Mykotoxine sind Metaboliten des Sekundärstoffwechsels mikroskopisch kleiner Pilze, vor allem der Gattung Aspergillus, Penicillium und Fusarium. In bestimmten Konzentrationen wirken sie toxisch für Mensch, Tier und Pflanze. Die als Feldpilze bekannten Fusarien bilden Mykotoxine (Trichothezen und Zearalenon) zum Teil schon während der Wachstums- und Reifungsphase des heimischen Futtergetreides und beim Mais. Trichothezen (Deoxynivalenol, DNO) übt eine zytotoxische Wirkung aus, indem es die Protein- und DNA-Synthese hemmt. Aufgrund seiner hohen Zytotxizität greift die Substanz an verschiedenen Systemen des Körpers ein, so dass infolge einer Abwehrschwäche Fruchtbarkeitsstörungen (Unfruchtbarkeit, Umrauschen), Aborte, Totgeburten und mimifizierte Früchtte sowie Uterusatrophie bei Sauen insbesondere bei Jungsauen aufgetreten sind. Im Gegensatz dazu sind die Zearalenone nicht toxisch. Ihre Aktivität im Tier besteht in einer östrogenen Wirkung, die zu Veränderungen an den Fortpflanzungsorganen und zu Fruchtbarkeitsstörungen beim Schwein führen. Ein Einfluss von Mykotoxin auf die Fruchtbarkeit wurde bisher weitgehend nach Fütterung von mykotoxin-haltigen Futtermitteln beobachtet. Grundlagenerkenntnisse über direkte negative Einflüsse von Mykotoxinen auf die Fruchtbarkeit können mit Hilfe von Untersuchungen mittels In-vitro-Kultivierung von Eizellen und Embryonen, ovariellen und uterinen Zellen gewonnen werden. Die physiologische Aktivität der genannten Zelltypen des weiblichen Reproduktionstraktes kann über funktionelle Tests gemessen werden, die ihrerseits darüber Auskunft geben, in welchem Maße die Leistungen dieser Zellen bzw. Embryonen störanfällig gegenüber Zearalenon und Trichothezen sind.
Pflanzenpathogene Pilze der Gattung Fusarium verursachen agronomisch bedeutende Krankheiten auf Getreide. Zusätzlich zur Ertragsminderung kommt es dabei zur Kontamination des Erntegutes mit Mykotoxinen. Für die wichtigsten Fusarium-Toxine, das als Proteinbiosynthese-Inhibitor wirkende Deoxynivalenol (DON) und das stark östrogen wirksame Zearalenon (ZON), sind nun nach toxikologischer Evaluierung EU-weite gesetzliche Maximalwerte in Vorbereitung. Die im Feld vom Pilz gebildeten Metaboliten stellen eine Gesundheitsgefährdung für Tier und Mensch dar. Allerdings sind pflanzliche und tierische Zellen (und wahrscheinlich der toxinproduzierende Pilz selbst) in gewissem Ausmaß imstande, die Mykotoxine in ungiftige Konjugate überzuführen. In diesem Projekt sollen die beteiligten Entgiftungsenzyme, die UDP-Glucuronosyl-transferasen (UGT) und Sulfotransferasen (SULT) charakterisiert, sowie die gebildeten Mykotoxin-Konjugate mittels instrumenteller Analysenverfahren untersucht werden. Ziel des Projektes ist es, Bäckerhefe genetisch so zu verändern, dass die Detoxifikationsaktivität von exprimierten UGT- oder SULT-Kandidatengenen phänotypisch beobachtet werden kann, entweder in Form von Wachstum auf gifthältigem Medium, oder mithilfe von geeigneten östrogen-regulierten Reportergenen. Da die Säuger-UGTs im Lumen des endoplasmatischen Retikulums lokalisiert sind und Hefe das Ko-Substrat UDP-Glucuronsäure (UDP-GlcUA) nicht bilden kann, muss allerdings zuerst die Fähigkeit zur Biosynthese von UDP-GlcUA und möglicherweise auch jene zum effizienten Transmembran-Transport bereitgestellt werden. Derartige Stämme und solche, die das Sulfotransferase-Kosubstrat PAPS ('aktives Sulfat') effizient bereitstellen, sollen als Wirtszellen für die funktionelle Expression von humanen bzw. tierischen UGTs, sowie von tierischen und pflanzlichen SULTs dienen. Auch im Genom von Fusarium graminearum identifizierte UGT bzw. SULT-Gene sollen getestet werden. Neben der funktionellen Charakterisierung von heterologen UGT und SULT Genen soll auch getestet werden, ob sich endie hergestellten Hefestämme als Bioreaktoren zur Herstellung von Mykotoxinkonjugaten verwendet werdeneignen. Diese sind als Referenzsubstanzen für die Entwicklung von Analysenmethoden wichtig. Wenn es gelingt, die fremden Entgiftungsenzyme funktionell in Hefe zu rekonstituieren, hätte dies Bedeutung weit über den Aspekt der Mykotoxine hinaus. Ein Satz von Hefestämmen, die jeweils nur ein Detoxifikationsgen exprimieren, wäre generell für das Studium des Metabolismus von Medikamenten und anderen Substanzen sehr nützlich.
