Das Projekt "Horizontaler Gentransfer in Anlagen zur biologischen Abwasserreinigung - Einfluss des Gentransfers auf Biofilme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Fakultät für Bauingenieur- und Vermessungswesen, Institut für Wasserwesen, Lehrstuhl und Laboratorien für Wassergüte- und Abfallwirtschaft durchgeführt. Im Forschungsprojekt soll modellhaft der Gentransfer von Plasmiden anhand eines gruen-fluoreszierenden Proteins (GFP) sowohl in situ als auch in vivo und in Realzeit verfolgt werden. Dazu wird das GFP-Gen in zwei Plasmide der Inkompatibilitaetsgruppen IncQ und IncP kloniert und in die Wirtsorganismen Escherichia coli, Pseudomonas fluorescens und Alcaligenes eutrophus eingebracht. Diese Plasmide haben einen breiten Wirkungskreis. Der Gentransfer kann anhand der Expression des Proteins mit dem konfokalen Lasermikroskop (CSLM), einer CCD-Kamera und der digitalen Bildverarbeitung auch in tieferen Biofilmschichten verfolgt werden. Es sollen sowohl Plasmide, die sich selbst transferieren koennen (tra+) als auch Plasmide, die mobilisiert werden muessen (tra- mob+), eingesetzt werden. Rezipienten und Donoren werden durch Hybridisierung mit fluoreszenzmarkierten Gensonden identifiziert. Ferner soll der Einfluss von Selektionsdruck auf den Gentransfer und die Genexpression untersucht werden. Dabei wird das GFP als Reporter fuer die Expression spezifischer Gene benutzt, die am Abbau von 2,4-Diphenoxyessigsaeure (2,4-D) beteiligt sind. Diese Informationen sind wichtig fuer eine optimale Prozessfuehrung in der Abwasserbehandlung und erlauben eine Einschaetzung der Moeglichkeiten zur Nutzung von genetisch modifizierten Mikroorganismen, indem das Potential des Gentransfers in Biofilmen erforscht wird. Das Vorhaben ist auch im Hinblick auf die Freisetzung genetisch veraenderter Mikroorganismen von Bedeutung, da Zellkontakt am ehesten in Biofilmen auftritt. Dies ist der erste Versuch, Gentransfer in denjenigen Organismen nachzuweisen, die sich nicht mit bekannten Methoden kultivieren lassen.
Das Projekt "Fuer die Erhaltung der Planzengesundheit in den Boden eingebrachte fuer Kultur geeignete und ungeeignete Zellen von Pseudomonas: Mechanismus und Auswirkungen auf Oekosysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Institut für Pflanzenwissenschaften durchgeführt. Leading Questions: - the occurrence of different physiological states of strain CHA0 in soil and in the rhizosphere of crop plants, - environmental factors and bacterial signals influencing culturability and resuscitation of non-culturable cells- the physiological and genetic mechanisms governing culturability vs. Nonculturability. Abstract: Field application of beneficial Pseudomonas bacteria for protection of crops against root deseases or bioremediation of polluted soils implies the release of high numbers of wild-type or genetically-engineered bacterial cells into the soil environment. Since very little is known on the fate of bacterial inoculants in the environment and their impact on the soil ecosystem, concern about the ecological safety of such releases has been raised. The first objective of this project is to assess the persistence of the beneficial bacterium Pseudomonas fluorescens CHA0, which protects the roots of plants from certain soil-borne fungal pathogens, once it is introduced into the soil environment. Particular attention is being paid to the survival of the bacterium as viable but non-culturable cells, because these cannot be monitored by standard methods. We investigate (i) the occurrence of different physiological states of strain CHA0 in soil and in the rhizosphere of crop plants, (ii) environmental factors and bacterial signals influencing culturability and resuscitation of non-culturable cells, and (iii) the physiological and genetic mechanisms governing culturability vs. non-culturability. The second objective of the project is to evaluate, under contained conditions, the ecological impact of strain CHA0 and its derivatives on the diversity of selected indigenous microbial populations and key biological processes in the rhizosphere. Since suppression of diseases by strain CHA0 involves the production of antifungal compounds, it is important to analyse the impact of these compounds on the microorganisms naturally present in the soil environment. Results will help us predict the fate and impact of bacterial inoculants in the environment and improve monitoring of these microorganisms with respect to biosafety.
Das Projekt "Biologische Kontrolle der bodenbuertigen Krankheiten durch Pseudomonas Fluorescens: Mechanismen und Regulationsaspekte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Institut für Pflanzenwissenschaften durchgeführt. L'agronomie moderne est depourvue de methodes efficaces et respectueuses de l'environnement pour combattre la plupart des agents pathogenes qui attaquent les organes souterrains des plantes. Cependant, certains microorganismes benefiques sont capables de proteger les racines des plantes. L'intensite de cette protection varie en fonction des conditions environnantes (lieu, date etc). Elle n'est, en general, encore pas suffisamment constante pour etre utilisee a grande echelle dans les pays industrialises. Nous avons isole d'un sol qui empeche le developpement des maladies (sol suppressif) une souche, CHA0, de Pseudomonas fluorescens. Cette souche, non seulement protege les racines de nombreuses plantes, mais induit chez certaines d'entre elles, une resistance aux pathogenes foliaires, tout en demeurant localisee sur les racines. Le but de notre recherche est d'analyser par les methodes de la biologie moleculaire et du genie genetique les mecanismes de protection et leur regulation. Les resultats obtenus devraient permettre de trouver ou de construire des souches dont l'effet benefique est plus regulier. (FRA)