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s/biotechnologisches-verfahren/Biotechnologisches Verfahren/gi

BS2, Bioflotation von Sulfiden in Meerwasser

In-vitro-Etablierung von Acer pseudoplatanus

Zielsetzung: Entwicklung eines In-vitro-Vermehrungsprotokolls für Acer pseudoplatanus anhand von Pflanzenmaterial aus selektierten Elite-Bäumen. Der Berg-Ahorn (Acer pseudoplatanus) ist in Europa weit verbreitet, da er sowohl als Park- und Alleebaum, als auch in der Forstwirtschaft eine wichtige Bedeutung hat. Wegen der großen Blätter bietet er an Straßen relativ guten Lärmschutz, wobei die Empfindlichkeit gegen Streusalz von Nachteil ist. Als waldbaulich und ökologisch wertvolle Mischbaumart dient der Berg-Ahorn aufgrund seiner aus Verzweigung entstandenen Herzwurzel der Bodenverbesserung. Das qualitativ wertvolle Holz zählt zu den Edellaubhölzern und erzielt bei hochwertigen Stämmen Preise von mehreren tausend Euro. Häufig vermehrt sich der Berg-Ahorn von allein. Er kann aber auch gezielt aus Samen oder Stecklingen herangezogen werden. Zur Erzielung einer höheren Vermehrungsrate wird an der HBLFA für Gartenbau für Acer pseudoplatanus ein In-vitro-Vermehrungsprotokoll entwickelt. Von selektierten Elite-Bäumen wird juveniles Pflanzenmaterial beprobt und in vitro etabliert. Nach erfolgreicher In-vitro-Etablierung erfolgt in weiterer Folge die Methodenentwicklung für die In-vitro-Vermehrung, In-vitro-Bewurzelung und Akklimatisierung im Gewächshaus. Bei erfolgreichem Projektabschluss sind weitere wissenschaftliche Tätigkeiten in Bezug auf Entwicklung eines In-vitro-Protokolls zur Induktion von Salztoleranz (Streusalzempfindlichkeit bei Acer pseudoplatanus sehr hoch) geplant.

Experimentelle gentechnische Überwachung Arbeitsschwerpunkte Qualitätsgesicherte Analyseverfahren Veröffentlichungen Links

