Johanniskraut gehört zu den bedeutendsten Medizinalpflanzen im deutschen Anbau. Die wichtigste Anwendung liegt in der Behandlung von leichten bis mittelschweren Depressionen. Kürzlich wurde eine neue Anwendungsmöglichkeit für Johanniskraut entdeckt: Johanniskrautextrakte zeigen eine signifikante Wirkung bei der Behandlung gegen Alzheimer Demenz. Diese Wirkung scheint jedoch unabhängig von Hypericin zu sein, einer der Hauptwirkstoffe des Johanniskrautsextrakts. Ein hoher Gehalt dieses Wirkstoffs war bisher ein Zuchtziel in der Johanniskraut-Züchtung. Die Züchtung von Johanniskraut wird durch seine fakultativ apomiktische Befruchtung erschwert, neue Eigenschaften können nicht konventionell über Kreuzungen eingebracht werden. Apomiktische Linien sind sehr heterogen, rezessive Allele sind für die konventionelle Züchtung nicht oder nur schwer nutzbar. Das Ziel des Projektvorhabens ist die Etablierung eines Systems zur Herstellung von haploiden bzw. doppelhaploiden (DH) Johanniskrautlinien. In homozygoten, doppelhaploiden Pflanzen können jedoch rezessive Allele zur Ausprägung gebracht werden, die phänotypische Variabilität wird dadurch erheblich erhöht. Dies ist eine Voraussetzung für die beschleunigte Züchtung von Johanniskrautsorten, die als Rohstoff speziell für eine Anwendung gegen Demenz geeignet sind. Zudem sind die über DH-Technik erzeugten homozygoten Linien wertvolle Forschungsobjekte für die Untersuchung des Befruchtungsverhaltens bei Johanniskraut. - Bestimmung der Kompetenz zur androgenen Embryogenese aus einem Sortiment von Genotypen - Etablierung eines Genotypen-übergreifenden Protokolls zur Herstellung von haploiden- und doppelhaploiden Johanniskraut-Linien - Produktion von haploiden - und DH-Linien verschiedener Genotypen - Analyse der Ploidiestufen und der Inhaltsstoffe - Bestimmung des Befruchtungstyps der produzierten Linien - Bereitstellung von Basismaterial für die Johanniskraut-Züchtung hinsichtlich der Anwendung gegen Alzheimer Demenz.
Aufgrund seiner hormonähnlichen Wirkung im Menschen und anderen Organismen ist der Einsatz von Bisphenol A mit Umwelt- und Gesundheitsrisiken verbunden. Das Ziel des Projektes war es BPA-Substitutionskandidaten, deren Verwendungsmuster wahrscheinlich zu einem Eintrag in die Umwelt führen kann, zu recherchieren (44 Stoffe), vorhandene Literaturdaten auszuwerten und für identifizierte Datenlücken Tests auf in vitro Ebene durchzuführen. So wurden 26 Substanzen auf ihre östrogene und androgene Wirkung getestet. Bei 43 Substanzen besteht nach Recherche und Tests ein Anfangsverdacht auf ED-Wirkungen (33) oder die Datenlücken konnten nicht geschlossen werden (10). Die Ergebnisse werden in den europäischen Prozess zur Regulierung der Stoffgruppe der Bisphenole eingebracht. Veröffentlicht in Texte | 123/2019.
