Chronologie des LANUV-Sondereinsatzes und der Probenanalytik Pflanzen- und Bodenproben aus der näheren Umgebung des Brandereignisses in der Sondermüllverbrennungsanlage der Firma Currenta, wurden auf über 450 verschiedene Bestandteile von Agrarchemikalien untersucht. Die Analysen ergaben keine relevanten Konzentrationen und keinerlei Grenzwertüberschreitungen. Die Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass auch auf anderen Flächen im privaten wie im gewerblichen Bereich keine relevanten Einträge derartiger Stoffe durch das Schadensereignis stattgefunden haben. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die einzelnen Bestandteile der Agrarchemikalien aus den Tanks durch den unmittelbar nach der Explosion einsetzenden Brand fast vollständig zerstört wurden. In der Explosionswolke befanden sich damit nur geringe unverbrannte Anteile der freigesetzten Stoffe, die durch die Thermik des folgenden Brandes in größere Höhen getragen wurden und sich bei der weiteren Verbreitung stark verdünnten. Gesundheitliche Vorsorgemaßnahmen Auf Grund der Gesamtlage geht das LANUV derzeit von einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit aus, dass es außerhalb des Werksgeländes nicht zu einem relevantem Stoffeintrag kam. Daher wird im Bericht an die Bezirksregierung empfohlen, dass die zuständigen Behörden die aktuellen gesundheitlichen Vorsorgemaßnahmen weitgehend aufheben können. Obst und Gemüse ist wieder zum Verzehr freigegeben, sollten aber vor dem Verzehr gewaschen oder geschält werden. Auch eine Nutzung von Futterflächen (z. B. durch Weidetiere) ist wieder möglich. Sofern eine Reinigung von Rußniederschlag auf Flächen und Gegenständen erforderlich ist, sollte mit viel Wasser gut abgespült und mit Seife gereinigt werden. Da die Rußpartikel einen hohen Säuregrad aufwiesen, bitte beim Reinigen Handschuhe nutzen und diese, ebenso wie Reinigungstücher, anschließend im Restmüll entsorgen. Wasser aus Regentonnen sollte vorsorglich in der Kanalisation entsorgt werden. Das Wasser in Swimmingpools bitte austauschen oder komplett durchfiltern. Die Nutzung von Spielplätzen kann ebenfalls wieder freigegeben werden, sobald alle Säuberungsmaßnahmen durchgeführt wurden. Meldungen, dass sich durch die Rußpartikel Verfärbungen an Rasenflächen zeigten, haben sich als Pilzinfektion erwiesen. Seit dem Brandereignis in der Sondermüllverbrennungsanlage der Firma Currenta in Leverkusen am 27. Juli 2021, war und ist das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz (LANUV) an mehreren Stellen intensiv eingebunden, um mögliche Folgen für Umwelt und Gesundheit zu beurteilen. Luftmessungen Von der Feuerwehr Leverkusen wurde der LANUV-Sondereinsatz am 27. Juli 2021 zur Unterstützung bei Luftmessungen um 11:00 Uhr angefordert und war ab 12:30 vor Ort. Mit Hilfe von zwei Einsatzwagen des LANUV konnten um 13:00 Uhr die ergänzenden Messungen beginnen. Gesundheitsgefährdende typische Brandgase konnten von der Feuerwehr Leverkusen und dem LANUV-Sondereinsatz während des gesamten Einsatzes nicht gemessen werden. Auch Messungen auf Ausgasungen aus den betroffenen Tanks zeigten keine Auffälligkeiten. Um 18:00 Uhr wurde daher für diese Luftmessungen eine Entwarnung gegeben. Der LANUV-Einsatz endete um 19:30 Uhr. Rußproben Parallel wurden am 27. Juli 2021 vom LANUV Rußproben genommen, die