Die Gentechnik ist ein moderner und zukunftsträchtiger, zugleich aber auch kontrovers diskutierter Zweig der Biotechnologie. In Deutschland setzt das Gentechnikgesetz (GenTG) den rechtlichen Rahmen für die Anwendung solcher gentechnischer Verfahren in Forschungs- und gewerblichen Einrichtungen. Als Technologie-Gesetz erfüllt es gemäß § 1 sowohl Schutz- und Präventionszwecke als auch Förderzwecke. Das Gesetz regelt das Arbeiten mit gentechnisch veränderten Organismen (GVO) in gentechnischen Anlagen, die gezielte Freisetzung von GVO in die Umwelt sowie das Inverkehrbringen von GVO (Abgabe von GVO – Produkten an Dritte, z. B. den Anbau von gentechnisch veränderten Kulturpflanzen). Das Landesamt für Umweltschutz (LAU) in Halle ist Fachbehörde des Ministeriums für Wissenschaft, Energie, Klimaschutz und Umwelt (MWU). Die Mitarbeiter des Gentechnischen Überwachungslabors des LAU stehen dem Ministerium sowie den zuständigen Behörden als Ansprechpartner in fachlichen Fragen für den Bereich Gentechniksicherheit zur Verfügung. Im Land Sachsen-Anhalt existieren spezifische Zuständigkeiten nach Gentechnik-Recht. Die fachliche Federführung liegt hierbei beim Ministerium für Wirtschaft, Tourismus, Landwirtschaft und Forsten (MWL) mit Sitz in Magdeburg. Es ist Mitglied der Bund-/Länder-Arbeitsgemeinschaft Gentechnik (LAG: www.blag-gentechnik.de/ ). Als Vollzugsbehörde ist das Landesverwaltungsamt (LVwA) in Halle für die Anzeige, Anmeldung und Genehmigung gentechnischer Anlagen und Arbeiten sowie für deren Überwachung und die Überwachung von Freisetzungen und des Inverkehrbringens im Rahmen des GenTG zuständig. Für die experimentelle gentechnische Überwachung, die das LAU im Auftrag des LVwA ausübt, steht in der Reilstraße eine moderne gentechnische Anlage der Sicherheitsstufe S2 zur Verfügung. In enger Zusammenarbeit mit dem LVwA werden planmäßige und anlassbezogene Probenahmen aus gentechnischen Anlagen, aus Freisetzungsflächen und ggf. aus der Umwelt durchgeführt. Molekular- und mikrobiologisch analysiert und bewertet werden im Gentechnik-Labor des LAU die verschiedensten Probenmatrizes. Nachweise gentechnischer Veränderungen erfolgen z. B. in Viren, Bakterien, Pflanzen, Tieren und menschlichen Zellkulturen. Aber auch konventionelles Saatgut, Wischproben von Laboroberflächen sowie Boden-, Wasser- und Luftproben werden bei Bedarf untersucht. Probenahme von Organismen und Oberflächenproben sowie von Umweltmatrizes Überprüfung der Betreiberangaben zu Organismen und gentechnischen Veränderungen Kontrolle der Einhaltung der Sicherheitsbestimmungen in gentechnischen Anlagen, z.B. des Containments (Arbeiten mit GVO im geschlossenen System) Analyse von konventionellem Saatgut auf GVO-Anteile Erarbeitung einer Amtlichen Sammlung von Untersuchungsmethoden für die Überwachung nach §28b GenTG beim Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit Nukleinsäure-Extraktion (DNA/RNA) Qualitative und quantitative PCR-Verfahren (real-time PCR; digitale PCR) Zellkultur Mikrobiologische Verfahren ELISA weitere molekularbiologische sowie mikrobiologische und biochemische Verfahren Gen-Datenbankanalysen Seit 2005 ist die GVO-Saatgutanalytik im LAU nach DIN EN ISO/IEC 17025:2018 akkreditiert. P. Guertler, S. Pallarz, A. Belter, K. N. Eckermann, L. Grohmann (05/2023): Detection of commercialized plant products derived from new genomic techniques (NGT) - Practical examples and current perspectives. In: Food Control 152 (2023) 109869; https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2023.109869 M. M. Voorhuijzen, T. W. Prins, A. Belter, J. Bendiek, C. Brünen-Nieweler, J. P. van Dijk, O. Goerlich, E. J. Kok, B. Pickel, I. M.J. Scholtens, A. Stolz, L. Grohmann (07/2020): Molecular characterization and event-specific real-time PCR detection of two dissimilar groups of genetically modified petunia (Petunia x hybrida) sold on the market. In: Frontiers in Plant Science, Vol.11, Artikel 1047. doi: 10.3389/fpls.2020.01047 L. Grohmann; A. Belter; B. Speck; O. Goerlich; P. Guertler; A. Angers-Loustau; A. Patak (11/2016): Screening for six GM soybean lines by an event-specific multiplex PCR method: Collaborative trial validation of a novel approach for GMO detection. In: Journal für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit; doi: 10.1007/s00003-016-1056-y VDI (diverse Autoren) (05/2016): Gentechnische Arbeiten in geschlossenen Systemen - Leitfaden zur technischen und analytischen Prüfung von Sicherheitsmaßnahmen. In: VDI-6300-1 ( www.vdi.de/6300-1 ) R. Hochegger, N. Bassani, A. Belter, D. Villa sowie 13 weitere Autoren (01/2016): Report of the Working Group “Seed Testing” of the European Network of GMO Laboratories (ENGL). In: Technical Report; doi: 10.2788/418326 ; Report number: JRC99835, Affiliation: European Union Reference Laboratory for Genetically Modified Food and Feed A. Belter (01/2016): Long-Term Monitoring of Field Trial Sites with Genetically Modified Oilseed Rape (Brassica napus L.) in Saxony-Anhalt, Germany. Fifteen Years Persistence to Date but No Spatial Dispersion. In: Genes 2016, 7 (1), 3; doi: 10.3390/genes7010003 L. Grohmann, A. Belter, B. Speck, K. Westphal, G. Näumann, N. Hess, J. Bendiek (12/2014): Collaborative trial validation of a testing plan for detection of low level presence of genetically modified seeds. In: Seed Science & Technol., 42, 414-432; https://doi.org/10.15258/sst.2014.42.3.08 A. Belter, L.Grohmann (01/2011): Gentechniküberwachung - Neuer Band der Amtlichen Sammlung von Untersuchungsverfahren. In: GIT Labor-Fachzeitschrift 01/2011 Gentechnik- Gesetz ( GenTG ) in der jeweils aktuellen Fassung EU-Richtlinie 2009/41/EC über die Verwendung von gentechnisch veränderten Mikroorganismen in geschlossenen Systemen (contained use) EU-Richtlinie 2001/18/EG über die absichtliche Freisetzung von GVO in die Umwelt "Opt-Out"-Richtlinie 2015/412/EU zu der den Mitgliedstaaten eingeräumten Möglichkeiten, den Anbau von gentechnisch veränderten Organismen (GVO) in ihrem Hoheitsgebiet zu beschränken oder zu untersagen Allgemeine Informationen zur Gentechnik: www.transgen.de Letzte Aktualisierung: 08.01.2025