Problemstellung und Ziel: In vielen Bereichen der Deutschen Küste führt eine zunehmende Verschlickung von Häfen, Hafenzufahrten und Teilabschnitten der Ästuare zu hohen Unterhaltungskosten. Besonders in strömungsberuhigten Zonen akkumuliert der Schlick und konsolidiert letztendlich. Diese konsolidierten Schlickschichten sind nur mit hohem Aufwand zu mobilisieren oder abzutragen. Fragestellungen des Suspensionstransports werden mit hydrodynamischen numerischen Modellverfahren untersucht. Die derzeitig etablierten und erprobten Modellverfahren sind jedoch kaum in der Lage die Dynamik von Flüssigschlick (fluid mud, hochkonzentrierte Schlicksuspension) zu simulieren. Dies begründet sich in den besonderen rheologischen Eigenschaften von Flüssigschlick. Das Fließverhalten von Flüssigschlick entspricht nicht einem Newtonschen Fluid, wie Klarwasser. Jedoch basieren die hydrodynamischen numerischen Modelle in der Regel auf diesem Ansatz. In diesem Forschungsprojekt soll daher ein bestehendes und bewährtes hydrodynamisches Modellverfahren für die Simulation von Flüssigschlick erweitert werden. Bedeutung für die WSV: Mit Hilfe des Verfahrens MudSim sollen zukünftig erforderliche Maßnahmen auch in ihrer Wirkung auf Schlicktransport und Schlickakkumulation untersucht werden können, um Bau- und Unterhaltungsmaßnahmen im Hinblick auf die Minimierung dieser Prozesse ausrichten zu können. Zudem sollen hiermit bestehende und zukünftige Managementstrategien zur Umlagerung und Unterbringung hoch konzentrierter Schlicksuspensionen und konsolidierter Schlicke verbessert werden. Untersuchungsmethoden: Grundlegend für die Entwicklung neuer Methoden zur numerischen Simulation von Flüssigschlick sind die Erforschung rheologischer Eigenschaften und die Bestimmung der charakterisierenden Parameter zur Beschreibung von Flüssigschlick. Einer der wichtigsten charakterisierenden Parameter für das Verhalten von Flüssigschlick ist der Feststoffgehalt, bzw. die dazu proportionale Dichte. Dieser Parameter wird für die numerische Modellierung genutzt, indem der Wasserkörper und die Schlicksuspension in Schichten gleicher Dichte unter Annahme einer stabilen Schichtung unterteilt werden. Diese Schichten gleicher Dichte, Isopyknen, bilden die vertikale Diskretisierung im Modell. Jeder Isopykne wird ein bestimmtes rheologisches Verhalten (Newtonsches, nicht-Newtonsches Fluid) zugeordnet. Der konzeptionelle isopyknische Modellansatz ist besonders für die Modellierung stark geschichteter Strömungen geeignet. Das isopyknische Modell ist um die entscheidenden Transportprozesse wie Deposition, Konsolidierung, Entrainment und Fluidisierung sowie um rheologische Ansätze für Schlicksuspensionen zu erweitern. Die Rheologie von Flüssigschlick wird über den Spannungstensor im Modell realisiert. Durch rheometrische Laboruntersuchurigen werden Zusammenhänge von Schubspannung und Scherrate sowie Viskosität und Scherrate in Abhängigkeit von der Suspensionskonzentration ermittelt. usw.
Das Vorhaben verfolgt vier Ziele: 1. Eine innovative Kombination ökotoxikologischer mit chemisch-analytischer Methodik sowie die enge Verknüpfung von in-vitro mit in-vivo-Testverfahren bei der Identifizierung toxikophorvermittelter Effekte in Abwasserfraktionen. 2. Generelle Ermittlung von Schadwirkungen neuer Problemstoffe im Wasserkreislauf. 3. Überprüfung der Effektivität erweiterter technischer Aufbereitungsverfahren und technischer Maßnahmen in der Abwasseraufbereitung. 4. Entwicklung innovativer Ansätze zur Gefährdungsbewertung von Problemstoffen im Wasserkreislauf durch Korrelation ökotoxikologischer Wirkmuster mit chemischen Summenparametern. Arbeitsplanung: Mit sieben in-vitro-Testverfahren für gen- und zytotoxische, dioxinähnliche, androgene und antiandrogene Wirkpotentiale sowie einem in-vivo Test (Potamopyrgus antipodarum) zu reproduktionstoxischen Wirkungen werden Wasserproben aus dem Donauried, technisch unterschiedlich aufbereiteten Abwasserströmen der Versuchskläranlage der TUDa sowie Abwasserproben aus Simulationsversuchen zur Fraktionierung toxikophorer Molekülstrukturen der BfG analysiert. Eine Auswahl aus der Gesamtzahl von ca. 2500 zur Testung vorgeschlagenen Proben der Partner TUDa, LW und BfG wird nach Abstimmung und Priorisierung mit allen an AP2 beteiligten Partnern untersucht.
In diesem Projekt sollen die Wirkungen des UV Filters BP4 auf die hormonelle Aktivität in Fischen untersucht werden. Insbesondere sollen Veränderungen der Expression von estrogen-relevanten Genen (Estrogenrezeptor, Vittelogenin) und androgen-regulierten Genen (Androgenrezeptor) sowie von weiteren Genen untersucht werden. Analysen von Flusswasserproben und biologischen Proben (Makroinvertebraten, Fische und Kormoranen) hatten gezeigt, dass BP4 in Umweltproben häufig auftritt. Ökotoxikologisch ist diese Stoff jedoch bisher noch nicht untersucht worden.
