Veranlassung Bei der ökotoxikologischen Untersuchung von Wasser- und Sedimentproben kann oftmals nur ein Anteil der beobachteten Effekte durch bekannte Schadstoffe erklärt werden. Gleichzeitig zeigen chemische Non-Target-Analysen, dass aquatische Lebensgemeinschaften einer Vielzahl unbekannter oder unzureichend charakterisierter Stoffe ausgesetzt sind. Für eine Priorisierung und Identifizierung von Stoffen werden deshalb dringend innovative Ansätze zur Kopplung moderner chemischer und ökotoxikologischer Verfahren benötigt. Im Projekt SOURCE werden Wasser- und Sedimentproben entlang der Elbe chemisch und ökotoxikologisch charakterisiert und die Ergebnisse mithilfe wirkungsorientierter Analytik und der Modellierung molekularer und adverser Effekte integriert. Unter Berücksichtigung von Kombinationseffekten, die bei Umweltmischungen unweigerlich zu erwarten sind, wird somit eine Möglichkeit zur Identifizierung und Priorisierung von Schadstoffen und ihren Quellen geschaffen. Ziele - Bestandsaufnahme von Stoff- und Wirkungsprofilen von Sedimenten und Wasserproben entlang der Elbe - Kombination von chemisch analytischen Verfahren, Modellierung toxischer Effekte und effektbasierten Biotests - Entwicklung und Anwendung von Verfahren zur Identifizierung toxischer Stoffe und ihrer Eintragsquellen in Bundeswasserstraßen Woher kommen die Schadstoffe in unseren Flüssen? Um dieser Frage nachzugehen, werden im Projekt SOURCE Methoden der chemischen Target- und Non-Target-Analytik, bioanalytische Testverfahren und Modellierungsansätze kombiniert. Die Zahl der industriell hergestellten Chemikalien hat sich in den letzten 20 Jahren mehr als verdreifacht und liegt heute bei über 350.000 Substanzen. Gewässer werden in Europa routinemäßig jedoch nur auf wenige ausgewählte Stoffe untersucht. Dadurch bleiben Identität und Wirkung vieler Stoffe, die unsere Gewässer gefährden können, unerkannt. Vor dem Hintergrund der aktuellen Aktivitäten, z.B. zum Sedimentmanagement an der Elbe, ist es für die Entwicklung nachhaltiger Maßnahmen notwendig, die für Schadwirkungen verantwortlichen Stoffe zu identifizieren. Nur auf dieser Basis können Vorschläge zur zielgerichteten Minimierung der Einträge erarbeitet werden.
Durch die Haloformreaktion entsteht bei der Chlorung von Trink- und Schwimmbadwasser Chloroform. Bislang weitgehend unbeachtet sind die ebenfalls im Zuge dieser Reaktion entstehenden schwerfluechtigen halogenorganischen Verbindungen. Ziel dieser Arbeit ist es, diese Stoffe zu charakterisieren sowie deren mutagene Aktivitaet mit Hilfe des Ames Testes und des HGPRT-Testes an CHO Zellen zu untersuchen. Die augenreizende Wirksamkeit wird mit dem HET-CAM-Test untersucht.
Das Ziel dieses Projektvorschlags ist es, die Barrieren der Kreuzbarkeit mit verwandten Arten und der Erzeugung rekombinanter Chromosomen signifikant zu reduzieren, um wilde, verwandte aber grundsätzlich kreuzbare Arten effektiver nutzen zu können, z.B. zur Verbesserung der Insektenresistenz im Rapsgenpool. Die wissenschaftlichen und technischen Arbeitsziele unseres Projektes lassen sich in die folgenden drei Teile untergliedern: 1) Produktion interspezifischer Hybriden aus B. napus/B. rapa und Fremdarten mit Rapserdfloh-Resistenz. Hierfür wird zunächst darauf abgezielt, B. rapa-Genotypen zu identifizieren, die niedrigere Barrieren für die interspezifische Hybridisierung aufweisen. Ergänzend zu den händischen/insektenbedingten Kreuzungen wird in einem weiteren Arbeitspaket die Protoplastenfusion optimiert, um effektiv somatische Hybriden in der Gewebekultur zu erzeugen. 2) Erhöhung der Rekombinationsrate zwischen Empfängergenom und den Donor-Chromosomen für die Erzeugung möglichst vieler und möglichst unterschiedlicher Introgressionslinien. Über eine Strahlenbehandlung sollen ungerichtet DNA-Doppelstrangbrüche in B. napus/B. rapa-Hybriden mit Fremdgenomanteil induziert werden und die Häufigkeit und Verteilung der Rekombinationsereignisse gemessen werden. Angewendet auf das unter 1) generierte Material, sollen genetisch stabile Introgressionslinien erzeugt werden, die über einen Biotest auf die Erdfloh-Resistenz untersucht werden. 3) Etablierung einer Nuklease-induzierten Chromosomenrekombination als proof-of-concept. Das Einfügen gezielter Doppelstrangbrüche im Empfänger- und Donor-Genom mittels sgRNA/Nuklease Komplex in Hybridzellen soll die Rekombination der Donor-Fragmente fördern.
