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Biotechnologische Produktion von biologisch abbaubaren Thermoplasten, Elastomeren und anderen technisch relevanten Polymeren

Das Projekt "Biotechnologische Produktion von biologisch abbaubaren Thermoplasten, Elastomeren und anderen technisch relevanten Polymeren" wird/wurde ausgeführt durch: Universität Münster, Institut für Mikrobiologie.Biosynthetische Polymere werden in zunehmender Zahl und Menge eingesetzt und sind aus vielen Bereichen des Alltags nicht mehr wegzudenken. Waren es frueher vorwiegend von hoeheren Lebewesen synthetisierte Polymere, so gewinnen nun von Mikroorganismen synthetisierte Polymere als Werkstoffe sowie als Hilfs- und Nebenstoffe an Bedeutung. Mikroorganismen synthetisieren in vielfaeltiger Form Polymere fuer technische Anwendungen. Die meisten technisch genutzten mikrobiellen Polymere werden heute als Hilfs- und Nebenstoffe eingesetzt, einige auch direkt zu Werkstoffen verarbeitet. Mikrobielle Polymere werden als Rohstoffe zu anderen Werkstoffen oder Hilfs- und Nebenstoffen verarbeitet oder dienen als Ausgangsmittel fuer weitere chemische Synthesen. Der Einsatz von Mikroorganismen bei der biotechnologischen Produktion von Polymeren ermoeglicht haeufig die Nutzung nachwachsender Rohstoffe als Substrate und Kohlenstoffquelle fuer die Produktion wie zB die Nutzung pflanzlicher Photosynthetate, die von der Land- und Forstwirtschaft in grossen Mengen bereitgestellt werden koennen. Die Kenntnis der Biosynthesewege fuer Polymere in Bakterien in Verbund mit der Gentechnik ermoeglicht zudem die Erzeugung transgener Pflanzen, die zur Produktion neuer Polymere anstelle von Bakterien herangezogen werden koennen. 1) Biosynthese von Polyestern: Mikrobielle, aus Hydroxyfettsaeuren aufgebaute Polyester (PHF) machen seit einigen Jahren als neue biologische abbaubare Werkstoffe von sich reden. Neben 3-Hydroxybuttersaeure sind mittlerweile mehr als 100 verschiedene Hydroxyfettsaeuren als Bausteine von PHF bekannt. Seit ca 10 Jahren wird in der Arbeitsgruppe die Biosynthese dieser wasserunloeslichen Polyester untersucht. Als Modellorganismen dienten zunaechst Alcaligenes eutrophus und Pseudomonas aeruginosa; Rhodococcus ruber und zahlreiche anoxygene phototrophe Bakterien wie zB Chromatium vinosum wurden spaeter ebenfalls untersucht. Diese Untersuchungen haben zur Aufklaerung von Biosynthesewegen der PHF und zur Entdeckung neuer Bausteine von PHF sowie zur Klonierung und Ermittlung der Primaerstrukturen des Schluesselenzyms PHF-Synthase aus ca 20 Bakterien beigetragen. Durch Screening nach neuen Wildtypen, durch Verwendung von Mutanten und mit gentechnischen Methoden gelang es, Polyester mit ungewoehnlichen Hydroxyfettsaeuren aus einfachen Kohlenstoffquellen verfuegbar zu machen. In Zusammenarbeit mit Industriepartnern und gefoerdert durch das BMBF und das BML sollen Reststoffe, Kohlen und nachwachsende Rohstoffe fuer die Produktion dieser Polyester erschlossen werden. Ein Biotechnikum mit Bioreaktoren von 1 bis 20 l Nutzvolumen, welches demnaechst durch einen Anbau und einen Bioreaktor von 450 L Nutzvolumen erweitert wird, erlaubt die Herstellung von Polymermustern zur Ermittlung der Materialeigenschaften durch hieran interessierte Kooperationspartner. Ferner kommt der Zusammenarbeit mit Pflanzengenetikern, die Gene fuer PHF Biosynthese aus Bakterien in Pflanzen ...