Bisphenol A und die Gruppe der Bisphenole insgesamt stehen im Verdacht, den Hormonhaushalt von Mensch und Tieren zu stören, und so als endokrine Disruptoren in der Umwelt zu wirken. Als prominenteste Vertreter dieser Gruppe sind Bisphenol A und Bisphenol S aktuell Ziel verschiedener regulatorischer Aktivitäten. Aufgrund nachgewiesener reproduktionstoxischer Eigenschaften (Einstufung als Repro. Tox 1B) und Hinweisen auf eine endokrine Wirkung in Mensch und Umwelt, plant Frankreich Bisphenol A als besonders besorgniserregenden Stoff nach Artikel 57 c und f der REACH Verordnung zu identifizieren. Zusätzlich steht eine EU weite Beschränkung für den Einsatz von Bisphenol A in Thermopapier unmittelbar bevor. Ebenfalls gibt es in verschiedenen Staaten nationale Beschränkungen, die z.B. den Einsatz von Bisphenol A in Lebensmittelverpackungen regeln. Bisphenol S gilt für viele Verwendungen als die Hauptalternative zu Bisphenol A und steht ebenfalls im Verdacht, endokrin aktiv zu sein. Aktuell bewertet Belgien in einer Stoffbewertung das Gefahrenpotenzial von Bisphenol S. Das UBA möchte vermeiden, dass als Substitute Substanzen zum Einsatz kommen, die ein vergleichbares Gefahrenpotenzial aufweisen.. Das Ziel dieses Projektes ist es daher zunächst für diejenigen Verwendungen von Bisphenol A, Bisphenol S und weiterer Bisphenole, für die das UBA einen besonders hohen Umwelteintrag der Stoffe erwartet, nach möglichen Alternativstoffen (auch weitere Vertreter der Bisphenolgruppe) zu recherchieren. Für die so identifizierten Substitutionskandidaten soll dann das endokrine Gefahrenpotenzial ermittelt werden. Dies soll zum einen auf der Auswertung vorhandener Literaturdaten geschehen und zum anderen sollen für identifizierte Datenlücken Tests auf in vitro Ebene durchgeführt werden. Für diese Tests soll eine Testbatterie mit den gängigsten in vitro Assays für östrogene, androgene und thyroidale Wirkungen eingesetzt werden. Die so generierten Informationen (Text gekürzt)
Zielsetzung: Entwicklung von Methoden, um die räumliche Dimension (z.B. Geoinformationen, räumliche Modellierung und Analyse) verstärkt in der Politikfolgenabschätzung berücksichtigen zu können.
Abstract OECD Ringtest Phase 1b (schwach endokrine Substanzen): Die vorliegenden Daten wurden im Rahmen eines Ringtests erarbeitet, der zum Ziel hatte, die Aussagefähigkeit des standardisierten OECD Protokolls für den 21 Tage Fish Screening Assay (FSA) für schwach endokrine Wirkungen zu überprüfen. Als Testsubstanz wurde ein Stoff mit schwach östrogener Wirkung (4-tert pentylphenol (4TPP): 100, 320, 1000 myg/L), ein schwacher Aromatase Hemmer (Prochloraz (PRO): 20, 100, 300 myg/L) sowie ein Anti-Androgen (Flutamid (FLU): 100, 500, 1000 myg/L) verwendet. Getestet wurde an den drei Standard Fischarten Dickkopfelritze (Pimephales promelas), Zebrabärbling (Danio rerio) und Medaka (Oryzias latipes) an weltweit 14 Prüfinstituten in 7 Ländern. Nach 21tägiger Belastung mit den Testsubstanzen wurden endokrine Wirkungen anhand von Morphologie, Vitellogenin (VTG) Konzentration sowie histopathologischer Untersuchung der Gonaden erfasst. Des Weiteren wurde in allen Studien der Laichstatus untersucht. Am Fraunhofer IME wurden weitere Endpunkte erhoben. Ergebnisse: Das Prüfprotokoll erlaubt die Erfassung von schwachen Östrogenen sowie Aromatase-Hemmern. 