Bis heute existiert keine validierte Alternativmethode, die im Rahmen der Risikobewertung von Chemikalien und Arzneistoffen sowie der toxikologischen Sicherheitsprüfung von Kosmetika den Augenirritations-Test nach Draize am lebenden Kaninchen vollständig ersetzen kann. Für Substanzen mit starkem Augenirritations-Potential kann die Toxizität anhand verschiedener, validierter in vitro Assays im Rahmen einer abgestuften, von der OECD empfohlenen Teststrategie mit hoher Genauigkeit erfasst werden (BCOP-Assay, ICE-Methode). Substanzen mit sehr mildem Augenirritations-Potential können zukünftig möglicherweise durch kommerziell erhältliche, dreidimensionale Cornea-Epithelmodelle identifiziert werden, die sich momentan in der Validierung befinden (EpiOcularTM Modell, SkinEthik HCETM Modell). Dagegen muss insbesondere die Lücke im Bereich der milden bis moderaten Augenirritation durch neue Alternativmethoden geschlossen werden. Die Überprädiktivität/ hohe Sensitivität der dreidimensionalen Epithelmodelle sowie die Forderung nach einem mechanistischen Ansatz, der die Tiefe der cornealen Verletzung durch toxische Substanzen berücksichtigt und damit ermöglicht, die gesamte Bandbreite an Schweregraden okulotoxischer Reaktionen abzudecken (Jester et al., 2001), erfordert die Einbeziehung weiterer cornealer Schichten, Stroma und Endothel, in ein organotypisches in vitro Modell der Cornea. Die vorliegende Arbeit hatte zum Ziel, ein solches, von Zorn-Kruppa et al. etabliertes Komplettmodell der Cornea aus drei humanen, SV40-immortalisierten Zelllinien hinsichtlich des Kulturmediums zu optimieren und diese Endothel (EC)-, Keratocyten (HCK)- und Epithel (HCE)-Zelllinie an ein gemeinsames, möglichst serumfreies Wachstumsmedium zu adaptieren. EC und HCK wurden zudem in Abhängigkeit von Art und Serumgehalt des Kulturmediums hinsichtlich der Frage, ob die organotypischen Merkmale der primären Zellen trotz der SV40-Immortalisierung erhalten geblieben sind, charakterisiert. Die EC-Zelllinie wurde auf ihre Fähigkeit zur interzellulären Kontaktinhibition untersucht, welche nach dem Erlangen der zellulären Konfluenz die Vorraussetzung zur Ausbildung und Aufrechterhaltung eines organotypischen Endothel-Monolayers darstellt (Joyce et al., 2002). Die Keratocytenzelllinie HCK wurde in Monolayer-Kultur und nach Einbettung in die collagenöse Matrix des Stroma-Äquivalents phänotypisch und funktionell sowie in Abhängigkeit von Serum und Wachstumsfaktoren charakterisiert. Insbesondere wurde die Transformation der HCK in fibrotische Phänotypen nach Stimulation mit TGF beta untersucht, welche in vivo an cornealen Wundheilungsreaktionen beteiligt sind (Fini und Stramer, 2005, Jester et al., 1999).
Das wurzelparasitische Unkraut Orobanche ramosa stellt eine ernsthafte Bedrohung für den Tomaten- , Tabak- und Hanfanbau in Mitteleuropa dar. Aufgrund von Feldforschungen gehen wir davon aus, daß fast 50 Prozent der Tabak- und Tomatenfelder in der Slowakei von O. ramosa befallen sind. Damit kann mehr als die Hälfte der Betriebe vor schweren Ertragsverlusten stehen. Bisher waren weder gewöhnliche Kontrollmethoden noch die Resistenzzüchtung erfolgreich. Daher versuchen wir, effiziente, neue Strategien zu entwickeln. Wir hoffen, in Feldern in der Slowakei und in Südwestdeutschland spezifische Pathogene auf O. ramosa zu finden, die zur biologischen Kontrolle eingesetzt werden können. Zudem werden wir resistenzinduzierende Wirkstoffe zur Aktivierung natürlicher Verteidigungsmechanismen in Tabak, Hanf und Tomate erproben.
