März 199 0 Abschätzung und Beurte~lung der mikro~iellen Mobilisierung chemischer Elemente im Endlager Grube Konrad Inhaltsverzeichnis: 1. Einleitung 2, Kurzbeschreibung der relevanten Bakterien 2.1 Sulfat- und Schwefel~ reduziere~de Bakte~ien 2:1~1 Sulfat- reduzierende Bakterien Desulfovibri6 Desulfonema Desulfobacter Desulfobulbus Desulfosarcina Desulfotomaculum Desulfomonas Desulfococcus Desulfobacterium Thermodesulfobacterium 2.1 . 2 Schwefel- reduzierende Bakterien Desulfuromonas 2 . 2 Schwefel- ox i dierende Bakterien Thiobaci1lus Thiomicrospira Thiosphaera Acid.iphilium Thiobacterium Macromonas Thermo.thr'ix Thiobacilltis Q Sulfobacillus 2 . 3 Nitrat- reduzierende Bakterien Paracoccus Pseudomonas Moraxella Neisseria Flavobacterium Corynebacterium Wolinells. Campylobacter, Vibrio Citrobacter Klebsiella Azotobacter Azomonas Veill o nella Clostridium Bacillus Seite: 2 12 14 15 16 17 20 20 21 24 25 27 39 43 44 45 46 46 47 48 49 50 52 52 52 53 53 53 55 55 56 56 .57 57 58 58 Escherichia59 Selenomonas Propionibacte~ium Bradyrhizobium60 Salmonella Staphylococcus 59 60 61 61 2.4 Eis en- und Mangan- oxidierende Bakterien Siderocapsa Naumanni'e lla Siderococcus Ochrobium Gallionella Sphaerotilus Leptothrix Metallogenium Hyphomicrobium Leptospirillum Pseudomonas Thiobacillus 2. 5 Eisen- und Mangan- reduzierende Bakterien Bac teroides Clo stridium Bacillus Mycobacterium Agrobacterium Aquaspirillum Enterobacter Micrococcus Serratia Bacillus 2 . 6 Methanogene Bakterien Methanoba cterium Methanobrevibacter Methanothermus Methanococcus Methanomicrob i um Metha.nospirillum 1-iethanogenium Methanosarcina Methanolobus Methanothrix Methanococcoides Methartoplanus Methanosphaera Me t hanoco rpus c u lum Methanohalophilus 2 . 7 Re stliche Archaebakterien Archaeoglobus Thermoplasma Th.e rmoco ccus Pyrococcus Thermoproteus Thermofilum Desulfurococcus Staphylothermus Pyrodictium Sulfolobus Acidianus Desulfurolobus Pyrobaculum NS-C 62 64 66 66 67 67 68 69 70 71 72 73 74 '7 „ ( "i' 74 75 75 76 76 77 77 79 80 85 87 88 92 93 94 97 100 101 1 02 103 104 104' 106 107 108 109 110 111 111 112 112 113 113 114 115 115 116
Das Projekt "Resistenz gegen das Gurkenmosaikvirus (CMV) bei Tabak und Tomaten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Höchst Research and Technology durchgeführt. General Information: The objective of the project is the cleavage of the CMV RNA genome by ribozymes, for which the genetic information will be engineered into the plant genome via the Agrobacterium technique. Transgenic plants will be tested by inoculation with purified virus particles.