sich als Folge des Brandes in der näheren Umgebung ablagerten. Die Probenaufbereitung konnte am folgenden Tag im Dioxinlabor des LANUV beginnen. Die Messungen selber wurden durchgeführt über eine Feststoffextraktion und anschließende Messung mittels chromatographischer Methoden (HRGC/HRMS für Dioxine und PCB, HPLC für PAK). Die Ergebnisse lagen am Freitag den 30. Juli 2021 vor und ergaben keine auffälligen Werte an Dioxinen, PCB und Furanen, sowie geringe Werte an Polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK). Die Ergebnisse wurden am gleichen Tag (Freitag, 30 Juli 2021) in der Pressekonferenz der Stadt Leverkusen durch das LANUV der Öffentlichkeit vorgestellt. Der Untersuchungsbericht ist unter Downloads (s.u.) abrufbar. Stoffe Die Firma Currenta hat am Freitag den 30. Juli 2021 eine Stoffliste der von der Explosion und dem Brand betroffenen Tanks der Bezirksregierung Köln vorgelegt. Daraufhin wurde das LANUV von der Bezirksregierung Köln beauftragt, in fachlicher Abstimmung mit Currenta ein weiteres Untersuchungsprogramm zu konzeptionieren auf Agrarchemikalien. Nach den vorliegenden Daten zu den von der Explosion und dem Brand betroffenen Tankinhalten, ließ sich zu dem Zeitpunkt nicht ausschließen, dass einzelne Bestandteile dieser Substanzen durch die Explosion ausgestoßen und verbreitet wurden, bevor die Verbrennung begann. Pflanzen- und Bodenproben Die Konzeption wurde am Montag den 2. August 2021 fertiggestellt, die Entnahme von Pflanzen- und Bodenproben konnte am Dienstag den 3. August 2021 beginnen. Frische Pflanzen- und Bodenproben wurden ohne Zeitverzug direkt in ein Speziallabor für die Analyse von Agrarchemikalien verbracht. Durch die direkte Aufbereitung wurden Ergebnisse innerhalb von 48 Stunden möglich. Die Proben wurden auf insgesamt 450 unterschiedliche Stoffe aus dem Bereich der Agrarchemikalien untersucht, unter anderem mittels der Verfahren Gaschromatographie/Massenspektrometrie (GC-MS). Die Ergebnisse waren allesamt unauffällig. Gerüche Wegen sich häufender Geruchsbeschwerden rückte der LANUV-Sondereinsatz am Samstag, den 31. Juli 2021, in Absprache mit der Feuerwehr Leverkusen zu ergänzenden Messungen erneut aus. Der Einsatz in den direkt angrenzenden Stadtteilen begann um 17:15 Uhr. Deutlich wahrnehmbare Gerüche waren vorhanden und blieben auch über den gesamten Einsatz in der Windrichtung konstant. Die messtechnische Untersuchung blieb ohne Befund. Auf Grund des Unterschreitens jeglicher Nachweisgrenzen konnte eine Gesundheitsgefährdung ausgeschlossen werden. Für Bürgeranfragen ist das CURRENTA-Bürgertelefon unter der Telefonnummer 0214 260599333 erreichbar. Die Bürgerinformation des LANUV ist erreichbar per E-Mail unter buergeranfragen(at)lanuv.nrw.de . Weitere Informationen zum LANUV-Sondereinsatz sind zu finden unter https://www.lanuv.nrw.de/landesamt/lanuv-stellt-sich-vor/bereitschaftszentrale/sondereinsatz Bericht Umweltuntersuchungen außerhalb des Betriebsgeländes im Schadensfall Currenta vom 5. August 2021 Bericht Umweltuntersuchungen außerhalb des Betriebsgeländes im Schadensfall Currenta vom 5. August 2021 Bericht Sondereinsatz und Analysen PCDD/F, PCB, PAK nach Explosion Chempark Leverkusen vom 30.Juli 2021 Pressemitteilung
