Polyhydroxyfettsäuren (PHF) stellen eine Gruppe von Biopolymeren dar, die von einer Vielzahl von Bakterien als Speicherstoffe gebildet werden. Neben der fermentativen Produktion gibt es die Möglichkeit PHF über gentechnisch modizifizierte Pflanzen zu produzieren. Mit diesem Ziel werden im Rahmen des Verbundvorhabens drei landwirtschaftlich wichtige Nutzpflanzen bearbeitet, Zuckerrübe, Kartoffel und Raps. Das Ziel des Verbundvorhabens besteht darin, Wege für die Produktion von PHB und anderen ausgewählten PHF in den genannten Nutzpflanzen aufzuzeigen und Protokolle zur Erstellung derartiger Pflanzen auszuarbeiten. Es sollen züchterische Prototypen hergestellt und deren ertragsphysiologische Eigenschaften unter pflanzenbaulichen Gesichtspunkten bestimmt werden. Im Teilvorhaben 4 sollen neue Ansätze zur Erzeugung von PHF in transgenen Pflanzen untersucht werden: 1) Untersuchungen zum Verständnis der negativen Auswirkungen großer PHF-Mengen in den Pflanzen, 2) Kurative Ansätze zur Vermeidung von negativen Effekten durch die PHF-Produktion, 3) Produktion von mittelkettigen PHF in den Plastiden durch Eingriffe in den Fettsäurebiosynthese.
Polyhydroxyfettsäuren (PHF) stellen eine Gruppe von Biopolymeren dar, die von einer Vielzahl von Bakterien als Speicherstoffe gebildet werden. Neben der fermentativen Produktion gibt es die Möglichkeit PHF über gentechnisch modizifizierte Pflanzen zu produzieren. Mit diesem Ziel werden im Rahmen des Verbundvorhabens drei landwirtschaftlich wichtige Nutzpflanzen bearbeitet, Zuckerrübe, Kartoffel und Raps. Das Ziel des Verbundvorhabens besteht darin, Wege für die Produktion von PHB und anderen ausgewählten PHF in den genannten Nutzpflanzen aufzuzeigen und Protokolle zur Erstellung derartiger Pflanzen auszuarbeiten. Es sollen züchterische Prototypen hergestellt und deren ertragsphysiologische Eigenschaften unter pflanzenbaulichen Gesichtspunkten bestimmt werden. Im Teilvorhaben 3 sollen Insertionen von PHF-Genen in das Chloroplastengenom von Raps und Zuckerrübe erfolgen. Der Schwerpunkt der Arbeiten soll dabei auf einer effizienten und induzierbaren Expression der Gene liegen.
Polyhydroxyfettsäuren (PHF) stellen eine Gruppe von Biopolymeren dar, die von einer Vielzahl von Bakterien als Speicherstoffe gebildet werden. Neben der fermentativen Produktion gibt es die Möglichkeit PHF über gentechnisch modizifizierte Pflanzen zu produzieren. Mit diesem Ziel werden im Rahmen des Verbundvorhabens drei landwirtschaftlich wichtige Nutzpflanzen bearbeitet, Zuckerrübe, Kartoffel und Raps. Das Ziel des Verbundvorhabens besteht darin, Wege für die Produktion von PHB und anderen ausgewählten PHF in den genannten Nutzpflanzen aufzuzeigen und Protokolle zur Erstellung derartiger Pflanzen auszuarbeiten. Es sollen züchterische Prototypen hergestellt und deren ertragsphysiologische Eigenschaften unter pflanzenbaulichen Gesichtspunkten bestimmt werden. Das Hauptziel des Teilvorhabens 1 ist die Transformation von Raps mit spezifischen PHF-Gen-Konstrukten. Die erhaltenen transgenen Pflanzen werden hinsichtlich ihres Stoffwechsels und ihrer ertragsphysiologischen Eigenschaften untersucht. Daneben wird die bestehende PHF-Analytik und -Extraktionsmethodik verbessert.
Polyhydroxyfettsäuren (PHF) stellen eine Gruppe von Biopolymeren dar, die von einer Vielzahl von Bakterien als Speicherstoffe gebildet werden. Neben der fermentativen Produktion gibt es die Möglichkeit PHF über gentechnisch modizifizierte Pflanzen zu produzieren. Mit diesem Ziel werden im Rahmen des Verbundvorhabens drei landwirtschaftlich wichtige Nutzpflanzen bearbeitet, Zuckerrübe, Kartoffel und Raps. Das Ziel des Verbundvorhabens besteht darin, Wege für die Produktion von PHB und anderen ausgewählten PHF in den genannten Nutzpflanzen aufzuzeigen und Protokolle zur Erstellung derartiger Pflanzen auszuarbeiten. Es sollen züchterische Prototypen hergestellt und deren ertragsphysiologische Eigenschaften unter pflanzenbaulichen Gesichtspunkten bestimmt werden. Im Teilvorhaben 2 wird die Charakterisierung der zur Klonierung zur Verfügung stehenden PHF-Synthasen vervollständigt. Ferner soll geprüft werden, welche Substrat- und Cofaktorenspezifität die bereitgestellten Enzyme besitzen. Für spezifischen Nachweisreaktionen in transgenen Pflanzen werden Antikörper produziert.
