsstoffe wurden vor allem (-)-alpha-Bisabolol im ätherischen Öl und die hydrophilen Flavonoide Apigenin und Apigenin-7-Glucosid erkannt. Im Rahmen des vorliegenden Projektes soll daher zunächst als Grundlage für eine erfolgreiche züchterische Bearbeitung die Genetik des (-)-alpha-Bisabolol-Gehaltes aufgeklärt werden. Basierend auf diesen Daten werden PCR-gestützte Marker (RAPD, AFLP) entwickelt, mit deren Hilfe eine effektive markergestützte Selektion durchgeführt werden kann und somit Populationen mit einem konstant hohen (-)-alpha-Bisabolol-Gehalt selektiert werden können. Ausgehend von diesen Analysen werden in einem zweiten Schritt bereits auf gute agronomische Eigenschaften selektierte Populationen mit Hilfe dieser molekularen Marker auf einen hohen (-)-alpha-Bisabolol-Gehalt selektiert.
Das Projekt "Alternativmethoden: Entwicklung eines Genetischen Referenzpanels neuraler Stammzellen in vitro zur Untersuchung genetischer Variabilität in präklinischen Studien (VarioStem)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Forschungszentrum für Regenerative Therapien Dresden (CRTD), Biotechnologisches Zentrum durchgeführt. Unser konkretes Ziel ist es, ein Panel von definierten neuralen Stammzellen mit bekannter genetischer Variabilität zu entwickeln, das für Wirkstoffprüfungen und grundlagenwissenschaftliche Fragestellungen geeignet ist, und es ermöglicht den Faktor 'genetische Variabilität' anzugehen, ohne auf Tierversuche mit exponentiell wachsenden Tierzahlen angewiesen zu sein. Wir werden Experimente durchführen, mit denen wir Bioassays zur Stammzellproliferation und -differenzierung in dem Panel validieren und einen ersten beispielhaften Wirkstoffscreen für bioaktive Naturstoffe wie Flavonoide, Acantocyane und Polyphenole durchführen. Schließlich werden wir, um die Datenausbeute zu erhöhen, und die überflüssige Wiederholung von Experimenten zu reduzieren, die Tatsache nutzen, dass die genetische Referenzpopulation, auf der unser Stammzellpanel basiert, ingezüchtet ist, so dass alle Ergebnisse, die je mit diesen Tieren erhoben wird, kumulativ ist. Das erlaubt bei entsprechender Aufarbeitung der Daten die Einführung aller Ergebnisse in die integrierende Datenbank, die unter www.genenetwork.org von Kollegen der University of Tennessee in Memphis unterhalten wird. Für den konkreten Fall der Vorläuferzellen aus dem adulten Hippocampus, die wir untersuchen werden, entwickeln wir darüber hinaus die Einbindung in unsere eigene Datenbank MANGO, die unter www.adult-neurogenesis.org öffentlich zugänglich ist.
Das Projekt "Die Wiedereinführung der Espasette als Beispiel der Nutzung einer neuen Resource für nachhaltige Landwirtschaft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Verfahrenstechnik, Brennstofftechnik und Umwelttechnik durchgeführt. The proposed RTN adopts a unified approach to a unique sainfoin (Onobrychis viciifolia) collection. It will provide excellent training for young researchers in evaluating traditional resources and developing novel strategies for sustainable agriculture. This is timely because of the pending CAP reforms. The RTN will offer multisectorial and multidisciplinary training at 12 first-class research institutions and 3 SMEs in 11 countries. It is based on a structured combination of research and training activities to ensure that the young researchers will achieve optimal development of professional skills for their future careers . The young researchers will greatly benefit from the vast expertise in a wide range of disciplines amongst the partners: agronomy, plant breeding, seed production and marketing, animal nutrition, veterinary science, chemical analysis, biochemistry, genetics and molecular biology. The scientific approach will develop a scientific and technical basis for animal feeding systems based on lower chemical inputs by re-popularising traditional fodder legumes for more efficient, animal- and environment-friendly farming systems. Sainfoin will be a showcase for an excellent fodder legume, which was widely grown in Europe before the use of commercial fertilisers and synthetic drugs. Currently, a considerable amount of research occurs on sainfoin but includes only a few cultivars. This prevents exploitation of its full genetic potential. The unique collection already available within this network and a concerted evaluation will lay the foundation for exploiting the full potential of this traditional forage crop in contemporary cultivation systems. Training will consist of extensive scientific education on a local and network-wide basis and include complementary skills, e.g. foreign languages, personal, social and inter-cultural skills (management skills and soft skills). The proposed RTN adopts a unified approach to a unique sainfoin (Onobrychis viciifolia) collection. It will provide excellent training for young researchers in evaluating traditional resources and developing novel strategies for sustainable agriculture. This is timely because of the pending CAP reforms. The RTN will offer multisectorial and multidisciplinary training at 12 first-class research institutions and 3 SMEs in 11 countries. It is based on a structured combination of research and training activities to ensure that the young researchers will achieve optimal development of professional skills for their future careers . The young researchers will greatly benefit from the vast expertise in a wide range of disciplines amongst the partners: agronomy, plant breeding, seed production and marketing, animal nutrition, veterinary science, chemical analysis, biochemistry, genetics and molecular biology...
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