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Robert Bosch GmbH durchgeführt. Wenn Dr. Helmut Schomburg am Ihinger Hof in Renningen über Zuckerrüben- und Weizenfelder blickt, dann sieht er mehr als einfach nur Pflanzen. Schomburg sieht Patienten. 'Gelbliche Blätter bedeuten, dass die Pflanze krank ist. Hier hilft keine Düngung, sondern nur die Behandlung mit Pflanzenschutzmitteln', erklärt er. Schomburg arbeitet am Bosch-Forschungscampus in Renningen, er ist Ingenieur für Verfahrenstechnik und Leiter des öffentlich geförderten Projektes Marta. Unter der Leitung von Bosch möchte das Forscherteam beweisen, dass sich viele Pflanzenkrankheiten mithilfe von Spektralkameras frühzeitig erkennen und bedarfsgerecht behandeln lassen. Entscheidend ist dabei der Zustand der Blätter. Sie sind die Energiequellen der Pflanzen. Sind die Blätter krank, kann sich die Pflanze nicht entsprechend entwickeln, Landwirte müssen dann mit einer geringeren Ernte rechnen. Wird eine Krankheit dagegen früh erkannt und behandelt, führt das im Idealfall zu maximalen Ernteerträgen. Die Forscher wollen die Landwirte in Zukunft auch dabei unterstützen, deutlich weniger Pflanzenschutzmittel einsetzen zu müssen, wenn sie Krankheiten zum richtigen Zeitpunkt behandeln. Jede Krankheit leuchtet anders: Das Projekt Marta stellt die beteiligten Forscher vor mehrere Herausforderungen: Zum einen sind nicht alle krank aussehenden Blätter tatsächlich befallen - manchmal fehlt den Pflanzen einfach nur Wasser oder Dünger. Zum anderen ist die präzise Diagnose einer Krankheit nicht einfach. 'Selbst wenn es sich um eine durch einen Pilzerreger verursachte Pflanzenkrankheit handelt, ist es sehr schwierig, diese exakt zu bestimmen, weil es allein beim Getreide zehn bis 20 Pilzkrankheiten gibt', sagt Schomburg. Die Forscher wissen, dass Blätter je nach Gesundheitszustand Licht unterschiedlich stark reflektieren. 'Wir wollen deshalb mithilfe von Blattaufnahmen aus sogenannten Spektralkameras den Anteil des Lichts analysieren, der vom Blatt reflektiert wird. Vereinfacht gesprochen, leuchtet jede Blattkrankheit unterschiedlich hell', veranschaulicht Schomburg. Eine Spektralkamera zeigt sehr genau, wie sich das Licht zusammensetzt und erfasst selbst winzige Unterschiede. In Renningen forscht das Team auf dem Feld der Versuchsstation der Universität Hohenheim an Zuckerrüben und Winterweizen. Beide landwirtschaftliche Nutzpflanzen können im Laufe ihres Wachstums verschiedene Krankheiten entwickeln, je nach Jahreszeit und örtlichen Bedingungen. Zum Beispiel bleibt in Senken der Tau länger liegen, es ist schattig und feucht - das ideale Mikroklima für Pilzerreger. Mithilfe von Millionen von Spektralbildern wollen die Forscher mehrfach die Zustände aller Pflanzen auf dem Feld erfassen. Aus der großen Datenmenge wollen sie ableiten, welche Bildinformation zu welcher Zeit an welcher Stelle auf welche Krankheit hinweist. (Quelle: Robert Bosch GmbH)
