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 "Einbeziehung von Pflanzenresistenz, Anbaumethoden und Biopestizide zur Verbesserung der Bekämpfung von Rebkrankheiten, zur Steigerung der Ertragseffizienz und zur Erhöhung der Biodiversität im europäischen Bioweinbau (EU-ERANET-COREORGANIC)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Höhere Bundeslehr- und Forschungsanstalt für Landwirtschaft Raumberg-Gumpenstein (HBLA) durchgeführt. Die Fitness und die Wirksamkeit von 4 ausgewählten, bereits in der EU zugelassenen biologischen Pflanzenschutzmitteln (biological control agents - BCAs) werden zur Bekämpfung von Schlüsselschaderregern im biologischen Weinbau getestet. Um die Fitness zu evaluieren wird ein sog. Biopesticide Tracking durchgeführt. Dazu müssen für die ausgewählten BCAs stammspezifische qPCRs entwickelt und getestet werden. Im vorliegenden Zwischenbericht wird die Entwicklung und die Validierung einer stammspezifischen qPCR für Bacillus amyloliquefaciens QST713 (SerenadeTM) beschrieben. Dazu wurde zuerst die Spezifität von publizierten Primer verglichen. Die Spezifität der getesteten Primer war für ein stammspezif. Tracking nicht ausreichend. Zur Entwicklung neuer Primer mit verbesserter Spezifität wurden variable Regionen aus einer Reihe nahe verwandter Bacillus-Stämme amplifiziert und sequenziert. Im Bereich des yngG-Gens wurden Polymorphismen gefunden, die die Entwicklung neuer Primer ermöglichten. Die entwickelten Primer waren für Bacillus amyloliquefaciens QST713 hoch spezifisch. Auf Basis dieser Ergebnisse wurde ein zweistufiges qPCR Protokoll erstellt und validiert. Als Vortest für das Biopesticide Tracking an Pflanzenmaterial wurden Potter Tower Experimente mit Rebblättern durchgeführt und erste quantitative Analysen gemacht. Flavescence doree ist eine gefährliche Quaratänephytoplasmose im Weinbau. Die rebpathogenen Phytoplasmen werden durch die Amerikanische Rebzikade Scaphoideus titanus übertragen. Die Bekämpfung dieses Vektors ist obligatorisch und stellt daher gerade im Bioweinbau eine Herausforderung dar. Daher wird nach alternativen, biologisch verträglichen Kontrollmethoden gesucht. In Laborversuchen konnte der insektenpathogene Pilz Lecanicillium lecanii (MycotalTM) das 2. Larvenstadium der Amerikanischen Rebzikade infizieren. Die kumulative Mortalität lag zwischen 60 und 72Prozent.
Das Projekt "Biologische Sicherheit und genetische Stabilitaet bei rekombinanten Produktionsstaemmen von Bacillus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ADW - Zentralinstitut für Genetik und Kulturpflanzenforschung durchgeführt. Das beantragte Vorhaben soll zur biologischen Sicherheit und genetischen Stabilitaet bei rekombinanten Staemmen von grampositiven Bakterien, besonders bei Produktionsstaemmen von Bacillus amyloliquefaciens fuer extrazellulaere Enzyme, beitragen. Ausgehend von eigenstaendigen Plasmidkonstruktionen sind Vektoren fuer beide alternative Methoden der Genamplifikation (extrachromosomal, chromosomal integriert) zu entwickeln, die alle Anforderungen der biologischen Sicherheit und genetischen Stabilitaet erfuellen. In besonderem Masse koennen diese Anforderungen durch eine wiederholte chromosomale Genintegration erfuellt werden, wozu eine selektive Methode zur ausschliesslichen Integration von erwuenschter (chromosomaler) DNA etabliert werden soll. Die vorzugsweise Nutzung von Wirtsstaemmen von Bacillus amyloliquefaciens erfolgt wegen ihrer Unbedenklichkeit und hohen genetischen Potenz zur Produktion von extrazellulaeren Enzymen.