Verschränkung der hochintegrierten Elektrochemischen Konversion von Kraftlignin mit biotechnologischen und chemischen Prozessen zu drop-in Chemikalien und Intermediaten für stoffliche Anwendungen, Teilvorhaben 4: Biotechnologische Konversionen

Das Gesamtziel von IntElek-to 2.0 ist die Entwicklung einer nachhaltigen Wertschöpfungskette zur Darstellung und stofflichen Nutzung monomerer und oligomerer Oxidationsprodukte des Kraftlignins, das bislang einer nahezu ausschließlichen thermischen Verwertung zugeführt wird. Dieses Projekt umfasst hierbei die Optimierung der elektrochemischen, anodischen und kathodischen, kontinuierlichen Verfahren und Prozesstechnologien zur Darstellung von o.g. monomeren und weiteren entschwefelten, funktionalen lignin-stämmigen Verbindungen, Pinacol-Kopplungsprodukten und anderen biphenylischen Intermediaten und oligomeren Verbindungen. Die Kopplung mit biotechnologischen Verfahren zur Funktionalisierung, mit nachhaltiger organischer Polymersynthesechemie (aromatische gesättigte und ungesättigte Polyester, NIPU, PU, PIR und Polyharnstoff, Epoxydharze) und konventioneller katalytischer Chemie zu Polymeranwendungen (Klebstoffe, Beschichtungen, additive Fertigung, Schäume, Abformmassen) erweitert die Wertschöpfungskette im Hinblick auf marktorientierte Anwendungen. Unter anderem wird der Einsatz der innovativen Bio-Monomere für bedeutende Massenmärkte wie die Herstellung von PUR/PIR Isolationsschäumen erforscht. PIR/PU Isolationsschäume mit einem Marktanteil von über 30% des weltweiten PU-Verbrauchs, leisten einen erheblichen Beitrag zur CO2-Minderung in der Bauindustrie. Dies soll durch eine Verschränkung der o.g. Sektoren (Elektrochemie, Biotechnologie, nachhaltige Synthese- und Polymersynthese-Chemie) zur stofflichen Nutzung des nachwachsenden Rohstoffes Kraftlignin erreicht werden.