Das Projekt "Untersuchung und Beurteilung evtl. Belastungen durch Pinger (akustische Vergrämer) auf das Gehör von Schweinswalen in der EU-Fischerei" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von tian-Albrechts-Universität zu Universität zu Kiel, Forschungs- und Technologie-Zentrum Westküste durchgeführt. In den Fanggründen von Nord- und Ostsee sind vor allem die zu den Kleinwalen gehörenden Schweinswale von Beifängen bedroht. Zwar sieht die Verordnung (EG) Nr. 812/2004 des Rates zur Festlegung von Maßnahmen gegen Walbeifänge in der Fischerei u.a. seit dem 1.6.2005 obligatorisch vor, dass bestimmte Fanggeräte mit akustischen Warngebern, sog. Pingern, zu versehen sind, um Wale davor zu bewahren, dass sie sich in den Netzen verfangen und ertrinken. Die Wirkung der Pinger auf die Wale ist allerdings noch relativ unbekannt (Scheuchwirkung, Auswirkungen auf das Gehörsystem). Ziel dieses Forschungsvorhabens ist deshalb die Wirkung akustischer Vergrämer auf die Morphologie und die Funktion der Innenohren bei Schweinswalen zu untersuchen. Beifänge aus Gebieten mit Pinger-Einsatz sollen frischtoten Schweinswalen aus Gebieten ohne Pinger-Einsatz gegenüber gestellt werden. Die ermittelten Befunde sollen anschließend mit Daten aus dem Projekt 01HS089 zur 'akustischen Belastung von Schweinswalen' verglichen werden. Des Weiteren sollen zur besseren und eindeutigeren Bewertung der akustischen Belastung zusätzlich mikrobiologisch, histologische, serologische, parasitol. und virologische Untersuchungen durchgeführt werden. Es wurden die Ohren von frisch verstorbenen Schweinswalen entnommen und nach einer histologischen Aufarbeitung und Anfertigung von Serienschnitten unter dem Mikroskop pathologisch ausgewertet. Zur besseren und eindeutigeren Bewertung der Untersuchungsergebnisse wurden zusätzlich computertomographische, mikrobiologische, serologische, parasitologische und virologische Untersuchungen herangezogen. Sie sind unabdingbar, um nichtakustische Veränderungen im Innenohrbereich zu untersuchen. Eine ausführliche pathologische Untersuchung des gesamten Tierkörpers, ergab Rückschlüsse auf den Gesundheitszustand der untersuchten Schweinswale. Bei fast allen Schweinswalohren fand sich ein Befall mit Parasiten (Nematoden), die teils hochgradige Entzündungen verursachten und zu Ansammlungen von Abwehrzellen in diesen Bereichen führten. Auch wenn die Innenohrschäden nicht direkt mit dem Einsatz von Pingern in Bezug gebracht werden konnten, da diese 'akustischen Vergrämer' noch immer nicht flächendeckend in der Nord- und Ostsee eingesetzt werden, konnten Tiere aus Gebieten mit erhöhten Lärmaufkommen untersucht werden. Anhand der untersuchten Präparate fanden sich jedoch deutliche Hinweise auf durch dauerhafte Lärmexpositionen und akute Belastungsspitzen ausgelöste Gehörtraumata (in Form von Blutungen im Innenohr). Daneben konnten erstmals altersbedingte Veränderungen, ein verheilter Knochenbruch im Ohr, eine Pilzinfektion und andere pathologische Veränderungen beschrieben werden. Diese Studie unterstreicht die Wichtigkeit, systematisch auch die Ohren zu untersuchen, um den Einfluss von Lärm und Umweltverschmutzung auf den Gesundheitszustand und die Hörfähigkeit von marinen Säugern besser zu verstehen und die Tiere besser schützen zu können. (Text gekürzt)
Das Projekt "EXIST-Forschungstransfer : ESCApe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, Max-Planck-Institut für Polymerforschung durchgeführt. Viele Pflanzenkrankheiten werden durch großflächiges Ausbringen von Chemikalien behandelt, was ökologisch problematisch und gegen viele Erkrankungen wirkungslos ist. Das trifft auch auf die Pilzerkrankung 'Esca' zu, welche im Weinbau über 10 Millionen Reben jedes Jahr allein in Deutschland befällt. Durch die Zersetzung der Pflanzen von Innen ist der Pilz für Spritzmittel