Das Projekt "Optimierung einer Methode zur Isolation von Chloroplasten aus frischem Pflanzenmaterial zur Entwicklung eines Bioassays fuer die Messung von Pestiziden in Wasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Landwirtschaftliche Fakultät, Institut für Landwirtschaftliche Botanik und Landwirtschaftlich-Botanischer Garten durchgeführt. Bio-assays are increasingly used in supplement to classical analyses to determine the effect of contamination of waters with herbicides, some of which have been shown to be able to determine herbicides within the limits in compliance with EC-ordonance for drinking water. Preliminary work carried out at the University of Bonn has demonstrated that contamination of different water systems can be identified using inhibition of the light dependent production of oxygen by chloroplasts. Further experiments at IRMM have shown a potential to transfer membrane systems of chloroplasts into stable powder that can be used to carry out such bio-assays. Results: A method has been developed tor the isolation and breakage ot chloroplasts that allow freeze drying of the thylakoid membranes. The photosynthetic activity of the lyophilized material was maintained to 86 - 95 per cent. This powder can be stored for over five month without loss of activity.
Das Projekt "Beurteilung von Stoerungen und Schaedigungen an Nutzpflanzen, die durch chronische und akute Ozonbelastungen im Grossraum Rostock entstanden sind" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Rostock, Institut für Landschaftsplanung und Landschaftsökologie, Arbeitsgruppe Angewandte Meteorologie und Klimatologie durchgeführt. Das Ziel der Forschungen bestand darin, Wirkungen der Ozondeposition/Ozonkonzentration in Abhaengigkeit von Veraenderungen der Stomataleitfaehigkeit nachzuweisen. Entsprechende Versuchsanstellungen wurden fuer die Anwendung des 'Rostocker hierarchischen Ozonmonitoring' ausgearbeitet und zeitlich an auftretende Ozonepisoden gebunden. Die vergleichenden Untersuchungen zeigten, dass es ein 'standortspezifisches Ozonschaedigungspotential' gibt, welches an pflanzenphysiologischen Parametern nachgewiesen wurde. Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen von Thylakoidmembranen, Zellmembranen und Spaltoeffnungen sowie qualitative Elementanalysen von Kristallstrukturen im Interzellularraum mittels energiedispersiver Roentgenstrahlanalysen konnten angefertigt werden. Eine pflanzenphysiologisch begruendete Definition einer Ozonepisode wurde publiziert.
Das Projekt "Effekte nanomaolarer Schwermatallkonzentrationen auf Wasserpflanzen: Vergleich biochemisch-biophysikalischer Mechanismen von Mangel und subletaler Toxizität unter umweltrelevanten Bedingungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Mathemtisch-Naturwissenschaftliche Sektion, Fachbereich Biologie, Arbeitsgruppe Küpper durchgeführt. Dieses Projekt wird biochemisch-biophysikalische Mechanismen der Wachstumshemmung unter Mangel und subletaler Toxizität von Kupfer, Cadmium und Chrom unter umweltrelevanten Bedingungen an Wasserpflanzen untersuchen. Vor allem soll geklärt werden, in welcher Reihenfolge, in welchem kausalen Zusammenhang, in welchem Schwermetall-Konzentrationsbereich und bei welchen Rahmenbedingungen (z.B. Lichtintensität) in früheren Studien untersuchte Schädigungsmechanismen auftreten. Dies betrifft insbesondere den viel diskutierten oxidativen Stress mit Folgeerscheinungen wie Oxidation von Proteinen und Membranschädigung im Vergleich zur Hemmung der photosynthetischen Lichtreaktionen und des Calvin-Zyklus, und im Vergleich zur ebenfalls viel diskutierten Genotoxizität. Eine Untersuchung der Zeitabfolgen. Konzentrationsabhängigkeiten und kausalen Zusammenhänge ist hier besonders wichtig, da die genannten Mechanismen im Prinzip einander stark beeinflussen können. So kann z.B. eine schlechtere Nutzung von Excitonen für die Photosynthese zu einer verstärkten Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies führen. Umgekehrt könnte eine Hemmung der Photosynthese auch als Folge einer oxidativen Schädigung der Thylakoidmembranen und der an der Photosynthese beteiligten Proteine auftreten. Hierbei ist auch der Vergleich des redox-inerten Cadmiums mit den redox-aktiven Metallen Chrom und Kupfer besonders interessant. Außerdem kommt ein Vergleich der als genotoxisch bekannten Metalle Cadmium und Chrom mit dem als wenig bis nicht genotoxisch angesehenen Kupfer hinzu. Die Laboruntersuchungen werden kombiniert mit Untersuchungen an schwermetallbelasteten Gewässern in Sachsen.