Nachweis von Mykotoxinen in verschiedenen Futtermitteln. Indikatormykotoxine wie: Aflatoxine, Ochratoxin A, Zearalenon, Vomitoxin.
Mehr als 33% der Böden weltweit sind degradiert. Eine Hauptursache der Bodendegradation ist die Bodenerosion. Um diese zu verhindern, werden in der Wissenschaft verschiedene Formen der nachhaltigen, pfluglosen Bodenbearbeitung, wie z.B. die Direkt- oder Mulchsaat, diskutiert. Jedoch haben Studien gezeigt, dass gerade bei dieser nachhaltigen Bodenbearbeitung die Gehalte an hochgiftigen Mykotoxine durch den pilzlichen Schadbefall zurückbleibender Ernterückstände um ein vielfaches höher ist als bei der konventionellen Bodenbearbeitung. Studien über das Vorkommen von Mykotoxine bei verschiedener Bodenbearbeitung beziehen sich jedoch nur auf die Ernte und die Ernterückstände. Ein mögliches Vorkommen von Mykotoxinen in Böden ist weitgehend ungeklärt. Ziel dieses Projektes ist es daher das Vorkommen, die Adsorption und die Dissipation der Mykotoxine Deoxynivalenol (DON) und Zearalenon (ZEA) in Böden bei konservierender und konventioneller Bodenbearbeitung zu bestimmen. Dazu werde ich Böden von Dauerversuchsflächen, bei denen pfluglose und konventionelle Bodenbearbeitung unter gleichen Bedingungen nebeneinander getestet werden, auf die Gehalte von DON und ZEA untersuchen. Außerdem werde ich Batch- und Inkubationsexperimente durchführen, um die Adsorption und die Dissipation von DON und ZEA in Böden unterschiedlicher Bodenarten zu untersuchen. Die Ergebnisse werden es mir erlauben Rückschlüsse zu ziehen in welchem Grad das Vorkommen der Mykotoxine sowohl mit dem spezifischen Bodenmanagement, als auch mit der Bodenart zusammenhängt.