Verschränkung der hochintegrierten Elektrochemischen Konversion von Kraftlignin mit biotechnologischen und chemischen Prozessen zu drop-in Chemikalien und Intermediaten für stoffliche Anwendungen

Das Gesamtziel von IntElek-to 2.0 ist die Entwicklung einer nachhaltigen Wertschöpfungskette zur Darstellung und stofflichen Nutzung monomerer und oligomerer Oxidationsprodukte des Kraftlignins, das bislang einer nahezu ausschließlichen thermischen Verwertung zugeführt wird. Dieses Teilprojekt umfasst hierbei die Optimierung der elektrochemischen, anodischen und kathodischen, kontinuierlichen Verfahren und Prozesstechnologien zur Darstellung von o.g. monomeren und weiteren entschwefelten, funktionalen lignin-stämmigen Verbindungen, Pinacol-Kopplungsprodukten und anderen biphenylischen Intermediaten und oligomeren Verbindungen. Die Kopplung mit biotechnologischen Verfahren zur Funktionalisierung, mit nachhaltiger organischer Polymersynthesechemie (aromatische gesättigte und ungesättigte Polyester, NIPU, PU, PIR und Polyharnstoff, Epoxydharze) und konventioneller katalytischer Chemie zu Polymeranwendungen (Klebstoffe, Beschichtungen, additive Fertigung, Schäume, Abformmassen) erweitert die Wertschöpfungskette im Hinblick auf marktorientierte Anwendungen. Unter anderem wird der Einsatz der innovativen Bio-Monomere für bedeutende Massenmärkte wie die Herstellung von PUR/PIR Isolationsschäumen erforscht. PIR/PU Isolationsschäume mit einem Marktanteil von über 30% des weltweiten PU-Verbrauchs, leisten einen erheblichen Beitrag zur CO2-Minderung in der Bauindustrie. Dies soll durch eine Verschränkung der o.g. Sektoren (Elektrochemie, Biotechnologie, nachhaltige Synthese- und Polymersynthese-Chemie) zur stofflichen Nutzung des nachwachsenden Rohstoffes Kraftlignin erreicht werden.

Untersuchungen ueber Einsatzmoeglichkeiten biotechnischer Verfahren gegen Samenschaedlinge der Gattung Megastigmus

Ausnutzung der fuer samenbewohnende Megastigmusarten bedeutsamen optischen Signalreize zu deren Bekaempfung. Entwicklung, Ueberpruefung und Einsatz verschiedener Farbfallen als Fanggeraete.

Verminderung von Waldschaeden durch rindenbruetende Borkenkaefer (Coleoptera; Scolytidae) mit Hilfe umweltfreundlicher Verfahren, insbesondere lockstoff-bekoederter Fallen

Rindenbruetende Borkenkaefer gehoeren zu den bedeutendsten biotischen Schadfaktoren, vor allem in Nadelwaeldern und an Ulmen. Neben der bisher noch notwendigen, unmittelbaren Bekaempfung der Kaeferbrut in Baeumen die als befallen erkannt wurden (teils physikalische, teils chemische Vernichtung der Brut), ist die Populationsverduennung mit biotechnischen Methoden unverzichtbar, um die Populationsdichte auf Werte zu druecken, die zur Ueberwaeltigung des Widerstands lebender Baeume nicht mehr ausreichen. Hierzu wurden frueher Fangbaeume, ab 1978 jedoch pheromonbekoederte Kunstfallen eingesetzt und zwar bis 1986 nur gegen den Buchdrucker (Ips typographus). Das Prinzip soll mit neuen, artspezifischen Pheromonen auch auf andere wichtige Arten ausgedehnt und optimiert werden. - Das wichtigste der noch nicht geloesten Teilprobleme ist der falleninduzierte Befall lebender Baeume, der eintritt, wenn wegen der Bestandsstruktur die an sich notwendigen Sicherheitsabstaende zwischen Falle und naechstem Baum nicht eingehalten werden koennen. Die Kontrolle der Borkenkaeferpopulationen hat mit dem immissionsbedingten Auftreten neuartiger Waldschaeden ('Waldsterben') eine besondere Aktualitaet gewonnen, weil die Kaefer das meist nur langsam fortschreitende Waldsterben erheblich beschleunigen und verschaerfen koennen.