Das Projekt "Teilvorhaben: Etablierung neuartiger Methoden zur Überführung von DNA - Material in Rapsmikrosporen/ - protoplasten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RLP AgroScience GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung Krankheits- und Stress-toleranter wirtschaftlich wichtiger Kulturpflanzen zur Umsetzung einer umweltfreundlicheren landwirtschaftlichen Produktion. Am Beispiel von Raps und Rebe soll durch Veränderung spezifischer Rezeptoren (RLK, receptor like kinases) eine höhere Stress-Toleranz in den Pflanzen erreicht werden. Die Rezeptoren beeinflussen in Pflanzen die Signalübertragung und verbessern die Reaktion der Pflanzen auf Stress. Hierdurch können unter anderem Abwehrmechanismen gegen biotischen und abiotischen Stress gestärkt werden. Folgende Aufgaben werden von AP durchgeführt: 1. Evaluierung und Überprüfung von RLKs aus Arabidopsis in Raps und Rebe nach Agro-Infiltration von Blättern und künstlicher Infektion mit verschiedenen artspezifischen Pathogenen. 2. Agrobacterium vermittelte Transformation von Raps und Rebe mit evaluierten RLKs aus Arabidopsis und Überprüfung von Toleranz / Resistenz gegenüber Raps- und Reben-spezifischen Pathogenen. 3. Übertragung arteigener RLKs in Raps und Rebe und Evaluierung von Toleranz bzw. Resistenz in Reben. Wein- und Rapsanbau erfordern einen hohen Einsatz an Pflanzenschutz. Die Verwendung arteigener Gene für gentechnische Ansätze (cisgene) wird die Akzeptanz der Verbraucher gegenüber diesen Produkten verbessern. Rebsorten mit verbesserter Toleranz bzw. Unterlagen, welche Toleranz / Resistenz in Edelreissorten induzieren, werden auf großes Interesse auf dem Rebenmarkt stoßen. Profitieren würden in erster Linie die Pflanzgutproduzenten durch einen erhöhten Bedarf an Pflanzgut für Rebmuttergärten sowie Ertragsanlagen. Für Raps besteht ebenfalls ein großes Interesse an Sorten mit verbesserter Toleranz gegenüber biotischen und abiotischen Stress. Eine erste Verwertung der Ergebnisse wird hier auf dem Saatgutmarkt erfolgen. Durch Lizenzeinnahmen ist ein 'Return of Invest' für die Kooperationspartner möglich. Für AP ist die Profilierung als Kompetenzzentrum für die Einwerbung weiterer Projekte wichti
Das Projekt "Teilprojekt 10: Neue Strategien zur Begrenzung der zu uebertragenden Gensequenz auf das funktionell notwendige Mass durch Mikroinjektion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Fachbereich 08 Biologie, Chemie und Geowissenschaften, Institut für Allgemeine Botanik und Pflanzenphysiologie, Bereich Allgemeine Botanik (Botanik I) durchgeführt. Gesamtziel des vorliegenden Forschungsprojektes ist die Erprobung und Weiterentwicklung einer neuen/verbesserten Methode zur Pflanzentransformation. Die DNA-Mikroinjektionstechnik soll auf ihre praktische Anwendung als wuenschenswerte Alternative zu bestehenden Transformationstechnologien untersucht werden. Das Ziel ist, Pflanzen ohne die, bei anderen Technologien notwendigen, selektiven Marker (z.B. Antibiotika, Herbizidresistenzgene) zu transformieren. In den Jahren 2001-2004 sollen folgende Arbeiten durchgefuehrt werden: 2001. Mikroinjektion von Genen unter Verwendung selektiver Marker in Kartoffel. Evaluierung der Transformationsrate. Erste Tests zur Steigerung der Transformationsrate. 2002. Einsatz von statistisch selten schneidenden Restriktionsenzymen sowie VIR D und E Proteinen (aus Agrobakterium) zur weiteren Steigerung der Transformationsrate. Markerfreie Transformationsversuche. 2003-2004. Anwendung der Methoden auf Raps. Erfolgsvergleich der verschiedenen Methoden. Die erfolgreiche Umsetzung der Mikroinjektion als Alternative zur bestehenden Methoden wuerde einen entscheidenden Beitrag zur biologischen Sicherheit transgener Pflanzen leisten und damit zu einer erhoehten Akzeptanz in der Oeffentlichkeit fuehren.
Das Projekt "Ermittlung des Überdauerungs- und Austragspotenzials von gentechnisch veränderten Agrobakterien nach Einsatz in der 'floral dip' - Methode zur Erzeugung gentechnisch veränderter Pflanzen im Gewächshaus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Landschaftsbiogeochemie durchgeführt. Die Transformation von 'Arabidopsis thaliana' über die so genannte 'floral dip'-Methode vereinfacht die Erzeugung gentechnisch veränderter Pflanzen. Es ist keine Gewebekultur bzw. keine Regenation der transgenen Pflanzen mehr notwendig. Dies bedeutet auch den Wegfall der Selektion gegen die 'Agrobacterium'-Stämme mit entsprechenden Antibiotika nach der Transformation. Ziel des Projekts ist es, zu prüfen, inwieweit die neue Transformationsmethode eine Persisitenz der verwendeten Agrobakterien und ggf. einen Gentransfer in die autochthone Bakterienflora der Pflanzen ermöglicht.
Das Projekt "Erzeugung von langkettigen Hydroxyfettsaeuren in transgenem Raps" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Institut für Allgemeine Botanik und Botanischer Garten durchgeführt. Es sollen langkettige Hydroxyfettsaeuren im Samenoel transgener Rapspflanzen erzeugt werden. Aus einer samenspezifischen cDNA-Genbank werden dazu kodierende Sequenzen fuer eine Fettsaeurehydroxylase und fuer eine Hydroxyfettsaeure-spezifische Acyl-CoA Synthetase, die zur effektiven Aktivierung der Hydroxyfettsaeuren notwendig ist, kloniert und charakterisiert. Beide Gene werden dann unter der Kontrolle von samenspezifischen Promotoren mit Hilfe des durch Agrobakterium vermittelten Gentransfers in Raps ueberfuehrt. Als Zielpflanzen dienen dabei Linien mit hohem Gehalt an Erucasaeure.