Pilotprojekt im Rahmen des österreichischen Genom-Forschungsprogrammes GEN-AU. Bei der Infektion von Getreide und Mais bildet der Pilz Fusarium graminearum Toxine, die in die Nahrung gelangen können und für Tier und Mensch ein gesundheitliches Risiko darstellen. Ziel des Pilotprojektes ist es, durch Verwendung von Methoden der Genomik die Frage zu klären, welche Gene es dem Pilz ermöglichen, in einer ungewöhnlich großen Anzahl von Wirtspflanzen Krankheiten hervorzurufen. Dieses Verständnis könnte neue Wege zur Bekämpfung des Pilzes eröffnen. Andererseits sollen Mechanismen der Pilzresistenz in Wirtspflanzen erforscht werden, da dieses Wissen zur Züchtung hochresistenter Sorten genutzt werden könnte, und somit zu einer nachhaltigen Lösung des Problems beitragen sollte. In Zusammenarbeit mit dem 'Munich Information Center for Protein Sequences soll die von einem US Konsortium gegenwärtig erstellte Genomsequenz analysiert und das Gen-Inventar mit dem eines nahe verwandten, jedoch nicht krankheitserregenden Schimmelpilzes (Neurospora crassa) verglichen werden. Ein wesentlicher Teil des Pilotprojektes ist der Entwicklung und Optimierung von effizienten Methoden zur gerichteten Inaktivierung von Genen des Pilzes gewidmet. Solche Insertionsmutanten sollen hinsichtlich geänderter Virulenz und einem geänderten Spektrum von Pilz-Metaboliten untersucht werden, da solche Substanzen wahrscheinlich eine wesentliche Rolle in der Unterdrückung von Abwehrreaktionen der Pflanzen spielen. Pflanzliche Resistenzmechanismen gegen den Pilz sind derzeit weitgehend unverstanden. Da molekulargenetische Studien mit Getreide nur schwer möglich sind, soll unter Zuhilfenahme der Modellpflanze Arabidopsis thaliana untersucht werden, welche Rolle das in Mensch und Tier sehr stark als Östrogen wirksame Mykotoxin Zearalenon in Pflanzen spielt. Weiters sollen Detoxifikationsmechanismen untersucht werden, die zu sogenannten maskierten Mykotoxinen führen. Fusarium-Resistenz ist in exotischem Getreide-Zuchtmaterial zwar vorhanden, wird jedoch polygen und quantitativ vererbt. Mit Hilfe von molekularen Markern sollen jene Chromosomenabschnitte identifiziert werden, die einen positiven Resistenzbeitrag liefern. Subtraktive Genbanken und 'DNA-Chips sollten es erlauben, Unterschiede in der Genexpression zwischen Weizensorten, die unterschiedliches Resistenzniveau aufweisen, aufzufinden und somit Kandidaten für Resistenzgene zu identifizieren. Die Anwendung der markergestützten Selektion in der praktischen Resistenzüchtung durch einen Firmenpartner sollte mittelfristig zu einer Verbesserung der Resistenz von Getreide, und somit zu einer Reduktion der Mykotoxinbelastung in Nahrungsmitteln führen.
Ziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung, Optimierung und Validierung eines normungsfähigen HPLC-Fluoreszenz (FLD) Verfahrens zur quantitativen Analyse von Zearalenon (ZEN) in pflanzlichen Ölen. Ziel des Teilvorhabens (BAM) ist die Entwicklung und Optimierung des HPLC-FLD basierten Analyseverfahren. Kernziel der wiss.-techn. Verfahrensentwicklung ist die Etablierung einer robusten, anwenderfreundlichen Festphasenkartusche (SPE) zur Extraktion und zum clean-up. Als Festphase soll ein für ZEN selektives Hydrazin-funktionalisiertes Polymerharz zum Einsatz kommen, das für diesen Zweck konzipiert, hergestellt und optimiert wird. Arbeitsplanung: Zur Erreichung der Ziele des Teilvorhabens A sind drei Arbeitspakete vorgesehen, die sich mit der (AP 1) Entwicklung eines Hydrazin-funktionalisierten Polymerharzes, (AP 2) mit der entsprechenden SPE-Kartuschen-Entwicklung sowie (AP 3) mit der chem.-analyt. Verfahrensentwicklung beschäftigten. AP 1 bildet die Grundlage der weiteren Arbeiten und wird zusammen mit einem Spezialisten für Festphasen-Entwicklungen (Unterauftrag) durchgeführt. Mit den in AP 2 herzustellenden SPE-Prototypen (500 Stück) werden sowohl die Verfahrensentwicklungen (AP 3) als auch die Validierungsversuche (AP 4 und 5) durchgeführt. Das für Teilvorhaben A abschließende AP 3 beinhaltet chem.-analyt. Verfahrensoptimierungen hinsichtlich Extraktion, clean-up und instrumenteller Analyse. Ergebnisverwertung: Die angestrebte Ergebnisverwertung des Verbundprojektes ist es, das validierte Analyseverfahren als Normentwurf beim DIN mit Ziel dem einzureichen, dieses auch in die europäische Normung zu überführen. In Teilvorhaben A wird eine wissenschaftliche Verwertung sowie ein wiss./wirt. Anschluss angestrebt. Wissenschaftliche Verwertung insbesondere durch Publikation der Ergebnisse in Fachjournalen, den wiss./wirt. Anschluss durch Kooperation mit KMU zur Überführung der SPE-Prototypen zu marktfähigen Produkten.