Der Algen-, Leuchtbakterien- sowie BSB-Test sind Testverfahren, die Reaktionen von Mikroorganismen auf Umweltveraenderungen quantitativ erfassen. Diese Messverfahren sind in Rechtsvorschriften festgelegt. Die Erweiterung auf kontinuierliche, auch prozessbegleitende Messverfahren setzt Aenderungen in den apparativen Ausfuehrungen voraus, die hier weiter optimiert bzw. den Erfordemissen des Labors fuer Bioverfahrenstechnik angepasst werden. Mit dem modifizierten Algentest ToxAlarm der Firma LAR zur Bestimmung der Guetequalitaet von Gewaessern wird die Toxitaet verschiedener Herbizide, Insektizide und Metallverbindungen mit guter Reproduzierbarkeit bestimmt. Eine eigene kontinuierlich arbeitende Biofloureszenzmesseinrichtung kommt zur Toxitaetspruefung von Tensiden fuer die situ-Bodensanierung zum Einsatz. BSB on line Messungen mit dem Biomonitor von LAR dienen vor allem der Prozesskontrolle bei der aeroben Abwasserreinigung. Die Zeitverzoegerung der Messwerte betraegt etwa sieben Minuten. Eine fuenftaegige Inkubationsphase ist nicht mehr erforderlich. Die erhaltenen Werte dienen als Mass fuer die Belastung der Klaeranlage und koennen sofort beruecksichtigt werden. Es gelingt, die Reproduzierbarkeit der Messwerte zu verbessern.
Buts: determination et quantification des degats abiotiques, expertise dans des cas de pollutions graves en vue d'indemnisation. En pratique, il n'est pas rare de trouver des plantes endommagees (chloroses, necroses, etc.) ou de constater des baisses de rendement dans des cultures; faits qui ni sont imputables ni a des parasites, ni a des maladies, ni a des carences ou a des erreurs de traitement. Une pollution atmospherique ou edaphique peut etre la cause. Les degats sur les vegetaux peuvent etre d'origine biotique ou abiotique, le resultat est souvent le meme. Il s'agira en premier lieu de reconnaitre un certain nombre de parasites et maladies typiques s'attaquant aux grandes cultures, aux cultures fruitieres et maraicheres, puis d'etablir des contacts avec certaines des firmes agrochimiques possedant une experience et des competences reconnues. En cas de pollution atmospherique ou edaphique, apres determination du ou des polluants, il s'agira d'une part, de conseiller l'agriculteur quant aux mesures a prendre (consommabilite ou destruction des plantes touchees) et d'autre part, d'etablir les responsabilites et d'evaluer les pertes qu'encourt l'agriculteur. Des essais avec des bioindicateurs ou des biotests et des analyses de l'air ou du sol peuvent etre effectues en cas de doute sur la provenance des degats constates. (FRA)
Das Forschungsprogramm hat das Ziel, die Mykotoxinbelastung heimischer Futtermittel festzustellen und zu klaeren, welche gesundheitlichen Schaeden bei Haustieren durch diese Belastung verursacht werden. Darueber hinaus laufen Untersuchungen darueber, mit welchen landwirtschaftlichen Massnahmen das Wachstum der Schimmelpilze und die Bildung von Mykotoxinen gehemmt werden kann. Die chemischen Untersuchungen der Futtermittel werden mit modernen Analysenverfahren wie Duennschichtchromatographie und Gaschromatographie durchgefuehrt, die durch biologische Tests ergaenzt werden. Die Bedingungen der Mykotoxinbildung werden in Feldversuchen studiert.
