Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bielefeld, Centrum für Biotechnologie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Analyse von Transkriptom-, Proteom- und Metabolomdaten humaner Zellkulturen zur in vitro-Untersuchung toxikologischer Kombinationseffekte von Pflanzenschutzmitteln aus der Gruppe der Triazole. Transkriptom-, Proteom- und Metabolomdaten sollen aus von Projektpartnern bereitgestellten in vitro-Proben von humanen Zellkulturen bestimmt und mit bioinformatischen Methoden aufbereitet werden. Dabei wird die mögliche Wirkung von Pflanzenschutzmitteln aus der Gruppe der Triazole einzeln wie in Kombination auf Stoffwechselwege untersucht und visualisiert. Dazu wird geeignete Bioinformatik-Software bereitgestellt. Diese Bioinformatik-Software ermöglicht es im Anschluss den Projektpartnern, die Resultate für die toxikologische Modellierung zu nutzen.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Untersuchungen des Proteoms unter Trockenstress" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Gartenbauliche Produktionssysteme, Abteilung Gehölz- und Vermehrungsphysiologie durchgeführt. Die Intensivierung des Anbaus nachwachsender Rohstoffe birgt die Gefahr einer erhöhten ökologischen Belastung durch Stickstoffaustrag und klimarelevante Gasemissionen. Klimawandelszenarien prognostizieren für Mitteleuropa ausgeprägte Trockenperioden während des Frühjahrs und Frühsommers, den Phasen der stärksten Stickstoffaufnahme bei Kartoffeln. Gegenstand des Forschungsvorhabens ist die Charakterisierung von Stärkekartoffelgenotypen in Hinblick auf ihre Stickstoffaufnahme- und Verwertungseffizienz unter Trockenstress mit besonderer Berücksichtigung der Veränderung des Proteoms. In diesem Teilprojekt sollen ein In-vitro-Screening für Trockenstresstoleranz etabliert und wesentliche Veränderungen des Proteoms unter Trockenstress bestimmt werden. Ziel ist die Identifizierung von Proteinen, die unter Trockenstress spezifisch in toleranten Genotypen auftreten. Versuche unter In-vitro-Bedingungen sollen zeigen, ob sich Teilkomponenten der Stresstoleranz auch in schnell durchzuführenden Labortests erfassen lassen (Etablierung eines In-vitro-Trockenstresstests für Kartoffeln durch Zusatz von PEG und Sorbitol zum Nährmedium, Identifizierung geeigneter Selektionsparameter). An divergent reagierenden Genotypen werden Veränderungen des Proteoms in Reaktion auf Trockenstress untersucht. Massenspektrometrische Untersuchungen folgen, um differentiell abundante Proteine zu identifizieren. Schließlich erfolgt die kombinierte Analyse von N-Effizienz und Trockenstresstoleranz in vitro.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Untersuchungen des Proteoms unter Stickstoffmangelstress" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, Institut für Resistenzforschung und Stresstoleranz durchgeführt. Die Intensivierung des Anbaus nachwachsender Rohstoffe birgt die Gefahr einer erhöhten ökologischen Belastung durch Stickstoffaustrag und klimarelevante Gasemissionen. Klimawandelszenarien prognostizieren für Mitteleuropa ausgeprägte Trockenperioden während des Frühjahrs und Frühsommers, den Phasen der stärksten Stickstoffaufnahme bei Kartoffeln. Gegenstand des Forschungsvorhabens ist die Charakterisierung von Stärkekartoffelgenotypen in Hinblick auf ihre Stickstoffaufnahme- und Verwertungseffizienz unter Trockenstress mit besonderer Berücksichtigung der Veränderung des Proteoms. In diesem Teilprojekt sollen Genotypen in Containerversuchen hinsichtlich ihrer Reaktion auf Trocken- und Stickstoffmangelstress charakterisiert werden. Zudem werden Veränderungen des Proteoms bei N-Mangelstress unter In-vitro-Kulturbedingungen untersucht. Ziel ist die Identifizierung von Proteinen, die unter Stressbedingungen spezifisch in toleranten Genotypen auftreten. Ausgewählte Genotypen werden im rain-out-shelter unter Stressbedingungen kultiviert, wobei fortlaufend morphologische & biochemische Parameter erfasst und mit Toleranzeigenschaften korreliert werden. In einem In-Vitro-System werden an divergent reagierenden Genotypen Veränderungen des Proteoms in Reaktion auf Nährstoffmangelstress untersucht. Differentiell abundante Proteine sollen mittels Massenspektrometrie identifiziert werden. Angestrebt wird eine kombinierte Analyse von N-Effizienz- und Trockenstresstoleranz Eigenschaften. Die Ergebnisse des Projektes sollen einerseits Erkenntnisse zu Stresstoleranzmechanismen bei Solanum tuberosum liefern, die für die Entwicklung neuer Züchtungsstrategien von Bedeutung sein können. Darüber hinaus dürfte die erarbeitete Methodik unmittelbar einen Beitrag zur züchterischen Entwicklung trockentoleranter und stickstoffeffizienter Sorten bei Verkürzung des dafür erforderlichen Zeitaufwandes leisten.