Das Projekt "Entwicklung von Verfahren zur Feststellung von Nahrungsmitteln, die mittels Gentechnik hergestellt wurden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät I Allgemeine und Angewandte Naturwissenschaften, Institut für Lebensmitteltechnologie, Fachgebiet Allgemeine Lebensmitteltechnologie und -mikrobiologie durchgeführt. In the near future food produced by means of genetic engineering will be commercially available in large scales. In most cases the genetic modification will not be detectable macroscopically, but only by molecular biological techniques. The scope of this proposal is to develop and evaluate methods for the identification of foods produced by genetic engineering. The conclusive identification of genetic modifications depends normally on the presence of the modified DNA and on the knowledge about the modified sequences. That is certainly a limitation for the development of detection methods since for many food items these prerequistes are not fulfilled. Nevertheless, there are many other foods still containing DNA for which the modified sequences are known. The project concentrates on such products, although other approaches will also be covered. Methods for conclusive identification are based on polymerase chain reaction (PCR) diagnostic methods and hybridization techniques using specific probes. In addition to the genetic modification itself the detection systems have to consider the effects of the food matrix and the nature of the organism. In parallel to the straightforward development of methods based on PCR and hybridization procedures other methods which have the potential to increase efficiency in routinely performed analysis will be investigated (detection of marker genes, development of multiplex primer systems, microtiter plate based sandwich-type DNA probe assay (PCR-ELISA), DNA biosensors). The proposal covers also methods which support or might substitute PCR/hybridization procedures in certain cases, like direct hybridization, isothermal Nucleic Acid Sequence based Amplification (NASBA) and self-sustained sequence replication (3SR) techniques for actively transcribed modified sequences, AFLP fingerprinting and protein diagnostic methods. The proposal combines 12 laboratories from 8 European countries.
Das Projekt "Entwicklung, Optimierung und Validierung molekularer Marker fuer die Erfassung von Biodiversitaet in Waeldern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft, Institut für Forstgenetik durchgeführt. Im Jahre 1996 wurde ein dreijaehriges EU-Forschungsprojekt zur Etablierung molekularbiologischer Methoden in der Forstgenetik mit 12 Partnern in 6 Laendern unter Koordinierung des Instituts fuer Forstgenetik der Bundesforschungsanstalt fuer Forst- und Holzwirtschaft abgeschlossen. Mit diesem Projekt konnte die Effizienz der molekularbiologischen Methoden erheblich gesteigert werden. Zudem koennen mit den bisher ueblichen Markern (z.B. Isoenzyme) nicht bearbeitbare Fragen zu den genetischen Grundlagen von Waldoekosystemen geloest werden. Die Ergebnisse des Projektes werden nun in einem neuen EU-Vorhaben, mit 14 Partnern in 7 Laendern, mit dem Ziel der Erfassung von Biodiversitaet in Waeldern umgesetzt. Mit diesem Vorhaben sollen die Voraussetzungen fuer ein Management genetischer Ressourcen in Europa verbessert werden. Hierbei sind industrielle Anbieter molekularer Technologie ebenso vertreten, wie Anwender dieser Technologie, z. B Saatgutfirmen und Forschungsinstitute. Bestimmte Schluesseltechnologien zur Identifizierung von individueller Variation auf der Ebene der DNA (PCR-gestuetzte Technologien: AFLP, PCR-RFLP, PCR-SSR, PCR-Sequencing, usw.) werden auf ihre Spezifitaet und Universalitaet getestet und in ihrer Effizienz gesteigert. Eine besondere Bedeutung hat dabei die Frage 'Welcher Marker fuer welchen Zweck?'. Wichtig ist dabei, dass die molekularen Methoden einfacher, schneller und billiger werden und so eine breitere Anwendung moeglich wird. Diese soll zudem erleichtert werden durch Empfehlungen fuer Anwender und ein Handbuch ueber Stichprobenstrategien und Auswertungsmethoden.