nicht erreichbar und sorgt jährlich für Millionenschäden im Weinbau. Inspiriert von der Medizin wurden mit ESCApe spezielle biobasierte und bioabbaubare 'Lignin-Mikrocarrier' entwickelt, die mit einem Fungizid beladen und in die Pflanze injiziert werden. Die Verkapselung von Wirkstoffen, die eine lokale Freisetzung erlauben, ist eine Kernkompetenz des MPI für Polymerforschung. Diese Technologie wird in verschiedenen Industrien eingesetzt. Für den Pflanzenschutz wurde sie bisher nicht genutzt, obwohl hier eine selektive Freigabe von Substanzen ökol. und ökon. sinnvoll ist. Das gab den Ausschlag für die Entwicklung. Da die Pilze bei der Zersetzung des Carriers das Fungizid freisetzen, werden sie vor Ort bekämpft. Die Technologie bietet das Potential Pflanzenschutzmittel gezielt einzusetzen und die Menge zu reduzieren. Dabei kann die Verkapselung für viele Mittel genutzt und gegen verschiedene Schadorganismen, die Wälder und Landwirtschaft bedrohen, eingesetzt werden. Mit der Applikation gegen Esca, bietet die Technologie die erste kurative Anwendung bei Befall. Eine Belastung der Trauben besteht nicht. Im Labor und bei Feldtests konnte der proof-of-principle erbracht werden. Ziel der Ausgründung ist die Weiterentwicklung zu einem marktfähigen Produkt sowie der Aufbau einer Wertschöpfungskette. Die Geschäftsidee fußt auf 2 Säulen: Winzern soll für die Behandlung betroffener Pflanzen ein Injektor befüllt mit verkapseltem Wirkstoff angeboten werden. Für andere Anwendungsgebiete wird ein Lizenzmodell angestrebt, in dem die Verkapselung an Hersteller von Pflanzenschutzmitteln auslizensiert wird.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von seed2soil GmbH & Co. KG durchgeführt. GRINDER - Innovatives Bodenbearbeitungs-Gerätesystem zur energiesparenden Strohkonditionierung und ultraflachen Bodenbearbeitung. Der rund 50 Jahre währende breitflächige Einsatz von chemischen Wirkstoffen in der Landwirtschaft zieht erhebliche Folgewirkungen nach sich (u.a. mögliche Gesundheitsschäden durch chemische Wirkstoffe in der Nahrungskette), gleichzeitig nimmt auch die Wirksamkeit der chemischen Wirkstoffe gegen Ungräser, Wildkräuter, Schadinsekten und -pilze nachgewiesen ab (Resistenzen). Daher soll ein innovatives Bodenbearbeitungs-Gerätesystem entwickelt werden, das die Effizienz chemischer Wirkstoffe erreicht und deren Einsatz zweckentsprechend weitgehend substituieren kann. Der 'Grinder' soll in der praktischen Landwirtschaft wirtschaftlich einsetzbar sein und als mechanische Methode zum wirksamen Umweltschutz und einem nachhaltigen Ackerbau beitragen. Mit Erreichen einer verbesserten Feldhygiene durch Einsatz der neuen Technologie, insbesondere durch die ultraflache Bodenbearbeitung, können Ausfallgetreide und Beikrautsamen sicher zur Keimung gebracht und eine Konservierung von Wildkraut- und Ausfallsamen durch (zu) tiefe Einarbeitung vermieden werden. Zudem können aufgelaufene Wildkraut- sowie Ausfallraps- oder Ausfallgetreidepflanzen wirksam erfasst werden. Außerdem sorgt das Gerät durch eine wirksame Zerkleinerung der Pflanzenreste für eine rasche Umsetzung und mindert den Infektionsdruck durch Pilzkrankheiten nachhaltig. Im Vergleich zu derzeit eingesetzten Gerätetechnologien zur Bodenbearbeitung ist der Grinder durch folgende besondere Innovationen gekennzeichnet: Bis zu 25% weniger Durchwuchsgetreide/Raps und Ungräser als bei den parallel eingesetzten mechanischen Verfahren vor der Bodenbearbeitung zur Folgekultur, bis zu 25% weniger Kraftstoffverbrauch gegenüber vergleichbaren Technologien.