Schwerpunktprogramm (SPP) 1374: Biodiversitäts-Exploratorien; Exploratories for Long-Term and Large-Scale Biodiversity Research (Biodiversity Exploratories), Teilprojekt: Der Einfluss von Landnutzungsintensitäten auf die Diversität von Viren in Grünlandböden und deren Bedeutung als Steuergrösse für die Zusammensetzung mikrobieller Populationen und deren Funktion (KiWion)

Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1374: Biodiversitäts-Exploratorien; Exploratories for Long-Term and Large-Scale Biodiversity Research (Biodiversity Exploratories), Teilprojekt: Der Einfluss von Landnutzungsintensitäten auf die Diversität von Viren in Grünlandböden und deren Bedeutung als Steuergrösse für die Zusammensetzung mikrobieller Populationen und deren Funktion (KiWion)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Umweltmikrobiologie.Unser Wissen zur Ökologie und Bedeutung von Mikroorganismen in Böden ist umfassend. Dies gilt im Gegensatz dazu nicht für die Ökologie der Viren. Erkenntnisse dazu hinken dem Kenntnisstand aus aquatischen Lebensräumen weit hinterher. Böden beherbergen eine große Anzahl an Viren und das Viren - Wirt Verhältnis liegt meist deutlich über jenem in aquatischen Systemen. Unterschiede in den Virenpopulationen können teilweise auf unterschiedliche Bodencharakteristika (pH, Wassergehalt, Anteil an organischem Material) erklärt werden. Dies lässt den Schluss zu, dass Unterschiede in der Landnutzung entsprechend die Virenabundanz als auch Viren - Wirt Interaktionen beeinflussen. In Böden tragen bis zu 68% aller Bakterien induzierbare Prophagen, ein Hinweis darauf, dass die Heterogenität im Boden und die ungleiche Verteilung der Mikroorganismen eine lysogene Vermehrung von Viren selektiert. Dies hat zur Folge, dass der Austausch von genetischer Information zwischen Virus und Wirt vorwiegend durch Transduktion stattfindet. Bis dato analysierte Virenmetagenome aus dem Boden bestanden bis zu 50% aus transduzierten Genen prokaryotischen Ursprungs. Obwohl davon ausgegangen werden kann, dass Viren im Boden, wie für aquatische Lebensräume gezeigt, einen signifikanten Einfluss auf die räumliche und zeitliche Dynamik ihrer Wirte (Killing the Winner Hypothese) und deren kontinuierliche Anpassung (Red Queen Hypothese), wichtige Ökosystemfunktionen und biogeochemische Prozesse haben, kennen wir die Art und Häufigkeit der Interaktionen nicht und empirische Daten fehlen. Wir postulieren, dass Transduktion eine wichtige Rolle für die Resilienz von Böden unter intensiver Landnutzung spielt, da in diesen Böden i) die mikrobielle Diversität vergleichsweise niedrig ist, was zu einer erhöhten Sensitivität gegenüber Veränderungen in den Umweltbedingungen führt. Andererseits, ii) hat die durch Düngung erhöhte spezifische Aktivität von Mikroorganismen eine erhöhte Transduktionsrate zur Folge, da Viren für ihre Vervielfältigung auf metabolisch aktive Wirte angewiesen sind. Um unsere Hypothese zu überprüfen, werden wir an 150 Standorten der Biodiversitäts-Exploratorien und im Detail an einer Auswahl an Grünlandstandorten mit unterschiedlicher Intensität der Bewirtschaftung Untersuchungen durchführen. Analysiert wird die Beziehung zwischen Virenabundanzen und VBRs mit der Bewirtschaftung, der Vegetationsperiode und den vorherrschenden Umweltbedingungen. Zusätzlich untersuchen wir mit Hilfe moderner molekularer Methoden die Zusammensetzung der Virengemeinschaften und ihre Diversität, sowie viren-assoziierte Funktionen prokaryotischen Ursprungs. Experimente zu Virus-Wirt Interaktionen und die Analyse von CRISPR like structures in den prokaryotischen Wirten werden Erkenntnisse zu der Ökologie bakterieller Gemeinschaften liefern. Nicht zuletzt werden wir Viren von abundanten Bodenbakterien (z.B. Pseudomonaden) für vergleichende Genomanalysen und Kreuzinfektionsversuche isolieren.