Im Rahmen des Atomausstiegs sind Reststrommengen für die in Deutschland betriebenen Kernkraftwerke festgelegt worden. Das Kernkraftwerk Biblis, Block A, wird die vereinbarte Reststrommenge in absehbarer Zeit erreichen. Die RWE Power AG hat die Übertragung von Strommengen aus dem Kernkraftwerk Emsland (KKE) auf KWB-A beantragt, um einen gemeinsamen Weiterbetrieb der beiden Kraftwerksblöcke am Standort Biblis zu ermöglichen. KWB-A gehört zu den ältesten in Deutschland betriebenen Kernkraftwerken. KKE gehört zu den modernsten Anlagen. Im Zusammenhang mit der Prüfung des Antrags durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) wird auch eine sicherheitstechnische Prüfung durchgeführt. Anhand ausgewählter Themen sollen sicherheitstechnisch bedeutsame Unterschiede zwischen den beiden Anlagen identifiziert und vergleichend bewertet werden. Der Schwerpunkt liegt dabei auf einer Gegenüberstellung unterschiedlicher Sicherheitsreserven der beiden Anlagen. Diese Aufgabenstellung weicht von der für übliche Sicherheitsanalysen ab. Eine geeignete Methodik muss daher begleitend zur Prüfung entwickelt und abgestimmt werden. Der Auftrag wird in Zusammenarbeit mit der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) mbH und dem Physikerbüro Bremen sowie in enger Abstimmung mit der zuständigen Fachabteilung im BMU durchgeführt. Ein zweiter Abschnitt des Projektes ergibt sich aus dem Antrag der EnBW Kernkraft GmbH, Reststrommengen vom Kernkraftwerk Neckarwestheim 2 - einem der modernsten Kernkraftwerke in Deutschland - auf das wesentlich ältere Kernkraftwerk Neckarwestheim 1 zu übertragen. Auch hier wird mit der gleichen Methodik wie im ersten Abschnitt eine sicherheitstechnische Überprüfung durchgeführt.
Das Öko-Institut ist in diesem Projekt als Gutachter im Rahmen der für den Abbau des Kernkraftwerkes Philippsburg 1 durchzuführenden Umweltverträglichkeitsprüfung tätig. Die Begutachtung erfolgt im Auftrag des TÜV Süd, der im Verfahren als sicherheitstechnischer Gutachter fungiert. Die Begutachtung beinhaltet die Prüfung der von der Antragstellerin vorgelegten Unterlagen, die Beratung des Ministeriums im Verfahren und bei der Öffentlichkeitsbeteiligung, die Bewertung der Umweltauswirkungen und die Erstellung der Zusammenfassenden Darstellung der Umweltauswirkungen einschließlich Vorschlägen für ggf. erforderliche Auflagen der Vermeidung und Minimierung von Umweltauswirkungen. Es werden sowohl konventionelle Wirkungen des Vorhabens wie z. B. Lärm und Luftschadstoffe als auch radiologische Wirkungen wie z. B. Direktstrahlung und radioaktive Ableitungen berücksichtigt.
Das Öko-Institut ist in diesem Projekt als Gutachter im Rahmen der für den Abbau des Kernkraftwerkes Philippsburg 1 durchzuführenden Umweltverträglichkeitsprüfung tätig. Die Begutachtung erfolgt im Auftrag des TÜV Süd, der im Verfahren als sicherheitstechnischer Gutachter fungiert. Die Begutachtung beinhaltet die Prüfung der von der Antragstellerin vorgelegten Unterlagen, die Beratung des Ministeriums im Verfahren und bei der Öffentlichkeitsbeteiligung, die Bewertung der Umweltauswirkungen und die Erstellung der Zusammenfassenden Darstellung der Umweltauswirkungen einschließlich Vorschlägen für ggf. erforderliche Auflagen der Vermeidung und Minimierung von Umweltauswirkungen. Es werden sowohl konventionelle Wirkungen des Vorhabens wie z. B. Lärm und Luftschadstoffe als auch radiologische Wirkungen wie z. B. Direktstrahlung und radioaktive Ableitungen berücksichtigt.
Ökologisch erzeugte Speisekartoffeln werden häufig durch Larvenfraß verschiedener Schnellkäferarten, Drahtwürmer genannt, geschädigt. Dieser Sachverhalt kann zu erheblichen Sortierverlusten führen. Untersucht werden Kontrollmaßnahmen auf Basis differenzierter Bodenbearbeitung und Terminierung der Kartoffelernte sowie die Nutzung von Repellent-Pflanzen. Weiterhin findet ein intensives Monitoring des Verhaltens der männlichen Käfer durch Einsatz von Pheromonfallen statt. Das Monitoring erfolgt seit 2004, die Feldversuche werden seit 2005 durchgeführt.