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Köln, Institut für Bau- und Landmaschinentechnik durchgeführt. GRINDER - Innovative Bodenbearbeitungs-Gerätesystems zur energiesparenden Strohkonditionierung und ultraflachen Bodenbearbeitung. Der rund 50 Jahre währende breitflächige Einsatz von chemischen Wirkstoffen in der Landwirtschaft zieht erhebliche Folgewirkungen nach sich (u.a. mögliche Gesundheitsschäden durch chemische Wirkstoffe in der Nahrungskette), gleichzeitig nimmt auch die Wirksamkeit der chemischen Wirkstoffe gegen Ungräser, Wildkräuter, Schadinsekten und -pilze nachgewiesen ab (Resistenzen). Daher soll ein innovatives Bodenbearbeitungs-Gerätesystem entwickelt werden, das die Effizienz chemischer Wirkstoffe erreicht und deren Einsatz zweckentsprechend weitgehend substituieren kann. Der 'Grinder' soll in der praktischen Landwirtschaft wirtschaftlich einsetzbar sein und als mechanische Methode zum wirksamen Umweltschutz und einem nachhaltigen Ackerbau beitragen. Mit Erreichen einer verbesserten Feldhygiene durch Einsatz der neuen Technologie, insbesondere durch die ultraflache Bodenbearbeitung, können Ausfallgetreide und Beikrautsamen sicher zur Keimung gebracht und eine Konservierung von Wildkraut- und Ausfallsamen durch (zu) tiefe Einarbeitung vermieden werden. Zudem können aufgelaufene Wildkraut- sowie Ausfallraps- oder Ausfallgetreidepflanzen wirksam erfasst werden. Außerdem sorgt das Gerät durch eine wirksame Zerkleinerung der Pflanzenreste für eine rasche Umsetzung und mindert den Infektionsdruck durch Pilzkrankheiten nachhaltig. Im Vergleich zu derzeit eingesetzten Gerätetechnologien zur Bodenbearbeitung ist der Grinder durch folgende besondere Innovationen gekennzeichnet: Bis zu 25% weniger Durchwuchsgetreide/Raps und bis zu 25% weniger Ungräser als bei den parallel eingesetzten mechanischen Verfahren vor der Bodenbearbeitung zur Folgekultur, bis zu 25% weniger Kraftstoffverbrauch im Vergleich zu Kurzscheibenegge und Mulcher und ein vergleichbarer Kraftstoffverbrauch wie mit dem Striegel.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Genetik, AG Dammann durchgeführt. Erstmalig werden im Projekt epigenetische Mechanismen (DNA Methylierung und Histonmodifikationen) genutzt, um eine innovative und umweltfreundliche Pflanzenschutztechnologie zu entwickeln. Mittels eines modifizierten CRISPR/Cas-Systems werden Krankheits-assoziierte Gene in Pflanzen epigenetisch editiert (EpiEdit) und damit die Resistenz von Nutzpflanzen gegenüber Pilzkrankheiten erhöht. Das Projekt greift dafür auf zwei essenzielle Vorarbeiten zurück (1) ein bereits etabliertes EpiEdit-System in der Modelpflanze Arabidopsis thaliana zur Steuerung der (De)Methylierung und somit (In)Aktivierung Krankheits-assoziierter Gene und (ii) ein genomweites DNA-Methylomprofil von mit Mehltau infizierten Gerstenpflanzen. Basierend darauf werden wir zeigen, dass eine durch EpiEdit herbeigeführte pilzliche Krankheitsresistenz eine vielversprechende Alternative zu konventionellen, chemisch-synthetischen Fungiziden darstellt. Um den Weg für zukünftige EpiEdit-Anwendungen in