Das Ziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung, Optimierung und Validierung eines normungsfähigen HPLC-Fluoreszenz-Verfahrens zur quantitativen Analyse von Zearalenon (ZEN) in pflanzlichen Ölen. Das wissenschaftlich-technische Arbeitsziel des Teilvorhabens besteht in der Ermittlung der verfahrensrelevanten Kenndaten zur internen analytischen Qualitätssicherung wie z.B. Arbeitsbereich, Nachweis-, Bestimmungsgrenze, Wiederfindung, Laborpräzision (unter Wiederhol- und Vergleichsbedingungen), Beladungskapazität und Reproduzierbarkeit unter Realbedingungen. Die in der sich anschließenden Methodenvalidierungsstudie zwischen verschiedenen Laboratorien zu bestimmenden Kenndaten umfassen die Bestimmung der Präzision unter Vergleich- und Wiederholbedingungen, der Wiederfindungsrate und die Ermittlung des Anwendungsbereichs. Das BfR mit dem nationalen Referenzlabor für Mykotoxine in Lebensmitteln und Futtermitteln verfügen über ausgewiesene Expertisen auf dem Gebiet der Mykotoxin-Analytik. Das Verbundprojekt besteht aus insgesamt 6 Arbeitspaketen. Zur Erreichung der Ziele des Teilvorhabens sind 2 Arbeitspakete vorgesehen. Innerhalb des Arbeitspakets 4 soll die Evaluierung der im Teilvorhaben des BAM entwickelten und optimierten HF-SPE erfolgen. Hierbei soll das Analyseverfahren durch Screening an verschiedenen Realproben getestet werden. Nach erfolgter interner Verfahrensvalidierung soll das vollständige Analyseverfahren im Rahmen eines nationalen bzw. internationalen Ringversuch im Rahmen des Arbeitspaketes 5 validiert werden. Für die Überwachung des aktuellen ZEN-Grenzwertes in Speiseöl ist derzeit kein genormtes Analyseverfahren verfügbar, so dass die Laboratorien auf die Anwendung (validierter) Hausverfahren angewiesen sind. Das neu zu entwickelnde Hydrazinharz-basierte HPLC-FLD- Verfahren kann zudem maßgeblich zur Reduzierung der Analysenkosten als auch des Zeitaufwandes beitragen.
Das Mykotoxin Zearalenone (ZON) ist nicht nur ein potentieller Virulenzfaktor bei Fusarieninfektionen sondern auch wegen seiner starken Affinität zu Östrogenrezeptoren ein Problem für Mensch und Tier. In diesem Projekt werden mit Hilfe der Modelpflanze Arabidopsis thaliana untersucht, wie ZON auf Pflanzen wirkt und metabolisiert wird. Zur Isolationder verantwortlichen Gene werden genetische, molekularbiologische und chemisch-analytischeMethoden angewandt.
