Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von W. von Borries-Eckendorf GmbH & Co. KG durchgeführt. Zum Schutz der Kulturart Raps vor Schadinsekten soll im Rahmen von InRaps überprüft werden, ob auf Basis biologischer Lösungsansätze eine Alternative zum chemischen Pflanzenschutz bestehen kann. Konkret handelt es sich hierbei um die Identifikation und Erforschung einer umweltfreundlichen Saatgutbehandlung (USB), die in den ersten sechs bis acht Wochen nach der Aussaat von Raps zu einer Abwehr gegen die Kleine Kohlfliege und den Rapserdfloh führt. Das Vorhaben beinhaltet Labor- und Feldversuche und soll in Zusammenarbeit der Unternehmen NPZi und WvB mit den Abt. Agrarentomologie und Biochemie der Pflanze der Uni Göttingen erfolgen. NPZi und WvB führen Behandlungen (Beizung) von Rapssaat mit div. Substanzen und Organismen durch, die als aussichtsreiche umweltfreundliche Saatgutbehandlungen (USB) gegen Schadinsekten identifiziert wurden. In Keimungs- und Triebkraft-Untersuchungen werden die USB auf Pflanzenverträglichkeit hin untersucht. Bei entsprechender Eignung werden Pflanzen aus Saatgut mit USB angezogen und in Biotests mit der Kleinen Kohlfliege und dem Rapserdfloh am Institut für Agrarentomologie konfrontiert. Kombiniert wird dieser Ansatz mit exot. Raps-Linien, die eine mögliche genetische Resistenz besitzen. Varianten mit verminderten Fraßschäden im Biotest werden in der Abt. für Biochemie der Pflanze (Uni Göttingen) mittels Metabolite Profiling analysiert, um biochemische Mechanismen zu identifizieren. Wurde die Wirksamkeit einzelner USB im Labor bestätigt, führen die NPZi und WvB mehrjährige Feldprüfungen mit den USB an fünf Standorten zur Frühjahrs- und Herbstaussaat durch, um die Wirksamkeit der USB zu verifizieren. Erfolgreiche USB werden abschließend im Labormaßstab bei der NPZi optimiert und für den Produktionsmaßstab vorbereitet.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NPZ Innovation GmbH durchgeführt. Zum Schutz der Kulturart Raps vor Schadinsekten soll im Rahmen von InRaps überprüft werden, ob auf Basis biologischer Lösungsansätze eine Alternative zum chemischen Pflanzenschutz bestehen kann. Konkret handelt es sich hierbei um die Identifikation und Erforschung einer umweltfreundlichen Saatgutbehandlung (USB), die in den ersten sechs bis acht Wochen nach der Aussaat von Raps zu einer Abwehr gegen die Kleine Kohlfliege und den Rapserdfloh führt. Das Vorhaben beinhaltet Labor- und Feldversuche und soll in Zusammenarbeit der Unternehmen NPZi und WvB mit den Abt. Agrarentomologie und Biochemie der Pflanze der Uni Göttingen erfolgen. NPZi und WvB führen Behandlungen (Beizung) von Rapssaat mit div. Substanzen und Organismen durch, die als aussichtsreiche umweltfreundliche Saatgutbehandlungen (USB) gegen Schadinsekten identifiziert wurden. In Keimungs- und Triebkraft-Untersuchungen werden die USB auf Pflanzenverträglichkeit hin untersucht. Bei entsprechender Eignung werden Pflanzen aus Saatgut mit USB angezogen und in Biotests mit der Kleinen Kohlfliege und dem Rapserdfloh am Institut für Agrarentomologie konfrontiert. Kombiniert wird dieser Ansatz mit exot. Raps-Linien, die eine mögliche genetische Resistenz besitzen. Varianten mit verminderten Fraßschäden im Biotest werden in der Abt. für Biochemie der Pflanze (Uni Göttingen) mittels Metabolite Profiling analysiert, um biochemische Mechanismen zu identifizieren. Wurde die Wirksamkeit einzelner USB im Labor bestätigt, führen die NPZi und WvB mehrjährige Feldprüfungen mit den USB an fünf Standorten zur Frühjahrs- und Herbstaussaat durch, um die Wirksamkeit der USB zu verifizieren. Erfolgreiche USB werden abschließend im Labormaßstab bei der NPZi optimiert und für den Produktionsmaßstab vorbereitet.