Kulturpflanzen zu ebnen, werden wir (1) genomweite DNA-Methylomprofile eingehend analysieren und auf Fusarium infizierte Gerstenpflanzen ausdehnen, um geeignete Zielgene für EpiEdit zu identifizieren (2) ein CRISPR/Cas-basiertes EpiEdit-System für Gerste etablieren, um die (In)Aktivierung von Krankheits-assoziierten Genen über (De)Methylierung zu realisieren. Durch die exemplarische Anwendung des EpiEdit-basierten Pflanzenschutzkonzeptes auf zwei Getreide-Pilz Pathosysteme soll die generelle Machbarkeit und Übertragbarkeit der Technologie zur Kontrolle anderer Pflanzenkrankheiten demonstriert werden. Außerdem werden im Projekt (3) dynamische Veränderungen des Epigenoms der Gerste in Reaktion auf Pilzinfektionen untersucht und stress-induzierte epigenetische Veränderungen hinsichtlich ihrer funktionellen Relevanz bewertet. Außerdem erarbeitet das Projekt das erste Gerste Multi-Omics-Pathoepigenom-Datenset.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Phytomedizin, Fachgebiet Epigenetik (190e) durchgeführt. Erstmalig werden im Projekt epigenetische Mechanismen (DNA Methylierung und Histonmodifikationen) genutzt, um eine innovative und umweltfreundliche Pflanzenschutztechnologie zu entwickeln. Mittels eines modifizierten CRISPR/Cas-Systems werden Krankheits-assoziierte Gene in Pflanzen epigenetisch editiert (EpiEdit) und damit die Resistenz von Nutzpflanzen gegenüber Pilzkrankheiten erhöht. Das Projekt greift dafür auf zwei essenzielle Vorarbeiten zurück (1) ein bereits etabliertes EpiEdit-System in der Modelpflanze Arabidopsis thaliana zur Steuerung der (De)Methylierung und somit (In)Aktivierung Krankheits-assoziierter Gene und (ii) ein genomweites DNA-Methylomprofil von mit Mehltau infizierten Gerstenpflanzen. Basierend darauf werden wir zeigen, dass eine durch EpiEdit herbeigeführte pilzliche Krankheitsresistenz eine vielversprechende Alternative zu konventionellen, chemisch-synthetischen Fungiziden darstellt. Um den Weg für zukünftige EpiEdit-Anwendungen in Kulturpflanzen zu ebnen, werden wir (1) genomweite DNA-Methylomprofile eingehend analysieren und auf Fusarium infizierte Gerstenpflanzen ausdehnen, um geeignete Zielgene für EpiEdit zu identifizieren (2) ein CRISPR/Cas-basiertes EpiEdit-System für Gerste etablieren, um die (In)Aktivierung von Krankheits-assoziierten Genen über (De)Methylierung zu realisieren. Durch die exemplarische Anwendung des EpiEdit-basierten Pflanzenschutzkonzeptes auf zwei Getreide-Pilz Pathosysteme soll die generelle Machbarkeit und Übertragbarkeit der Technologie zur Kontrolle anderer Pflanzenkrankheiten demonstriert werden. Außerdem werden im Projekt (3) dynamische Veränderungen des Epigenoms der Gerste in Reaktion auf Pilzinfektionen untersucht und stress-induzierte epigenetische Veränderungen hinsichtlich ihrer funktionellen Relevanz bewertet. Außerdem erarbeitet das Projekt das erste Gerste Multi-Omics-Pathoepigenom-Datenset.