Polyhydroxyfettsäuren (PHF) stellen eine Gruppe von Biopolymeren dar, die von einer Vielzahl von Bakterien als Speicherstoffe gebildet werden. Neben der fermentativen Produktion gibt es die Möglichkeit PHF über gentechnisch modizifizierte Pflanzen zu produzieren. Mit diesem Ziel werden im Rahmen des Verbundvorhabens drei landwirtschaftlich wichtige Nutzpflanzen bearbeitet, Zuckerrübe, Kartoffel und Raps. Das Ziel des Verbundvorhabens besteht darin, Wege für die Produktion von PHB und anderen ausgewählten PHF in den genannten Nutzpflanzen aufzuzeigen und Protokolle zur Erstellung derartiger Pflanzen auszuarbeiten. Es sollen züchterische Prototypen hergestellt und deren ertragsphysiologische Eigenschaften unter pflanzenbaulichen Gesichtspunkten bestimmt werden. Im Teilvorhaben 5 wird die Kerngenomtransformation von Raps und Zuckerrübe mit Triple-Konstrukten durchgeführt. PHF-synthetisierende Primärtransformanten werden im Gewächshaus vermehrt, um ausreichend Pflanzenmaterial für Arbeiten zur Optimierung der PHF-Extraktion im Technikumsmaßstab bei dem Unterauftragnehmer SÜDZUCKER AG bereitstellen zu können. Für das dritte Projektjahr ist ein Freilandversuch zusammen mit dem Projektpartner Universität Kiel geplant.
Viele Bakterien synthetisieren Polyester, die aus Hydroxyfettsaeuren aufgebaut sind und lagern diese in Form unloeslicher Einschluesse in der Zelle ab. Die Struktur dieser Einschluesse und die Biochemie der Proteine, die an diese Einschluesse gebunden sind, soll aufgeklaert werden. Ein Hauptaugenmerk liegt dabei auf der 'Membran', die diese Einschluesse umgibt, und die hauptsaechlich aus einem neuen Typ amphiphiler Proteine - den Phasinen - besteht.
Entwicklung neuer Verfahren zur Synthese und biotechnologischen Produktion thermoplastisch verformbarer Polyester, die biologisch abbaubar sind und Optimierung bereits bestehender Verfahren.
Ziel der Untersuchungen ist die Bereitstellung und Charakterisierung von Genen fuer die Biosynthese von thermoplastisch verformbaren und biologisch abbaubaren Polyestern aus Bakterien fuer die Produktion dieser Polyester in transgenen einheimischen Nutzpflanzen.
Eine biologische Eliminierung von Phosphat aus Abwaessern wird inzwischen in vielen Klaeranlagen verfahrenstechnisch durch eine Serienschaltung von anaeroben und aeroben Belebungsbecken erzielt. Die biochemischen Grundlagen der Phosphateliminierung sind trotz der Untersuchungen vieler Arbeitsgruppen jedoch noch nicht geklaert. Ein experimenteller Nachweis der von Comeau et al. (1985), Mino (1987) und Wenzel (1986, 1991) entwickelten detaillierten biochemischen Modelle fuer ein Bio-P-Bakterium steht bis heute aus. Ein grosses Problem stellt dabei die mangelnde Uebertragbarkeit makroskopisch im System Belebtschlammbiozoenose beobachteter Vorgaenge auf biochemische Stoffwechselprozesse innerhalb einer Zelle dar. Einzelne Phaenomene wie die Polyphosphatspeicherung oder PHF-Bildung konnten von vielen Arbeitsgruppen in Isolaten aus Belebtschlamm nachgewiesen werden, aber es konnte bisher keine Reinkultur isoliert werden, die konform der Modelle die entsprechende Dynamik der Speicherstoffe zeigt. Im bisherigen Projektzeitraum wurde eine definierte Mischkultur selektiv aus Belebtschlamm angereichert, welche die gewuenschte Phosphataufnahme und -rueckloesung im aerob- anaerob-Wechsel zeigt. Bei dieser Mischkultur soll die Dynamik der Speicherstoffe Polyphosphat, Polyhydroxyfettsaeuren und Glykogen im aerob- anaerob-Wechsel weiter untersucht werden und die Aktivitaeten der an der Speicherstoffbildung beteiligten Enzyme sollen bestimmt werden. Neben der definierten Mischkultur sollen die einzelnen Reinkulturen ebenfalls untersucht werden, um moeglicherweise erstmalig ein sogenantes 'Bio-P-Bakterien' nachweisen zu koennen. Die Regulationsmechanismen beim Auf- und Abbau der verschiedenen Speicherstoffe sollen ueber weitere enzymatische Untersuchungen und Fermenterversuche studiert werden.
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| Bund | 10 |
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