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Albrecht-von-Haller-Institut für Pflanzenwissenschaften, Abteilung Biochemie der Pflanze durchgeführt. Zum Schutz der Kulturart Raps vor Schadinsekten soll im Rahmen von InRaps überprüft werden, ob auf Basis biologischer Lösungsansätze eine Alternative zum chemischen Pflanzenschutz gefunden werden kann. Konkret handelt es sich hierbei um die Identifikation und Erforschung einer umweltfreundlichen Saatgutbehandlung (USB), die in den ersten sechs bis acht Wochen nach der Aussaat von Raps zu einer Abwehr gegen die Kleine Kohlfliege und den Rapserdfloh führt. Das Vorhaben beinhaltet Labor- und Feldversuche und soll in Zusammenarbeit der Unternehmen NPZi und WvB mit den Abt. Agrarentomologie und Biochemie der Pflanze der Universität Göttingen erfolgen. NPZi und WvB führen Behandlungen (Beizung) von Rapssaat mit div. Substanzen und Organismen durch, die als aussichtsreiche umweltfreundliche Saatgutbehandlungen (USB) gegen Schadinsekten identifiziert wurden. In Keimungs- und Triebkraft-Untersuchungen werden die USB auf Pflanzenverträglichkeit hin untersucht. Bei entsprechender Eignung werden Pflanzen aus Saatgut mit USB angezogen und in Biotests mit der Kleinen Kohlfliege und dem Rapserdfloh am Institut für Agrarentomologie (Universität Göttingen) konfrontiert. Kombiniert wird dieser Ansatz mit exot. Raps-Linien, die eine mögliche genetische Resistenz besitzen. Varianten mit verminderten Frassschäden im Biotest werden in der Abt. für Biochemie der Pflanze (Universität Göttingen) mittels ungerichteter und gerichteter Metabolomanalysen charakterisiert, um biochemische Mechanismen zu identifizieren. Wurde die Wirksamkeit einzelner USB im Labor bestätigt, führen die NPZi und WvB mehrjährige Feldprüfungen mit den USB an fünf Standorten zur Frühjahrs- und Herbstaussaat durch, um die Wirksamkeit der USB zu verifizieren. Erfolgreiche USB werden abschließend im Labormaßstab bei der NPZi optimiert und für den Produktionsmaßstab vorbereitet.
Das Projekt "Teilprojekt: Exposition und Wirkung von Bt-Mais mit multiplen Resistenzgenen für Nematoden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ibn - Institut für Biodiversität - Netzwerk e.V. durchgeführt. In diesem Teilprojekt sollen die direkten Effekte eines Bt-Mais mit multiplen Resistenzgenen im Vergleich zu Nicht-Bt-Mais und Insektizidbehandlung auf Nematoden untersucht werden. Dabei wird neben der Wirkung auch der Aspekt der Exposition und Bioverfügbarkeit der relevanten Cry-Proteine für Nematoden betrachtet. Nematodenlebensgemeinschaften aus Bodenproben eines Versuchsfelds (insgesamt 40 Parzellen; Modul 1) und von mit Cry-Protein-haltigem Material behandelten Mikrokosmen (Modul 2) werden mit uni- und multivariaten statistischen Methoden auf Unterschiede zwischen den Behandlungen überprüft. Zusätzlich werden in Laborexperimenten die Expositionspfade für Nematoden verschiedener Ernährungsgilden mittels fluoreszenz-markierter Cry-Proteine und Wirkmechanismen auf molekularer und organismischer Ebene untersucht (Modul 3). Die Ergebnisse können wesentlich zum Verständnis der Interaktion zwischen schädlingsresistenten GVOs und Bodenorganismen beitragen und sollen in internationalen Zeitschriften veröffentlicht werden. Außerdem sollen die Ergebnisse für die Erstellung von internationalen Richtlinien zur Erfassung der Wirkung von GVOs auf Bodenorganismen verwendet werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Entwicklung einer SNP-basierten Markerkarte und Kartierung von QTL für Inhaltsstoffe und phänologische Merkmale" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Department für Nutzpflanzenwissenschaften - Pflanzenzüchtung, Abteilung für Zuchtmethodik der Pflanze durchgeführt. Der Große Rapsstängelrüssler (RSR, Ceutorhynchus napi Gyl.) gehört in allen Rapsanbaugebieten Deutschlands zu den wirtschaftlich bedeutsamsten Frühjahrsschädlingen an Winterraps. Durch Eiablage in den Stängeln, Minierfraß der Larven sowie durch Förderung von Infektion und Ausbreitung der Stängelfäule (Leptosphaeria maculans (Desm.) Ces. et de Not.) kann er Ertragsverluste von bis zu 50 % hervorrufen, so dass die Rapsbestände in jedem Anbaujahr mehrfach mit Insektiziden behandelt werden müssen. Die Zulassung und Anwendung von Insektiziden im Winterraps unterliegt immer stärkeren Restriktionen, um das Risiko von negativen Auswirkungen auf Menschen und Ökosystem, insbesondere auch auf Honigbienen, auszuschließen. Zunehmende Insektizid-Resistenzen bei den Schädlingen erfordern die Entwicklung genetischer Resistenzen bei Winterrapssorten. Das Ziel des Projektes ist die Bereitstellung von RSR-resistentem Ausgangsmaterial zur züchterischen Nutzung in kommerziellen Pflanzenzüchtungsunternehmen.