Das Projekt "Die genetische und physiologische Basis der Resistenz von Sorghum gegen Striga hermonthica" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Pflanzenzüchtung, Saatgutforschung und Populationsgenetik durchgeführt. Sorghumhirse ist eine der bedeutendsten Nutzpflanzen in kleinbaeuerlichen Anbausystemen Afrikas suedlich der Sahara. Hier stellt Striga einen wichtigen, die landwirtschaftliche Produktion begrenzenden Faktor dar. Striga ist ein parasitisches Unkraut, welches sich unterirdisch mit den Wurzeln der Wirtspflanze (z.B. Sorghumhirse, Kolbenhirse, Mais, Reis, Fonio) verbindet, ihr Wasser, Naehrstoffe und Kohlenhydrate entzieht und so zu Kornertragsverlusten bis zu 100 Prozent fuehren kann. Unter den verfuegbaren Strigabekaempfungsmethoden (z.B. mechanisch, chemisch, biologisch) stellen resistente Kulturpflanzensorten die vorteilhafteste dar, da ihr Anbau umweltneutral ist und den Landwirten keine zusaetzlichen Kosten oder Arbeit entsteht. Folgende Projektziele werden verfolgt: Identifikation der Gene fuer Strugaresistenz in Sorghum mittels DNA-Marker: Klassische Studien der Vererbung von Strigaresistenz in Sorghum; Aufklaerung der biochemischen und physiologischen Mechanismen der Strigaresistenz in Sorghum; Vergleich 'indirekter' Selektionsmethoden (Test auf einzelne Resistenzmechanismen im Labor) mit der 'direkten' Erfassung der Resistenz unter Feldbedingungen. Unsere Untersuchungen sollen zeigen, welche Chromosomenbereiche zur Strigaresistenz in Sorghum beitragen. Durch umfangreiche Resistenztests in West- und Ostafrika wird dabei die Stabilitaet der Resistenz ueber weite geographische Regionen garantiert. Mittels markergestuetzter Rueckkreuzung kann sodann die Resistenz sehr schnell und effizient in lokale Sorten uebertragen werden. Die genetischen werden durch physiologische und biochemische Untersuchungen der Strigaresistenzmechanismen ergaenzt. Parallel werden dabei spezifische Laborresistenztests entwickelt. Diese werden auf ihre potentielle Brauchbarkeit in einem Resistenzzuechtungsprogramm ueberprueft. Aus den gesammelten Ergebnissen all dieser Studien soll eine optimale Strategie fuer die Zuechtung von Sorghum auf Strigaresistenz entwickelt und Zuechtern in internationalen und nationalen Forschungsinstituten zur Verfuegung gestellt werden.
Das Projekt "Genetische Analyse der Resistenz von tropischem Mais gegen Schadinsekten mittels molekularer Marker" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Pflanzenzüchtung, Saatgutforschung und Populationsgenetik durchgeführt. Zielsetzung: Die Vererbung der quantitativen Resistenz gegen Southwestern Corn Borer (Diatrea granctiosella, SWCB), Sugarcane Borer (Diatrea saccharalis, SCB) und Fall Armyworm (Spodoptera frugiperda, FAW) in tropischem Mais soll mit molekularen Markern untersucht werden. Anhand der Ergebnisse sollen markergestuetzte Selektionsverfahren entwickelt werden. Arbeitsprogramm: Es wurden zwei Kreuzungen mit anfaelligen und resistenten Inzuchtlinien aus Zuchtmaterial des internationalen Mais- und Weizenzuechtungsinstitutes CIMMYT (Mexiko) hergestellt. Die RFLP-Analyse wurde in den spaltenden F2-Populationen durchgefuehrt. Die Feststellung der Resistenz erfolgte durch die Bonitierung des Frassschadens der Larven an den Blaettern von F3-Linien. Dazu wurden mehrjaehrige Feldexperimente in Mexiko durch gefuehrt. Die Kartierung und Charakterisierung der an den Resistenzen beteiligten QTL erfolgte durch die gemeinsame Verrechnung von RFLP- und Felddaten (QTL-Analyse). Durch fortgesetzte Selbstung wurden aus beiden Kartierungspopulationen 'recombinant inbred lines' (RIL) entwickelt. Diese werden ebenfalls auf ihren RFLP-Genotyp und ihre Resistenz im Feld untersucht. Die gefundenen QTL fuer Resistenz sollen in anfaellige Maisinzuchtlinien uebertragen werden. Dazu wurde ein markergestuetztes Rueckkreuzungsprogramm aufgebaut. Aktueller Stand der Arbeiten: Fuer die F2-Kartierungspopulationen wurden QTL-Analysen durchgefuehrt. Es konnten QTL auf den Chromosomen 1, 2, 5, 7, 8 und 9 fuer SCB- und SWCB-Resistenz gefunden werden. Die RIL wurden erstmals einortig auf ihre Resistenz gegen SCB ueberprueft. Zur Feststellung des RFLP-Genotyps wurden die RIL bislang mit 100 RFLP-Sonden untersucht. Das markergestuetzte Rueckkreuzungsprogramm befindet sich in der zweiten Rueckkreuzungsgeneration.