Nach Einführung der heute aktuellen DIN 19700 im Jahre 2004 sind für Stauanlagen wie beispielsweise Talsperren oder Hochwasserrückhaltebecken in regelmäßigen zeitlichen Abständen vertiefte Sicherheitsüberprüfungen durchzuführen. Eine wesentliche Grundlage hierfür ist die Bereitstellung der hydrologischen Grundlagen auf dem aktuellen Stand bzgl. der meteorologischen und hydrologischen Daten und auch der abflussspezifischen Eigenschaften der betroffenen Einzugsgebiete. Nach den Vorgaben der DIN 19700 sind hydrologische Sicherheitsnachweise zu führen mit sehr extremen Hochwasserereignissen, deren Jährlichkeiten T bis zu T = 10 000 a reichen. Da so extreme Ereignisse nicht direkt anhand von Abflussbeobachtungen abgeleitet werden können, sind für jede Stauanlage gesonderte gebietsspezifische Betrachtung und Bewertung von Extremsituationen erforderlich. Das IWG Hydrologie wird aufgrund seiner langjährigen Erfahrung seit Jahren angefragt, für zahlreiche Stauanlagen die erforderlichen hydrologischen Grund entweder durch Anwendung geeigneter Niederschlag-Abfluss-Modelle zu ermitteln oder die Studien Dritter zu beurteilen. Eigene Modellierungen wurden beispielsweise durchgeführt für die Talsperren des Ruhrverbands Essen External Link, die Talsperre Kleine Kinzig in Baden-Württemberg External Link sowie zahlreiche Hochwasserrückhaltebecken in den Einzugsgebieten von Sulm, Neuenstadter Brettach, Weissach oder Leimbach im Auftrag der jeweiligen Wasserverbände oder Kommunen.
Das parasitische Unkraut Orobanche ramosa L. verbreitet sich in Mitteleuropa und bedroht die Produktion mehrerer Kulturpflanzen - Tabak, Raps, Kartoffel, Karotte und Tomate. Im Gegensatz zu anderen Unkräutern, die mit der Kulturpflanze um Ressourcen konkurrieren, entnimmt O. ramosa Wasser, Nährstoffe und Assimilate direkt aus der Wirtswurzel. Dies führt zu erheblichen Ertrags- und Qualitätsverlusten. Da O. ramosa unmittelbar mit der Wirtspflanze verbunden ist und 90 Prozent der Parasitenentwicklung unterirdisch stattfinden, ist dieser Parasite schwer zu kontrollieren. In dieser Arbeit werden drei Ziele verfolgt: 1) Wir möchten mehr über die Populationsdynamik und die Verbreitung von O. ramosa in Deutschland erfahren. Zur Beschreibung von Populationen verwenden wir verschiedene klassische, aber auch molekulare Marker-Techniken (Polymerase-Ketten-Reaktion, PCR, mit spezifischen Mikrosatelliten; ISSR-PCR, RAPD). 2) Untersuchung der Pflanze-Pflanze-Interaktion unter besonderer Berücksichtigung von Resistanzmechanismen der Kulturpflanze (in diesem Fall Tabak), sowie Faktoren der Pathogenität von O. ramosa. Analyse der Produktion sekundärer Metabolite, reaktiver Sauerstoff-Zwischenprodukte (ROI), sowie der Exprimierung und Aktivität spezifischer Enzyme und Gene. 3) Entwicklung von Methoden zur Kontrolle von O. ramosa, basierend auf erworbener systemischer Resistenz (SAR) und der Verwendung spezifischer hyperparasitischer Bakterien und Pilze, die zur biologischen Kontrolle verwendet werden können.
Die Sonnenblume steht weltweit an vierter Stelle der Ölpflanzen, ihre Produktion wird in einigen Regionen durch das wurzelparasitische Unkraut Orobanche cumana Wallr. gefährdet. Das Verbreitungsgebiet dieser Parasitenpflanze erstreckt sich vom Mittelmeerraum über Osteuropa bis nach Ostasien. Mehrere Ansätze zur chemischen und biologischen Kontrolle, sowie zur Resistenzzüchtung wurden verfolgt, aber keiner davon erwies sich als hinreichend wirksam. Zur Sicherung der Sonnenblumen-Produktion in den betroffenen Gebieten ist die Entwicklung neuer und/oder integrierter Ansätze nötig. Induzierte Resistenz (IR), die die induzierte systemische Resistenz (ISR), die erworbene systemische Resistenz (SAR) und die lokale erworbene Resistenz (LAR) umfasst, ist eine neue Technik zu Kontrolle von Viren, Bakterien und Pilzkrankheiten, sowie von parasitischen Unkräutern. Diese Kontrollmethode basiert auf dem Auslösen pflanzlicher Verteidigungsmechanismen gegen Pathogene und Freßfeinde. SAR der Sonnenblume, hervorgerufen durch den Pflanzenaktivator BTH (Benzothiadiazol) bewirkte im Gewächshausversuch eine signifikante Verringerung des Befalls durch O. cumana. Ziele dieser Arbeit sind (1) die Verbesserung der BTH-Anwendung in Sonnenblume, (2) die Evaluation der Wirksamkeit von das Pflanzenwachstum fördernden Rhizobakterien (PGPR) und arbuskulärer Mykorrhiza (AMF) gegen das parasitische Unkraut und (3) Kombination dieser resistenz-induzierenden Wirkstoffe mit biologischen und/oder chemischen Kontrollmethoden zu einem integrierten Kontrollansatz, um unerwünschte Nebenwirkungen aus die Sonnenblume auszuschließen, eine wirksamere Kontrolle von O. cumana zu ermöglichen und das Risiko der Resistenzentwicklung gegen einzelne Methoden in Orobanche-Populationen zu minimieren; (4) Erforschung der biochemischen Prinzipien der induzierten Resistenz der Sonnenblume gegen O. cumana.