Das Projekt "Strategien zur Etablierung biologischer Sicherheit in Feldversuchen mit genetisch verändertem Getreide" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Phytopathologie durchgeführt. In einem Verbundprojekt der Justus-Liebig-Universität Gießen, des IPK Gatersleben und der Maltagen GmbH, Andernach, werden transgene Gerstenlinien mit erhöhter Pilzresistenz oder verbesserte Futtereigenschaft bezüglich sicherheitsrelevanter Eigenschaften untersucht. Folgende Transgene stehen zur Verfügung: (a) Das thermostabile (1,3-1,4)-beta-Glucanase Gen aus Bacillus amyloliquefaciens liegt bereits in modernen Hochleistungssorten vor und wird seit 1996 unter Feldbedingungen an der Washington State University, Pullman, WA USA evaluiert. (b) Transgene Pflanzen, die das Trichoderma harzianum ThEn42 Gen für Endochitinase Aktivität ausdrücken, zeigen Resistenz gegenüber einem Wurzelkrankheitskomplex verursacht durch Rhizoctonia solani und Rhizoctonia oryzae mit soweit heute bekannt hoher Gattungsspezifität. Der künftige Markt für diese und weitere erst zu erstellende optimierte Transformanten der transgenen Eigenschaft 'Pilzresistenz' ist deshalb so groß, weil insbesondere die Kontrolle von Wurzel- und Ährenpathogenen unter heutigen Produktionsbedingungen aufgrund fehlender oder unzureichender chemischer Wirkstoffe und nicht existierenden resistenten 'germplasms' problematisch ist. Ganz gezielt könnte damit ein Einsatz der hier unter Sicherheitsaspekten bearbeiteten transgenen Pflanzen zu einer substanziellen Lösung von schwerwiegenden Problemen des weltweiten Pflanzenschutzes auf Basis biotechnologischer Strategien beitragen. In dem vorgeschlagenen Projekt sollen die transgenen Pflanzen im Gewächshaus und im Feldanbau unter folgenden Aspekte untersucht werden: (a) Eine detaillierte Studie der direkten Interaktion von (transgener) Pflanze mit pilzlichem Mikroorganismus sowie eine Studie zur Epidemiologie der Pilzentwicklung auf transgener Gerste unter Feldbedingungen (inkl. nützlichen Endophyten und Mykotoxinbildnern). (b) Evaluation der Effekte des Transgens auf die substanzielle Äquivalenz sowie auf Inhaltsstoffe und Kornqualität unter den Bedingungen des Feldanbaus (Pathogendruck und Mykorrhizierung). (c) Verbesserung der Transformationseffizienz und Sicherheit durch gezielte Einzelintegration des Transgens bei Agrobakterium vermittelter Transformation unter Verwendung von synthetischen T-DNAs. Die Feldstudien sollen unter den Produktionsbedingungen des 'low inputs' (reduzierte Bodenbearbeitung, reduzierte Pflanzenschutzmaßnahmen, reduzierte Saatdichte, reduzierte Düngung) im Vergleich zu intensiver Bewirtschaftung vergleichend angelegt werden. Einen Kern des Projektes bildet die Frage nach dem Verhalten von, transgener pilzresistenter Gerste auf die Besiedlung durch schädliche Pathogene und nützliche Endophyten. usw.
Das Projekt "Teilprojekt: Untersuchung der Möglichkeit eines horizontalen Gentransfers von zur Transformation benutzten Agrobakterien auf endophytische Bakterien in Pappel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Institut für Forstgenetik durchgeführt. Es soll untersucht werden, ob bei der Erzeugung gentechnisch veränderter Pappeln durch Transformation mit Agrobacterium tumefaciens ein Risiko des horizontalen Gentransfers transgener DNA auf die in den Pflanzen enthaltenen (endophytischen) Bakterien besteht. Daneben soll geprüft werden, ob und wie lange die verwendeten Agrobakterien in den transgenen Pappeln persistieren können. Die in vielen Gehölzen nachgewiesenen endophytischen Bakterien sollen isoliert, morphologisch/physiologisch charakterisiert und mit genetischen Methoden identifiziert werden. Für einzelne Gruppen endophytischer Bakterien wird eine mögliche Übertragung der transgenen DNA von den Agrobakterien über den Prozess der Konjugation in vitro überprüft. Ebenfalls wird die Möglichkeit dieses horizontalen Gentransfers nach der Transformation von Pappeln untersucht. Die Analyse der gentechnisch veränderten Pappeln erfolgt zu unterschiedlichen Zeiten nach der Transformation und in transgenen Pappeln, die bereits vor Jahren transformiert wurden. Im Ergebnis des Projekts soll die Wahrscheinlichkeit eines Gentransfers von transgener DNA auf die endophytische Mikroflora am Modellorganismus Pappel abgeschätzt werden.