Das Projekt "Entwicklung molekularer Marker für Mehltau- und Gelbrostresistenz bei Weizen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Landwirtschaftliche Fakultät, Institut für Pflanzenzüchtung und Pflanzenschutz durchgeführt. Die gezielte Nutzung von Resistenzgenen wird durch Markierung erheblich erleichtert. In diesem Projekt werden 33 molekulare Marker (RAPD, AFLP, Mikrosatelliten) auf dem Chromosom 2 BL auf Kopplung mit dem Resistenzgen Yr5 gegen Gelbrost des Weizens untersucht und ein Abstand von etwa 10 cM erreicht. Zu unbekannten neuen Resistenzgenen gegen Echten Mehltau aus Triticum dicoccon und T. durum wurden mehrere gekoppelte Mikrosatelliten gefunden.
Das Projekt "Biologische Vielfalt: angewandte und systematische Erforschung von Cyanobakterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Biologie II, Lehrstuhl Mikrobiologie durchgeführt. General Information: The cyanobacteria are a phylogenetically coherent taxon of oxygenic phototrophic prokaryotes whose range of morphological diversity is greater than that of any other group of microorganisms. They represent a unique source of biodiversity for both fundamental and applied research but previous difficulties encountered in their culture, axenization and systematics have prevented thorough study of their potential. With the first two problems largely overcome, this project proposes a timely investigation of cyanobacterial systematics (employing phenotypic, genotypic, physiological and biochemical characters), a search for compounds of biotechnological interest, and a study of species diversity in the natural environment. The project will be based on the 600 axenic strains available in the Pasteur Culture Collection of Cyanobacteria (PCC) and is composed of three work packages. I. Biosystematics: comparative approaches for definition of taxa. A characterization of the phenotypic and physiological properties of cyanobacteria will involve: cellular morphology and differentiation; photosynthetic pigments; physiology (heterotrophic potential, N2 fixation, temperature maxima, salt tolerance); biochemical constituents (lipids, fatty acids, carotenoids, exopolysaccharides). These studies will be complemented and extended by high resolution molecular techniques applied to total genomic DNA (determination of molar G+C content and genetic complexity, DNA-DNA hybridization, DNA fingerprinting with RFLP and RAPD) or to individual genes (restriction pattern analysis following hybridization to specific probes). Protein fingerprinting will be performed by electrophoretic separation of total or soluble proteins. Phylogenetic analysis will employ the sequences of 16S rRNA and the intergenic transcribed spacer regions (ITS). II. Bioactive compounds and others of biotechnological interest. Some of the activities in work package I, although designed for biosystematic studies, will reveal compounds of potential interest (lipids, fatty acids, carotenoids and exopolysaccharides). Work package II is devoted more specifically to bioactive compounds and includes an examination of the synthesis and mode of action.