Südchina, insbes. die Provinz Guandong, ist eines der am dichtesten besiedelten Gebiete der Erde. Positive Konsequenz dieser Ballung ist eine äußerst dynamische Wirtschaftsentwicklung, aber gerade diese von subtropischem Monsunklima geprägte Region ist auch immer wieder Ausgangspunkt für sich schnell und zunehmend global ausbreitende epidemische Krankheiten wie zuletzt SARS. Mit der globalen Erwärmung einhergehende Klimaveränderungen könnten sich für diese Region insbesondere durch Veränderungen der Häufigkeit und Intensität tropischer Wirbelstürme, aber auch Änderungen der Niederschlagsmenge- und Intensität bemerkbar machen. Im Gegensatz zu den schon recht umfangreichen Datensätzen aus der Südchinesischen See (SCS) gibt es bisher jedoch nur sehr wenige terrestrische Paläoklimaarchive aus der Region, die Klimaveränderungen während des Holozäns, des Spätglazials oder Glazials hochauflösend dokumentieren. Wir haben deshalb einen an der nördlichen Küste der SCS gelegenen Maarsee ausgewählt, um über die Analyse von Proxydaten aus Seesedimenten solche Paläo-Klimavariationen zu untersuchen. Aus dem Sediment des Huguang-Maarsees wurden mittels Usinger-Präzisionsstechtechnik von einem Floss aus insgesamt 7 Sedimentsequenzen gewonnen, von denen die tiefste bis 57 m unter den Seeboden reicht. Die zeitliche Einstufung der Profile wurde mit Hilfe von 17 Radiokohlenstoff-Datierungen vorgenommen und ergab ein extrapoliertes Maximalalter von ca. 78.000 Jahren. Ein breites Spektrum aus sedimentologischen, geochemischen, paläo- und gesteinsmagnetischen sowie palynologischen Methoden kam sodann zum Einsatz, um die Paläo-Umweltbedingungen, die natürlich immer das entsprechende Klima widerspiegeln, während dieses Zeitraumes zu rekonstruieren. Überraschenderweise ergab sich ein von vielen bekannten Klimaprofilen der Nordhemisphäre (insbes. des Atlantikraumes, aber auch mariner Kerne aus dem Indik und Südostasien) abweichendes Muster. Im Gegensatz zu dem bekannten Grundmuster eines vergleichsweise stabilen Klimas während des Holozäns und stärkerer Schwankungen während des letzten Glazials weisen die Daten aus dem Huguang-Maarsee für das letzte Glazial im Zeitraum zwischen 15.000 und 40.000 Jahren auf relativ stabile Umweltbedingungen hin. Die älteren Bereiche zwischen 40.000 und ca. 78.000 Jahren haben durch Eintrag von umgelagertem Torf eine eher lokale Komponente und sind somit für den regionalen und globalen Vergleich ungeeignet. Das Holozän hingegen zeichnet sich durch hohe Schwankungsamplituden vieler Proxydaten (Karbonatgehalt, magnetische Suszeptibilität, organischer Kohlenstoff, Trockendichte, gesteinsmagnetische Parameter, Redox-Verhältnisse) aus, die auf ein recht variables Klima hinweisen. Besonders interessant ist die Übergangsphase vom Glazial zum Holozän, die bei etwa 15.000 Jahren vor heute in etwa zeitgleich mit dem beobachteten stärksten Meeresspiegelanstieg der Südchinesischen See einsetzt und eine abrupte Intensitätszunahme des Sommermonsuns anzeigt