4TPP induzierte bei den Männchen aller getesteten Fischarten eine dosis-abhängige VTG-Produktion. Die PRO - Exposition führte bei den Weibchen zu einer dosis-abhängigen Senkung des VTG-Spiegels. Das FSA Protokoll erwies sich dagegen nur bedingt geeignet, eine anti androgene Wirkung anzuzeigen. Die FLU Belastung führte zu wenig eindeutigen Ergebnissen. Die histopathologische Untersuchung der Gonaden erwies sich bei Dickkopfelritze und Zebrabärbling als einzig empfindlicher Endpunkt für diesen Wirkmechanismus. Zusätzliche Ergebnisse Fraunhofer IME: Zusätzlich zum FSA Protokoll wurden am Fraunhofer IME die Untersuchung des Laichstatus durch quantitative Endpunkte wie kumulative Eizahl pro Weibchen und die Befruchtungsrate erweitert. Die Untersuchung von molekularen Biomarker wurde durch die Messung der Konzentration an 11-keto Testosteron (11kT) erweitert. Für 4TPP und PRO konnte keine signifikante Veränderung der kumulativen Eizahl pro Weibchen detektiert werden. Dagegen wurde für FLU eine dosis-abhängige Hemmung für diesen Endpunkt beobachtet. Die 21d Exposition durch die drei Testsubstanzen führte zu keinem signifikanten Effekt auf die Befruchtungsrate. Bezüglich des 11kT konnte eine Abnahme bei 4TPP und PRO nachgewiesen werden. Bei FLU reagierte das 11kT empfindlicher als VTG, bei den männlichen Zebrabärblingen konnte eine Zunahme beobachtet werden. Fazit der zusätzlichen Untersuchungen: Für einen FSA auf endokrine Wirkungen ist die Analyse von männlichen und weiblichen Blutproben auf die VTG-Konzentration und von männlichen Blutproben auf die 11kT Konzentration in Zebrabärblingen für die untersuchten Wirkmechanismen am empfindlichsten. usw.
Das durch die BWPLUS-Förderung etablierte Amphibien-Modell zum Nachweis (anti)östrogener bzw. (anti)androgener Wirkungen der endocrine disruptors soll hier in Kombination mit chemischen Analysetechniken eingesetzt werden, um die tatsächliche Bedrohung für die Reproduktion durch die Gewässerbelastung mit endocrine disruptors in Baden-Württemberg am Beispiel der Alb zu klären. Hierzu werden Extrakte aus verschiedenen Probenahmestellen (Quellwasser, Wasser vor, aus und hinter Kläranlagenausläufen) und daraus hergestellte Fraktionen durch Reportergenassays für Ostrogen- und Androgen-Rezeptoren von Xenopus sowie die Beeinflussung der Expression der Biomarker-mRNAs (Vitellogenin bzw. Ostrogenrezeptor, Retinol Binding Protein) in vitro auf ihre (anti)östrogenen bzw. (anti)androgenen Eigenschaften untersucht. Durch weiterführende chemische Analytik, im Kontext mit den Bioassays, werden die endokrin aktivsten Substanzen isoliert, identifiziert und quantifiziert, wobei deren Überprüfung durch die in vitro- und in vivo-Methoden die Risikobewertung dieser endokrin wirksamen Substanzen hinsichtlich ihrer Anteile an der Gesamtbelastung in verschiedenen Gewässerabschnitten erlaubt. Durch diesen Ansatz kann erstmalig die Identifizierung, Quantifizierung und Risikobewertung sowohl von (anti)östrogenen als auch von (anti)androgenen Stoffen erfolgen, wobei hier über Bioassays die Identifizierung der biologisch aktivsten Substanzen definiert wird. Es steht zu erwarten, dass hiermit geklärt werden kann, wo das Hauptpotential endokrin aktiver Stoffe herrührt (z. B. bei Östrogenen: natürliche, synthetische, pflanzliche, Umweltchemikalien).
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 25 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 2 |
| Förderprogramm | 22 |
| Gesetzestext | 1 |
| Text | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 3 |
| offen | 22 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 23 |
| Englisch | 5 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 1 |
| Keine | 14 |
| Webseite | 10 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 14 |
| Lebewesen und Lebensräume | 25 |
| Luft | 11 |
| Mensch und Umwelt | 25 |
| Wasser | 16 |
| Weitere | 23 |