Neue Quellen zur Erstellung hochölsäurehaltiger Sonnenblumen

Im Gegensatz zu klassischen Sonnenblumen enthalten HO-Sonnenblumen ein Öl mit einem Anteil der Ölsäure (C18:1) von über 75 Prozent. Gleichzeitig ist der Gehalt an Linolsäure (C18:2) deutlich reduziert. HO-Öl kann sowohl im Nahrungsmittelbereich, als Brat-, Frittierfett oder Salatöl, als auch in technisch-chemischen Anwendungen, z.B. für Tenside in Waschmitteln, oder zur Erstellung von Kunststoffen, verwendet werden. Im Rahmen eines Kooperationsprojektes mit der LSA wurde am Institut für Molekulare Physiologie und Biotechnologie der Pflanzen (IMBIO) der Universität Bonn (Arbeitsgruppe Prof. H. Schnabl) eine partielle Protoplastenfusion zwischen H. maximiliani und H. annuus durchgeführt. Die aus der Fusion entstandenen Pflanzen (P0) wurden in Bonn getestet. Die P1-Generation wurde ab 2002 an der Landessaatzuchtanstalt (LSA) weitergeführt. An den P2-Samen wurden Fettsäureanalysen durchgeführt. Dadurch wurden zwei Pflanzen (HO-Max1, HO-Max2) gefunden, die erhöhte Ölsäuregehalte aufwiesen (größer 80 Prozent). Beide Pflanzen gehen auf unterschiedliche Fusionsprodukte zurück. Im Sommer 2003 wurden Samen weitergeführt, die zuvor mittels Halbkornanalytik auf hohen Ölsäuregehalt selektiert wurden. Um herauszufinden, ob sich diese Pflanzen von den beiden weiteren HO-Quellen der Sonnenblume (Pervenets, HA435) unterscheiden, wurden Kreuzungen zwischen Pflanzen mit unterschiedlichen HO-Quellen durchgeführt. Stand der Arbeiten: Die bisher vorliegenden Ergebnisse deuten auf unterschiedliche, aber eng gekoppelte Gene hin, die in den unterschiedlichen HO-Quellen verantwortlich sind für die Ausprägung des Merkmals hochölsäurehaltig.

Fruchtkoerperbildung bei Basidiomyceten

Bedingungen der Fruchtkoerperbildung bei Basidiomyceten; physikalische Parameter und Ernaehrungsprobleme; Vitamine und Hormone. Ziel: industrielle Nutzung fuer Speisezwecke.

Physiologische, biochemische und biophysikalische Untersuchungen zur Funktion und molekularen Organisation der Xanthophylle im Lichtsammelkomplex der Alge Mantoniella squamata

In diesem Vorhaben wird die Wechselwirkung von Photosynthesepigmenten und Proteinen auf molekularer Ebene untersucht, um besser zu verstehen, unter welchen Bedingungen absorbiertes Licht für die Photosynthese genutzt wird und unter welchen Bedingungen die Energie als Wärmeabstrahlung verloren geht. Ein genaueres Verständnis der zugrunde liegenden Funktionsmechanismen ist z.B. notwendig, um in Zukunft pflanzliche Carotinoide verstärkt in der Biotechnologie einsetzen zu können. In dem Vorhaben wird die molekulare Pigmentorganisation und ihre lichtabhängige Dynamik in einer einzelligen Alge untersucht, die sich durch eine besonders reichhaltige Pigmentierung auszeichnet. Es konnte gezeigt werden, dass der dem Lichtschutz dienende Xanthophyllzyklus bei Diatomeen zusätzlich eine zentrale Rolle in der Regulation der Pigmentbiosynthese spielt. In Mantoniella konnte ein unvollständiger Xanthopyllzyklus nachgewiesen werden. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, die Evolution des Lichtschutzes in der Photosynthese experimentell zu untersuchen.

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