Das Projekt "Chemisch-ökologisch vermittelte Resistenz bei Raps gegen den Rapsglanzkäfer Meligethes aeneus (CHEMOEKORAPS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin, Institut für Zoologie, Arbeitsgruppe Angewandte Zoologie,Ökologie der Tiere durchgeführt. Es sollen Kenntnisse zur Resistenz von Raps gegen den Rapsglanzkäfer erlangt werden, die es ermöglichen, direkte Pflanzenabwehr von Raps auf züchterischem Wege so zu erhöhen, dass der Einsatz von Insektiziden signifikant reduziert und die Selektion der Käfer auf Insektizidresistenz vermindert werden kann. Das Ziel des Vorhabens ist die Identifikation von 1.) Genotypen mit Resistenz gegen den Rapsglanzkäfer mittels Bioassays, 2.) Schlüsselsubstanzen, auf denen die Resistenz beruht, mit biochemischen Methoden, 3.) weiteren Genotypen mittels Screening mit biochemischen Methoden auf die Produktion der Schlüsselsubstanzen und damit einhergehender Resistenz. Schlüsselverbindungen sind flüchtige und nicht-flüchtige Eiablage- und fraßbeeinflussende Verbindungen sowie Verbindungen, die die Mortalität und Entwicklung der Larven beeinflussen. Zu Screenen sind Brassica-Wildarten oder andere Brassicaceaen wie Camelina sativa, mit Brassica kreuzbare Arten wie Sinapis alba, Arabidopsis Akzessionen, Rapslinien, B. oleracea- oder B. rapa-Genotypen für Raps-Resynthesen. Zunächst erfolgt ein Screening der verschiedenen Rapslinien, Brassicaceen-Arten, Arabidopsis Akzessionen auf Resistenzeigenschaften gegenüber M. aeneus mittels A) Eiablage und Fraßexperimenten mit Weibchen und B) Entwicklungs-Tests mit Eiern und Larven. Danach werden die flüchtigen und nichtflüchtigen Inhaltsstoffe der verschiedenen Rapslinien mittels Gas- oder Flüssigkeitschromatographie getrennt und mittels massenspektrometrischer Methoden identifiziert. Der Nachweis der Wirksamkeit von Verbindungen resistenter Linien erfolgt durch Auftragen von (High Performance Liquid Chromatography) HPLC - Fraktionen und synthetisierten Verbindungen auf Pflanzen und erneutem biologischem Testen. Anschließend sollen weitere Rapsgenotypen mit diesen antixenotischen oder antibiotischen Substanzen mittels chemischer Analysen identifiziert und dann getestet werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Metabolom- und Transkriptomanalysen zur Markeridentifizierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Albrecht-von-Haller-Institut für Pflanzenwissenschaften, Abteilung Biochemie der Pflanze durchgeführt. Der Große Rapsstängelrüssler (RSR, Ceutorhynchus napi Gyl.) gehört in allen Rapsanbaugebieten Deutschlands zu den wirtschaftlich bedeutsamsten Frühjahrsschädlingen an Winterraps. Durch Eiablage in den Stängeln, Minierfraß der Larven sowie durch Förderung von Infektion und Ausbreitung der Stängelfäule (Leptosphaeria maculans (Desm.) Ces. et de Not.) kann er Ertragsverluste von bis zu 50 % hervorrufen, so dass die Rapsbestände in jedem Anbaujahr mehrfach mit Insektiziden behandelt werden müssen. Die Zulassung und Anwendung von Insektiziden im Winterraps unterliegt immer stärkeren Restriktionen, um das Risiko von negativen Auswirkungen auf Menschen und Ökosystem, insbesondere auch auf Honigbienen, auszuschließen. Zunehmende Insektizid-Resistenzen bei den Schädlingen erfordern die Entwicklung genetischer Resistenzen bei Winterrapssorten. Das Ziel des Projektes ist die Bereitstellung von RSR-resistentem Ausgangsmaterial zur züchterischen Nutzung in kommerziellen Pflanzenzüchtungsunternehmen.