Das Projekt "Populationsgenetische Struktur und Blütenbiologie von Viola-Arten der Stromtalwiesen: Räumliche Verteilung der genetischen Variation, Genfluss und Bedeutung der Fremdbestäubung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement, Professur für Landschaftsökologie und Landschaftsplanung durchgeführt. Das Überleben von Pflanzenpopulationen wird maßgeblich durch die in der Population vorhandene genetische Variabilität bestimmt. Diese gibt den Rahmen für das evolutionäre Potential der Art vor, d.h. für ihr Vermögen, sich an sich ändernde Umweltbedingungen anzupassen. Durch genetische Drift aufgrund von Isolation sind gerade Populationen am Rande des Verbreitungsareals in ihrem Fortbestand bedroht. Andererseits beherbergen periphere Populationen aufgrund der hier herrschenden Selektionsbedingungen möglicherweise besondere genetische Faktoren, die im Hauptverbreitungsareal der Art selten sind. Das beantragte Forschungsvorhaben beschäftigt sich mit dem Vergleich der genetischen Variabilität und des Genflusses von Viola-Arten in peripheren Populationen am Oberrhein (Hessen), und subzentralen Populationen an der Mittleren Elbe (Sachsen-Anhalt) sowie den Thaya-Auen (Tschechien). Dies geschieht mit Hilfe einer modernen molekularbiologischen Methode (AFLP, amplified fragment length polymorphism), die mit relativ geringem Aufwand ein hohes Maß an genetischer Information liefert. Darüber hinaus werden Experimente zur Pollinationsbiologie der Arten durchgeführt. Diese dienen zur Charakterisierung des Bestäubungssystems, das auf das engste mit der genetischen Struktur der Arten verbunden ist. Besondere Berücksichtigung findet die Untersuchung der Pollenquelle und der Selbstbestäubung für die Reproduktion der Arten, sowie die Selbstungsrate und mögliche Inzuchtdepression der untersuchten Arten.
Das Projekt "Molekular- und quantitativ-genetische Analyse des Pathosystems Roggen/Fusskrankheiten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Pflanzenzüchtung, Saatgutforschung und Populationsgenetik durchgeführt. Fusskrankheiten und Schneeschimmel sind derzeit die wichtigsten Krankheiten des Roggens. Sie werden von einem Komplex von Schadpilzen (Fusarium spp, Microdochium nivalis, Pseudocercosporella spp) verursacht. Im Projektverlauf wurden reproduzierbare Methoden zur Inokulation der Fusskrankheitserreger unter standardisierten Bedingungen entwickelt. Resistenzpruefungen mit Inzuchtlinien ergaben eine signifikante genetische Variation von wenig bis hoch anfaellig. Feldversuche zeigten eine enge Korrelation mit den Gewaechshausergebnissen, wenn die Inokulation im richtigen Entwicklungsstadium erfolgt. Es wurden immunologische Verfahren (ELISA) zum Nachweis von Fusarium-Arten und Microdochium nivalis im infizierten Gewebe entwickelt, die zur Resistenzselektion und zur Erfassung des Pathogeneseverlaufes im Gewaechshaus und Feld eingesetzt werden. Gleichzeitig wurden Untersuchungen zur Analyse der genetischen Struktur und Dynamik der Pilzpopulationen mit Hilfe molekularbiologischer Methoden aufgenommen. Dabei werden Restriktionslaengenpolymorphismen (RFLP) zur Untersuchung der genetischen Diversitaet zwischen und innerhalb der Pilzarten und zur Markierung einzelner Isolate ('finger-printing') eingesetzt. Damit soll der Einfluss der Umwelt und des Wirtes auf die Erregerpopulationen erforscht werden.
Das Projekt "Markergestuetzte Selektion bei der Zuechtung der Zuckerrueben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von A. Dieckmann-Heimburg durchgeführt. Entwicklung eines markergestuetzten Nachweissystems fuer die Resistenzgene gegen Rizomania und Cercospora aus Beta maritima und Identifikation von Genotypen mit einem minimalen Prozentanteil des unerwuenschten Genotypes der Beta maritima-Spenderlinie.
Das Projekt "Nutzung von Computerprogrammen fuer die Detektion gentechnischer Veraenderungen in Plasmiden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Landesamt für Umweltschutz durchgeführt. Gentechnisch veraenderte Plasmide koennen nach Schneiden mit bestimmten Restriktionsenzymen durch computergestuetzte Analyse der entstehenden Restriktionsfragmentlaengenpolymorphismen (RFLP) den urspruenglichen Klonierungsvektoren zugeordnet werden.
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