Das Projekt "Teilprojekt 7: Klonierung und Optimierung von Expressionskassetten und Genen des T-DNA Integrationskomplex aus Agrobakterien für die Mikroinjektion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie durchgeführt. *Im Rahmen des Projektes wurden alle notwendigen Ausgangsmaterialien für die DNA Mikroinjektion hergestellt. Hierzu wurden für das Reporterenzym GFP sowie das Resistenzgen gegen Verticillium dahliae verschiedene reine Expressionskassetten hergestellt. Die Gene standen dabei unter transkriptioneller Kontrolle des konstitutiven 35S Promotors. Es galt zu prüfen, ob und inwieweit die Transformationseffizienz durch die Verwendung der Restriktionsenzyme (Munl, I-Scel) oder der Integrationsproteine aus Agrobakterium tumefaciens (Agroinjektion) im Vergleich zu nackter DNA gesteigert werden kann. Unter Berücksichtigung der verschiedenen Strategien sollten für diese Gene transgene Pflanzen der ersten (mit selektiven Marker) und zweiten Generation (ohne selektiven Marker) erzeugt werden. In anschließenden DNA-Mikroinjektionsexperimenten konnten transgene Pflanzen der ersten Generation nur unter Verwendung der 'Agroinjektion' erzeugt werden. Für beide Konstrukte konnten mehrere unabhängige Pflanzen etabliert werden, wobei die molekulare Analyse des Genoms eindeutig das Vorliegen von Mehrfachintegrationen gezeigt hat. Der Nachweis der Expression der Gene konnte zudem mittels Northern- und Western Analytik belegt werden. Transgene Pflanzen der zweiten Generation konnten im Projekt nicht identifiziert werden, was sehr wahrscheinlich auf das Fehlen eines selektiven Markers zurückzuführen ist. Bei Nichtverwendung selektiver Medien können transgene Zellen sehr einfach durch Wildtypzellen überwuchert werden, da diese vorab nicht verletzt wurden (Mikroinjektion) und somit zeitlich schneller Kalli ausbilden können. Die erzielten Ergebnisse sind künftig von großem Nutzen für die Weiterentwicklung der DNA-Mikroinjektion als Alternative zu bestehenden Pflanzentransformationssystemen. Mittlerweile konnten wir in Zusammenarbeit mit der Universität Giessen zeigen, dass mit nur geringfügigen Abweichungen in den Parametern die Erzeugung transgener Pflanzen ohne Agroinjektion möglich wird. Nach Verifizierung dieser Modifikationen wäre denkbar, die Mikroinjektion ohne großen Aufwand auch kommerziell zu nutzen, welches im Sinne des Verwertungsplanes ist.
Das Projekt "Wuchstypen bei Raps" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Herstellung neuer Wuchstypen beim Raps. Genetisch stabile Veraenderungen im Wuchstyp sollen durch folgende Ansaetze erreicht werden: (a) Transformation von Raps mit Agrobacterium rhizogenes, (b) Transformation von Raps mit dem aus A. rhizogenes isolierten rolC-Gen unter Kontrolle verschiedener Promotoren, und (c) Behandlung von Rapspflanzen mit dem DNA-Methyltransferaseinhibitor 5-Azacytidine. Durch die Ansaetze (a) und (b) soll in dem Phytohormonhaushalt der Rapspflanzen eingegriffen werden, waehrend durch den Ansatz (c) Veraenderungen in der DNA-Methylierung erreicht werden sollen, die nachweislich zu epigenetisch stabilen Veraenderungen im Wuchstyp fuehren koennen. Aus den Versuchen regenerierender Pflanzen sollen diese im Gewaechshaus auf phaenotypische Veraenderungen hin untersucht werden. An ausgewaehlten, im Wuchs veraenderten Pflanzen sollen Untersuchungen zu den Ertragskomponenten sowie zu den unterschiedlichen Qualitaetsparametern (Oel- und Proteingehalt, Glucosinolate, Fettsaeure- und Aminosaeurezusammensetzung) durchgefuehrt werden. Bisher wurden erste regenerierte Pflanzen zur phaenotypischen, biochemischen und molekulargenetischen Charakterisierung ins Gewaechshaus ueberfuehrt.
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