Steigerung der Wirksamkeit antagonistischer Mikroorganismen für die Bekämpfung bodenbürtiger Pilze und pflanzenparasitärer Nematoden

Das Projekt "Steigerung der Wirksamkeit antagonistischer Mikroorganismen für die Bekämpfung bodenbürtiger Pilze und pflanzenparasitärer Nematoden" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bonn, Landwirtschaftliche Fakultät, Institut für Pflanzenkrankheiten.Der Wurzelgallennematode Meloidogyne javanica und der Erreger der Fusariumwelke, Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici sind bedeutende Welkeerreger im Gemüsebau des Mittleren Ostens wie auch weltweit. In der Praxis treten beide Erreger häufig gemeinsam auf und verursachen synergistische Ertragsverluste. Die Bekämpfung beider Pathogene gestaltet sich als äußerst schwierig, wobei eine völlige Ausschaltung beider Pathogene in der Regel kaum möglich ist. In den vergangenen Jahren wurde das durch die beiden Pathogene hervorgerufene Welkesyndrom primär durch Bodenbegasung mit Methylbromid bekämpft. Die völlige Abhängigkeit von diesen zwar wirkungsvollen, aber auch umweltschädigenden Pflanzenschutzmitteln hat die Entwicklung alternativer Bekämpfungsverfahren über Jahre verhindert. Der Einsatz von Methylbromid wird ab dem Jahre 2001 verboten, da dieses Pestizid das Bodenleben zu 90 Prozent abtötet und in erheblichem Maße zur Zerstörung der Ozonschicht beiträgt. Die Entwicklung wirkungsvoller und umweltfreundlicher Bekämpfungsverfahren stellt eine der aktuellen Herausforderungen in der Phytomedizin dar. Eine der Möglichkeiten soll in dem vorliegenden Projekt näher untersucht werden. Durch Steigerung der Effektivität antagonistischer Mikroorganismen sowie gleichzeitiger Applikation von Mikroorganismen mit unterschiedlichem Wirkungsmechanismus wird die Bekämpfung des Welkesyndroms an Tomaten untersucht. Im einzelnen ergeben sich folgende Ziele: 1) Verbesserung der Wirksamkeit der antagonistischen Mikroorganismen Pseudomonas fluorescens T58 und Bacillus megaterium 25-6, sowie Trichoderma harzianum T-35 und T-203, 2) Optimierung von Formulierung und Applikation der Antagonisten, und 3) grundlegende Untersuchungen zur Wirkung der verbesserten Stämme auf Pflanzenentwicklung, Befallsverlauf und mikrobielle Diversität im Boden. Die Antragsteller verfügen über langjährige Erfahrungen zum Einsatz antagonistischer Mikroorganismen und der Bekämpfung des Welkesyndroms.

Systeme de permeation dans les bacteries du sol: analyse biochimique et genetique (FRA)

Das Projekt "Systeme de permeation dans les bacteries du sol: analyse biochimique et genetique (FRA)" wird/wurde ausgeführt durch: Universite de Geneve, Departement de Biochimie.Les bacteries du sol peuvent degrader, en plus des produits naturels, des substances xenobiotiques. Les systemes de permeation de ces substances a l'interieur des cellules jouent un role fondamental dans les vitesses de degradation. Des methodes de clonage genetique speciales pour ces bacteries du sol ont ete mises au point et sont appliquees a l'etude du transport du myo-inositol chez un Pseudomonas du sol. (FRA)

Analyse et manipulation de voies cataboliques et construction de nouvelles voies au moyen du genie genetique (FRA)

Das Projekt "Analyse et manipulation de voies cataboliques et construction de nouvelles voies au moyen du genie genetique (FRA)" wird/wurde ausgeführt durch: Universite de Geneve, Departement de Biochimie Medical, Centre Medical Universitaire.Etude genetique et biochimique des voies de degradation de composes aromatiques divers par les bacteries Pseudomonas. Parmi ces composes sont inclus des produits naturels et xenobiotiques comme le toluene et les hydrocarbures aromatiques derives, le naphthalene et ses derives chlores et sulfones, le benzoate et le phenoxyacetate chlores ainsi que des nitro- et chloroanilines. Les informations obtenues sont utilisees dans la determination de strategies experimentales, basees sur le clonage genetique et la manipulation de genes, en vue de la construction de nouvelles voies hybrides de degradation de composes recalcitrants et/ou toxiques produits par l'industrie. (FRA)