Das Projekt "Die Funktion des Hslpro-1-Proteins in der Signaltransduktionskette in Zellen nematodenresistenter Zuckerrüben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Christian-Albrechts-Universität Kiel, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung durchgeführt. Im Rahmen des hier beantragten Projektes sollen Gene identifiziert werden, deren Genprodukte mit den Genprodukten des Nematodenresistenzgens Hs1pro-1 und einem weiteren Gen (AG8), das an der Nematodenresistenzantwort beteiligt ist, interagieren. Aufgrund der abgeleiteten Aminosäuresequenzen dieser Gene konnten strukturelle Ähnlichkeiten zu Polypeptiden, die ebenfalls an der Resistenzausprägung und Signalweiterleitung involviert sind, detektiert werden. Insbesondere wurden Homologien zu Protein-Protein interagierenden Domänen (leucinreiche Regionen, Ankyrin-Wiederholungen) gefunden, so daß davon auszugehen ist, daß diese Genprodukte aktiv an einer Reaktionskaskade teilnehmen. Nach der Gen für Gen Hypothese binden Elicitor-Moleküle des Pathogens an einen Rezeptor des Wirts und lösen über eine Signaltransduktionskette die Resistenzantwort aus. Um Gene zu isolieren, deren Genprodukte an der zellulären Signaltransduktion beteiligt sind, wird die Methode des 'two-hybrid' Systems der Hefe angewendet. Die Verifizierung der mit dieser Methode isolierten Genprodukte sowie die genaue Bestimmung der interagierenden Domänen erfolgt schließlich über Deletionskonstruktionen, die ebenfalls im 'two-hybrid' System getestet und in vivo in Zuckerrüben 'hairy roots' überprüft werden sollen.
Das Projekt "Transgene Pflanzen-Zellsuspensionskulturen als Modellsystem zur Erforschung der molekularen Mechanismen der Insektizid-Resistenz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Umweltforschung, Biologie V, Lehrstuhl für Umweltbiologie und -chemodynamik durchgeführt. Mit der weltweiten Nutzung von Insektiziden stieg die Anzahl an resistenten Insekten-Arten bis 2006 auf etwa 550 Arten an. Selbst bei gezielter Anwendung von Insektiziden - zur Bekämpfung von Schädlingen in der Landwirtschaft zum Schutz der Ernten und zur Bekämpfung von Krankheitsüberträgern - kommen neben Zielorganismen auch Nicht-Zielorganismen in Kontakt mit den Wirkstoffen. Auf diese Weise entwickeln neben Zielorganismen, wie z.B. der Weißen Fliege, auch Nicht-Zielorganismen, wie z.B. die Taufliege Drosophila melanogaster, Resistenzen. Zu den weit verbreiteten Mechanismen, die Resistenzen bei Insekten auslösen, zählen sowohl die enzymatische Detoxifizierung als auch die Zielort-Unempfindlichkeit. Im ersten Fall begründet sich die Resistenz auf der Tatsache, dass das entsprechende Insekt über ein Enzym verfügt, das in der Lage ist, das betreffende Insektizid mit ausreichend hoher Geschwindigkeit zu Metaboliten umzusetzen, die eine geringere insektizide Wirkung aufweisen. Auf genetischer Ebene bedeutet das, (...) Das Projekt beschäftigt sich mit der P450-Monooxygenase CYP6G1 aus der Taufliege Drosophila melanogaster. Aus genetischen Studien ist bekannt, dass das Cyp6g1-Gen in resistenten Drosophila-Stämmen überexprimiert wird. Eine künstliche Überexpression von Cyp6g1 in Fliegen eines