Pilzliche Schadursachen Verticilliumwelke / Verticilliumtest Nichtparasitäre Schadursachen Die Voraussetzung für fachliche Empfehlungen zur Behandlung von erkrankten, beschädigten oder schlechtwachsenden Pflanzen und Pflanzenbeständen ist eine genaue Diagnose der Schadursache notwendig. Die Symptome an Pflanzen lassen sich nicht immer eindeutig nur einer einzigen Schadursache zuordnen. Nur mit Hilfe von Diagnosemethoden können die parasitären (pilzliche und tierische Schaderreger, Bakterien und Viren) und nichtparasitären Ursachen an ermittelt werden. Die morphologische Pilzdiagnostik bildet einen Schwerpunkt im Pflanzenschutzamt Berlin. Mit Hilfe der Diagnostik ist für das sehr breite Wirtspflanzenspektrum des Berliner Stadtgrüns eine Bestimmung der Schadpilze möglich und somit ist die Voraussetzung für die Empfehlung geeigneter und wirksamer Bekämpfungsmaßnahmen möglich. Jährlich werden etwa bis zu 450 Pflanzenproben im Mykologischen Labor untersucht. Entsprechend der Struktur der Berliner Pflanzenbestände liegt der Hauptanteil der Pflanzenproben bei Gehölzen und Zierpflanzen mit einem hohen Anteil der Proben aus dem Öffentlichen Grün und der Innenraumbegrünung. In der Gruppe der Pilze, die systemische Erkrankungen wie z.B. Welken hervorrufen, sind vor allem Fusariosen stark zunehmend. Besonders häufig wurden auch Buchsbaumkrebs, Grauschimmel und Schuppenblattbräune diagnostiziert. Der Pilz Verticillium dahliae kann an einem großen Wirtspflanzenkreis Welkeerscheinungen bewirken, die bei anfälligen Gehölzarten bis zum Absterben der Pflanzen führen können. Der Pilz bildet Überdauerungsorgane sog. Microsklerotien im Boden, die über mehrere Jahre aktiv bleiben und von denen aus erneut die Pflanzen über die Wurzeln infiziert werden können. Vor einer Pflanzung, besonders, wenn anfällige Gehölze gepflanzt werden sollen, ist es wichtig den Verseuchungsgrad des Bodens mit den Microsklerotien festzustellen. Mit einer speziellen Untersuchungsmethode ist dies möglich. Im Labor können – kostenpflichtig (EUR 80,- je Einzelprobe) – Bodenproben auf das Vorhandensein von Microsklerotien des Welkeerregers Verticillium dahliae untersucht werden. Die Untersuchungen erfolgen nach einem bundesweit einheitlichen Standard. Aufgrund baulicher Maßnahmen in unseren Laboren kann derzeit die Durchführung eines Verticilliumtests nicht angeboten werden. In der FLL-Publikation Technische Prüfbestimmungen zur Untersuchung von Böden und Substraten auf Verticillium dahliae TP BuS, 2011 wird die Probenahme näher beschrieben. Nichtparasitäre Symptome können mit Hilfe von Bodenuntersuchungen eingegrenzt werden. So können z.B. die Bodenreaktion (pH-Wert) bzw. der Gehalt an wasserlöslichen Mineralien ein Indiz für ein Problem sein. Mit einem Biotest (Kressetest) können Probleme im Wurzelbereich schnell zugeordnet und wertvolle Hinweise für fachliche Bekämpfungsentscheidungen gewonnen werden. Für die Verbesserung der Vitalität der Berliner Straßenbäume steht eine Methode zur Ermittlung des Chloridgehaltes im Boden zur Verfügung.
An einer groesseren Anzahl von Tieren aus dem Rhein wird die Auswirkung gleichzeitiger Belastung mit 3-4 Stoffen bzw. Schadfaktoren (O2-Mangel, Erwaermung) geprueft. Gemessen wird nicht der Tod der Versuchstiere, sondern bereits vorher sich andeutende, sublethale Schaedigung ueber die Messgroessen Sauerstoff-Verbrauch, Aktivitaet, Filtrationsleistung etc. Als Ergebnisse sind Daten ueber Resistenz-Unterschiede bei den Versuchstieren zu erwarten, weiterhin Auskunft ueber synergistisch besonders aktive Substanzen im Abwasser.
Der Einsatz von Moosen und terrestrischen Algen für verschiedene Biomonitoring-Zwecke wird untersucht.
Durch die Anwendung von Herbiziden in Gewaessern ist eine Beeintraechtigung des Wassers selbst sowie der Wasseroekologie moeglich. Mit Hilfe von Biotesten sollen derartige Veraenderungen nachgewiesen werden. Hierfuer sind geeignete Testorganismen erforderlich, die sowohl Aufschluss darueber geben, um welche Wirkstoffe es sich handelt, als auch eine ausreichende Empfindlichkeit erkennen lassen, damit selbst Spuren von Aktivsubstanzen angezeigt werden. Neben dem Nachweis von Wirkstoffen interessierte bei diesem Forschungsvorhaben vor allem die Beeinflussung der Wasserqualitaet. Hier ist es insbesondere die Sauerstoffkonzenerqualitaet. Hier ist es insbesondere die Sauerstoffkonzentration, deren Veraenderung zu einer erheblichen Beeintraechtigung der Biozoenose des Wassers fuehren kann. Aus diesem Grunde wurde daher vorrangig der Einfluss von verschiedenen Wasserherbiziden auf diese Konstante untersucht.
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