Die Richtlinie 2009/28/EG vom 23. April 2009 bestimmt ein von allen Mitgliedstaaten zu erreichendes verbindliches Mindestziel von 10 Prozent für den Anteil von Biokraftstoffen am Benzin- und Dieselkraftstoffverbrauch bis 2020. In Österreich besteht im Rahmen der Kraftstoffverordnung seit 1. Oktober 2008 die Verpflichtung 5,75 Prozent des Gesamtenergieinhalts aller in Verkehr gebrachten Kraftstoffe durch biogene Treibstoffe zu substituieren. Um dieses Ziel zu erreichen, können reiner Biodiesel, SuperEthanol E85 sowie dem Diesel und Benzin beigemischte biogene Treibstoffe eingesetzt werden. Das Werk Pischelsdorf bei Tulln hat im Juni 2008 seinen Regelbetrieb aufgenommen. Jährlich werden bis zu 500.000 t Getreide (hauptsächlich Weizen, untergeordnet Triticale) und Mais (Nassmais, Trockenmais) zu etwa 200.000 m3 Ethanol und 170.000 t Trockenschlempe verarbeitet. Zum überwiegenden Teil stammt der Rohstoff aus österreichischer Erzeugung. Die gärungstechnische Qualität ist definiert als Ethanolausbeute je Gewichtseinheit Rohstoff, hierfür ist ein hoher Stärkegehalt im Korn wesentlich. Für die Wirtschaftlichkeit der Erzeugung ist überdies eine günstige Vermarktung des Koppelprodukts Schlempe (Handelsbezeichnung ActiProt) wesentlich. Weil sich Mykotoxine (Deoxynivalenol, Zearalenon usw.) in der Schlempe auf das 2,5- bis 3-fache anreichern, sind niedrige Toxingehalte im Rohstoff Vorbedingung. Dieser Endbericht des Projektes 100197 (GEMBEOL) enthält Ergebnisse der Anbausaison 2004/05 bis 2008/09 (z.B. Proteingehalt, Stärkegehalt, Stärkeertrag) bzw. 2005/06 bis 2008/09 (z.B. Ethanolausbeute, Ethanolertrag, Gärgeschwindigkeit, Verzögerungszeit). Es wurde der Gesamtstärkegehalt als wichtigster indirekter Parameter der Ethanolergiebigkeit bestimmt. Die Analyse der vergärbaren Stärke oder 'vergärbaren Substanz' (ANDE et al. 1998, LEITERER et al. 2008) erscheint nicht zwingend notwendig. Stärkegehalt (Gesamte Spannweite): Die Untersuchungen bei Winterweizen zeigen eine Spannweite des Stärkegehaltes von 62,8 bis 74,6 Prozent (Spanne 11,8 Prozent) in der Trockensubstanz. Bei Triticale streuen die Werte zwischen 62,3 und 75,3 Prozent (Spanne 13,0 Prozent). Die Roggenergebnisse differieren im Bereich von 60,0 bis 65,1 Prozent, jedoch bei geringerer Probenanzahl. Bei Wintergerste liegen sie wegen des Spelzengehaltes auf niedrigem Niveau (56,1 bis 64,1 Prozent). Das Erntegut von Mais war mit 68,5 bis 77,0 Prozent (Spanne 8,5 Prozent) am stärkereichsten. Stärkegehalt (Genotypisch): Die genotypische Variation des Stärkegehaltes beträgt bei Weizen 3,1 und bei Triticale 5,1 Prozent. Bei Mais unterscheiden sich die Sorten um höchstens 2,9 Prozent (2. Reifegruppe) bzw. 4,4 Prozent (3. Reifegruppe). usw.
In den letzten 2 Jahren des SPP 1144 werden wir unsere Untersuchungen an endosymbiontischen Bakterien in Evertebraten, einer der wichtigsten Gruppen von Primärproduzenten an Hydrothermalquellen des Mittelatlantischen Rückens (MAR), abschließen. In enger Zusammenarbeit mit Geologen und Geochemikern soll der Einfluss von unterschiedlichen geologischen Strukturen und Gradienten in Ventfluiden auf symbiontische Diversität, Biomasse und Aktivität aufgeklärt werden. Diese Forschung wird zu einer der Kernfragen des SPP 1144 beitragen: Welche Wechselwirkungen bestehen zwischen hydrothermalen und biologischen Prozessen? Eine weitere Kernfrage des SPP 1144 ist: Wie beeinflussen Achsenmorphologie und Meeresströmungen die Verbreitung von Ventorganismen entlang der Rückenachse? Biogeographische Analysen der Symbionten von Muscheln und Garnelen sollen zeigen, ob geologische und hydrologische Barrieren zwischen den nördlichen und südlichen Hydrothermalquellen zu einer räumlichen Isolierung von symbiotischen Bakterien führen. Die Ergebnisse dieser Forschung liefern einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Kopplung geologischer und biologischer Prozesse an gemäßigt spreizenden Rückenachsen.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 25 |
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| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 3 |
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| Gesetzestext | 2 |
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| License | Count |
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| geschlossen | 4 |
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| Resource type | Count |
|---|---|
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| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 15 |
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