suszeptiblen Drosophila-Stamms führte zur Insektizid-Resistenz. Es wird vermutet, dass das CYP6G1-Enzym die Resistenz des Insekts bewirkt, indem bestimmte Insektizide, wie z.B. Imidacloprid und DDT, durch Metabolisierung detoxifiziert werden. Diese Hypothese soll im Projekt geprüft werden. P450-transgene Tabak-Zellsuspensionskulturen haben sich in unserer Arbeitsgruppe als geeignete in vivo-Systeme zur Untersuchung der Metabolismuskapazität von P450-Enzymen erwiesen. Der gleiche Ansatz wird beim CYP6G1 aus Drosophila melanogaster verfolgt. Im ersten Schritt werden Tabak-Zellsuspensionskulturen mit der cDNA-Sequenz des Cyp6g1 stabil transformiert. Mit den Cyp6g1-transgenen und den unmodifizierten Tabak-Kulturen werden nachfolgend Metabolismusexperimente durchgeführt, wobei z.B. Imidacloprid oder DDT (jeweils in 14C-markierter Form) eingesetzt werden. Durch Vergleich der nicht-transgenen mit der transgenen Tabak-Zellsuspensionskultur kann dann auf die Metabolismusaktivität des CYP6G1-Enzyms bezüglich des eingesetzten Insektizids geschlossen werden. Wichtige Metaboliten können identifiziert und isoliert werden. Der Nachweis, dass das heterolog exprimierte CYP6G1-Enzym das entsprechende Insektizid zu Verbindungen umsetzt, die keine insektizide Wirkung mehr zeigen, stellt dann das letzte Glied in der Beweiskette zur Ursache dieser Insektizid-Resistenz in Drosophila melanogaster dar. Die Prozedur ist analog auf andere Resistenz-Gene (Metabolismus-bedingt) anwendbar. Die resultierenden Erkenntnisse können im günstigen Fall genutzt werden, um (neue) Insektizide zu finden, die vom Resistenzmechanismus unberührt bleiben und deshalb der bestehenden Resistenz entgegenwirken.
Das Projekt "Teilprojekt: Effekte transgener Bt-Maissorten mit multiplen Herbivorenresistenzen auf Honigbienen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Tierökologie, Arbeitsgruppe Populationsökologie durchgeführt. Mögliche Risiken einer neuen Maissorte mit multiplen Bt-Resistenzen für die ökologisch und ökonomisch bedeutsame Honigbiene werden mit folgenden Zielen untersucht: 1) Die Auswirkungen von Bt-Maispollen auf die Entwicklung einzelner Honigbienenlarven, die Volksentwicklung und die Überwinterungsfähigkeit werden quantifiziert. 2) Kombinierte Effekte von Bt-Toxinen und Krankheitserregern werden getestet. 3) Effekte von Bt-Toxinen auf Parasiten im Bienenvolk und damit mögliche indirekte Effekte auf die Honigbiene werden untersucht.4) Die Nutzung von Maispollen durch Bienenvölker wird in unterschiedlich strukturierten Agrarlandschaften untersucht, um das potentielle Expositionsrisiko abzuschätzen Es werden Fütterungsexperimente mit Cry-Proteinen im Labor, Käfigversuche mit standardisierten Kleinstvölkern in einem Freisetzungsversuch, standardisierte Infektion mit Bienenparasiten und Experimente zur Auswirkung von Bt-Toxinen auf Parasiten im Bienenvolk durchgeführt. Freilandexperimente und Pollenanalysen entlang eines Landschaftsgradienten mit unterschiedlicher Maisanbaufläche ermöglichen Aussagen zum Expositionsrisiko. Die Ergebnisse ermöglichen eine umfassende Risikoabschätzung.
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