Das Projekt "Teilprojekt: Entwicklung und Optimierung von Quarz-Nano-Schichten zum Schutz von Reben und Obstgehölzen gegen pilzliche Schaderreger und UV-Schäden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von nanopool GmbH durchgeführt. Die Idee dieses Projekts ist es, mit Hilfe eines innovativen Ansatzes eine schützende Nanoschicht auf Pflanzengewebe aufzubringen. Sie soll der Vermeidung von Pilzinfektionen dienen, und den Bedarf an konventionellen Pestiziden, einschließlich Kupfer reduzieren und somit Umweltbelastungen vermindern. Weiterhin soll die Verhinderung von Sonnenbrand von Früchten durch Einbetten UV-absorbierender Verbindungen in diese Nanoschicht erreicht werden. Spezifische Ziele des Teilprojektes sind die Herstellung von Formulierungen zur Ausbildung von Nanoschichten zur Applikation auf pflanzlichen Gewebsoberflächen, um die oben genannten Schutzeigenschaften zu erreichen. Des Weiteren ist es die Aufgabe des ASt., die Optimierung von Formulierungen vorzunehmen, auf Grundlage der Ergebnisse von Fluoreszenz-, konvokale Laserscanning Mikroskopie und Rasterelektronen Mikroskopie, ermittelt durch die Projektpartner. Im Abstimmung mit den Projektpartnern ist es die Aufgabe des ASt.Zusatzstoffe mit in die Matrix einzubetten, zur sukzessiven Freisetzung von Pflanzenstärkungsmitteln und somit eine Verhinderung von Pilzinfektionen bei Topf und Freilandreben zu realisieren.
Das Projekt "Teilprojekt A5: Einfluss von N, CO2, Ozon und Pilzbefall auf die Nahrungsqualitaet von Buche und Apfel fuer phyllophage Insekten: Larvenzuwachs..." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Forstwissenschaftliche Fakultät, Lehrstuhl für Angewandte Zoologie durchgeführt. Es soll untersucht werden, ob bzw. wie sich eine Erhoehung von Stickstoff im Boden, CO2, Ozon oder eine Pilzinfektion auf die Anfaelligkeit von Buche bzw. Apfel gegenueber einem blattfressenden Modellinsekt (Schwammspinner, Lymantria dispar L.; Lymantriidae; Lepidopt.) auswirken. Die Arbeiten sind von der zentralen Hypothese geleitet, dass die gewaehlten Rahmenbedingungen die Kohlenstoffallokation in der Pflanze beeinflussen, folglich die pool-Groessen insektenrelevanter Inhaltsstoffe veraendern und hierueber letztlich die Larvenentwicklung phyllophager Insekten beeinflussen. Kenngroessen fuer den Entwicklungserfolg werden in Relation zur Verwertung primaerer Pflanzeninhaltsstoffe bzw. zum Gehalt phenolischer Verbindungen in den Blaettern gesehen. Es wird weiterhin geprueft, ob Insektenfrass und Pilzbefall zu einer aehnlichen Antwort in der Pflanze fuehren. Mit den folgenden Pflanzensystemen werden Biotests durchgefuehrt: Buche 1: CO2 ambient/erhoeht in Kombination mit N normal/erhoeht (Gewaechshaus). Buche 2: Endophyten-infiziert (mit Sandermann, Gewaechshaus). Buche 3: Phytophthora-infiziert in Kombination mit N normal/erhoeht (mit Osswald, Gewaechshaus). Buche 4: Ozon-behandelt in CO2 ambient/erhoeht oder N normal/erhoeht (mit Matyssek, Phytotron). Buche 5: mit Ozon free-air-begaste 40-60-Buchen im Kranzberger Forst (mit Fabian). Apfel: CO2 ambient/erhoeht in Kombination mit N normal/erhoeht (mit Treutter, Gewaechshaus). In den Biotests werden Gewichtsentwicklung, z.T. Frassmenge und Kotproduktion, in einigen Faellen Frasspraeferenz bestimmt. Chemische Analytik: An den Systemen ,Buche 1-3', die Kollege Hoell bezueglich des Lipidstatus untersucht, werden in Blaettern und Insektenkot bestimmt: (1) loesliche Kohlenhydrate, Shikimi- und Chinasaeure, monomere Catechine, (2) Staerke, (3) freie und proteingebundene Aminosaeuren sowie (4) phenolische Verbindungen (kolorimetrisch, HPLC). Ebenso werden in der Biomasse der Larven nach der Frassperiode bestimmt: loesliche Kohlenhydrate, Glykogen, freie und gebundene Aminosaeuren.