Antagonismus Wirkungsmechanismen in Boeden

Das Projekt "Antagonismus Wirkungsmechanismen in Boeden" wird/wurde ausgeführt durch: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Institut für Phytomedizin.Es sind Boeden bekannt, in denen z.B. Tabak waehrend Jahren ohne Fruchtwechsel mit Erfolg angebaut werden kann. Eine wesentliche Rolle spielt dabei das Bakterium Pseudomonas fluorescens als Antagonist von Pflanzenparasiten. Im Projekt untersuchen wir die Rolle dieses Bakteriums und die Moeglichkeiten zur Bekaempfung anderer Pflanzenkrankheiten.

BonaRes (Modul A, Phase 3): Überwindung der Nachbaukrankheit mithilfe eines integrierten Ansatzes, Teilprojekt A

Das Projekt "BonaRes (Modul A, Phase 3): Überwindung der Nachbaukrankheit mithilfe eines integrierten Ansatzes, Teilprojekt A" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz Universität Hannover, Institut für Gartenbauliche Produktionssysteme, Abteilung Gehölz- und Vermehrungsphysiologie.

Bacterial degradation of aromatic compounds

Das Projekt "Bacterial degradation of aromatic compounds" wird/wurde ausgeführt durch: Universite de Geneve, Departement de Biochimie Medical, Centre Medical Universitaire.Many soil bacteria, particularly those of genus Pdeudomonas, are able to catabolise a wide range of natural and synthetic organic materials. We are studying the catabolism of aromatic compounds by Pseudomonas bacteria and trying to improve their catabolic ability by means of genetic engineering.

Bakterieller Abbau von aromatischen Verbindungen

Das Projekt "Bakterieller Abbau von aromatischen Verbindungen" wird/wurde ausgeführt durch: Universite de Geneve, Departement de Biochimie Medical, Centre Medical Universitaire.During the past few decades, the rapid development of industrial activities has resulted in the introduction of enormous quantities of man-made organics into the biosphere. Some compounds, particularly halogenated ones are toxic and accumulated in the environment. Many soil bacteria, particularly those of the genus Pseudomonas, are able to catabolise a wide range of natural and synthetic organic materials. We are studying the catabolism of aromatic compounds by Pseudomonas bacteria and trying to improve their catabolic ability by means of genetic engineering.

Pilzliche Schaderreger: Pseudomonas

Seit einigen Jahren gibt es in Deutschland ein neues Krankheitsbild an Rosskastanien, das innerhalb weniger Jahre zum Absterben befallener Bäume führen kann bzw. diese aus Gründen der Verkehrssicherheit gefällt werden müssen. Maßgeblich beteiligt an diesem Krankheitsbild ist das Bakterium Pseudomonas syringae pv. aesculi . Das ursprünglich erstmals in Indien an Aesculus indica nachgewiesene Bakterium tritt an vielen bei uns vorkommenden Aesculus -Arten auf. An der indischen Kastanie tritt der Erreger lediglich als Blattfleckenerreger in Erscheinung. Bei den in unseren Breiten häufig eingesetzten Kastanienarten ( Aesculus hippocastanum, Aesculus x carnea ) sind die Auswirkungen deutlich massiver. Zunächst führt der Befall zu einem Absterben der Rinde. In der Folge treten innerhalb kurzer Zeit häufig holzzersetzende Pilze an den befallenen Bäumen auf. Diese sind offenbar in der Lage einen raschen Holzabbau durchzuführen, wodurch die Verkehrssicherheit beeinträchtigt wird. In diesem Zusammenhang wird nach gegenwärtigem Kenntnisstand vermutet, dass das Bakterium als Primärschädling aktiv ist und hierdurch die natürlichen Abwehrreaktionen des Baumes maßgeblich beeinträchtigt wird. In Europa trat das neue Krankheitsbild zunächst in England und den Niederlanden in Erscheinung und hat sich mittlerweile in weiten Teilen Mitteleuropas ausgebreitet. Erstmalig wurde das Bakterium 2007 an Rosskastanien in Deutschland nachgewiesen und hat seitdem vorwiegend in Nordwestdeutschland für starke Schädigungen an Kastanien geführt.

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