Soil is the first component of the environment that can be effected by GM plants, because they do not only consume the nutritive substances from the soil, but also release there different compounds during a growing period, and leave in the soil their remains. If the plants are modified to increase their resistance to plant pathogens, particularly bacteria, they can also affect the other microorganisms important for plant development. Also there are no considerable data about possible effect of GM plants on soil organic matter and chemical processes in soil. For the experiment it is planned to use transgenic potato plants (Solanum tuberosum L. cv. Desiree) expressing a chimerical gene for T4 lysozyme for protection against bacterial infections; - obtaining and short-term growing of GM plants in laboratory conditions; - extraction and collection of root exudates and microbial metabolites from rhizosphere; - analysis of these exudates by Pyrolysis-Field Ionisation Mass Spectrometry (Py-FIMS) in comparison with the exudates of wild-type plants and transgenic controls not harbouring the lysozyme gene, and with dissolved organic matter from non-cropped soil; - creation of 'fingerprints' for each new transgenic line in combination with certain soil on the basis of marker signals. Expected impacts: - New highly cost-effective express testing system for the risk assessment of genetically modified plants at the earliest stages of their introduction; - The conclusion about safety/danger of GM plants for the soil ecosystems; - Model for prediction of possible risk caused by GM plants.
Aufgrund des Klimawandels gestaltet sich die Wahl der geeigneten Baumartenmischung auf einigen Standorten zunehmend schwierig. Durch ihre hohe Trockenheitstoleranz sowie der Möglichkeit einer erfolgreichen Mischung mit Buche eignet sich die Douglasie in Deutschland potentiell als Baumart im sich ändernden Klima. Die Standortsansprüche der Douglasie wurden in der Vergangenheit häufiger untersucht, es bestehen aber nach wie vor Defizite in der differenzierten Beurteilung speziell der Nährstoffansprüche dieser Baumart. Vor allem der Phosphorbedarf der Douglasie ist hoch, was standortsabhängig zu Mangelzuständen führen kann. Über die Auswirkungen des Douglasienanbaus auf den Standort bzw. den Nährstoffhaushalt gibt es widersprüchliche Forschungsergebnisse. Verschiedene Arbeiten liefern Hinweise auf einen deutlich veränderten Stickstoffhaushalt in Douglasienbeständen. Dies kann langfristige Auswirkungen auf die Vitalität, Nährstoffgleichgewichte, den Stickstoffaustrag ins Grundwasser, auf die Mykorrhizen-Gemeinschaft, sowie auf Treibhausgasemissionen haben. Gesamtziel des Projektes ist es, Aufschluss sowohl über die Auswirkungen des Standortes auf die Vitalität der Douglasie, als auch die Auswirkungen des Douglasienanbaus auf den Standort zu erlangen. Im Mittelpunkt des Projektes steht der Nährstoffhaushalt, der eine wichtige Rolle für die Vitalität und Stabilität von Wäldern spielt. Durch verbessertes Wissen über die Nährstoffansprüche der Douglasie und die Risikofaktoren einer Veränderung des Standorts durch die Douglasie kann der Anbau auf eine bessere ökologische Grundlage gestellt und standortsspezifische Entscheidungsgrundlagen bereit gestellt werden.
Die Erkennung gesundheitlicher Risiken durch gentoxische Stoffe, die als Lebensmittelinhaltstoffe oder als Umweltkontaminanten Bedeutung haben, ist die Voraussetzung für Risikobewertung und Prävention. Bei Umweltkontaminanten gilt unser Interesse polycyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen mit einer sogenannten Fjordregion, die besonders potente Kanzerogene darstellen. Außerdem interessieren uns Fullerene, die im Ruß vorkommen und deren biologische Wirkung bisher nur wenig untersucht ist. Das aus beruflicher Belastung durch bestimmte Nitrosamine potentiell gesundheitliche Risiko wird im Modellversuch untersucht. Schließlich beschäftigen wir uns mit der Toxikologie bestimmter a,b-ungesättigter Alkenale, die als Lebensmittelinhalts- und -Zusatzstoffe in z.T. beachtlichen Konzentrationen (bis 30 mg/kg) in Lebensmitteln vorkommen. Metabolische Veränderungen, die fremde Stoffe im Körper erfahren, beeinflussen ganz wesentlich deren Wirkung. Zur Aufklärung einzelner aktivierender oder entgiftender Stoffwechselwege werden transgene Säugerzellen eingesetzt, die bestimmte Enzyme (CYP) stabil exprimieren. Zusätzlich wird der Leberstoffwechsel mit Hepatozyten und Zellfraktionen (Mitochondrien, Mikrosomen) simuliert. Metabolite werden über GC/MS identifiziert und quantifiziert. Die gentoxische/mutagene Potenz von Ausgangsverbindungen und Metaboliten wird in-vitro an Säuger-Zellinien (z.B. humane Colonzellen) oder an primären Zellen (z.B. aus Gastrointestinaltrakt von Ratte/ Mensch) sowie in-vivo an der Ratte und ex-vivo an humanen Blutzellen geprüft. Gemessen werden: Gentoxizität in transfizierten Bakterien (Induktion von SOS-Repair), Mutagenität in Säugerzellen (HPRT-Test), Induktion von DNA-Schäden mittels Mikrogelelektrophorese und die Entstehung vonDNA-Addukten mittels 32P-Postlabelling-Verfahren. Zusätzlich werden zytotoxische Effekte (einschließlich Membranschäden und Apoptose-Induktion) in Zellkulturen erfasst.
Abgebrannte Brennelemente aus Kernkraftwerken und hochradioaktive Abfälle aus der Wiederaufarbeitung müssen bis zu ihrer Endlagerung in zentralen oder dezentralen Zwischenlagern sicher gelagert werden. Da sich die Zeiträume bis zur Verfügbarkeit und Annahmebereitschaft eines Endlagers in Jahrzehnten bemessen, sind über solche Zeiträume Langzeit- und Alterungseffekte mit denkbaren sicherheitsrelevanten Auswirkungen nicht auszuschließen. In dem Projekt für das BMU ist das Öko-Institut von der GRS damit beauftragt, entsprechende Effekte zu identifizieren, die Anforderungen an Überwachungsprogramme für Zwischenlager zusammenzustellen und Empfehlungen für die Weiterentwicklung des deutschen Regelwerks abzuleiten.