Oligonucleotide bis zu Tetranucleotiden werden mit der Diester-Methode synthetisiert und mit MS und HPLC analysiert. Die so erhaltenen Nucleotide sollen als Modellsubstanzen mit mutagenen Stoffen - hauptsaechlich alkylierenden Reagenzien - zur Reaktion gebracht werden. Die Strukturen entstehender Produkte werden aufgeklaert, um moegliche Zusammenhaenge zwischen chemischer Struktur und Mutagenese bzw. Carcinogenese studieren zu koennen.
Der UV-A/Blaulichtrezeptor Cryptochrom 2 (cry2) spielt eine zentrale Rolle bei der photoperiodischen Blühinduktion. Wichtige Komponenten der Signalleitung von cry2 sind mehrere nah verwandte bHLH Transkriptionsfaktoren (CIB1, CIB2, CIB4, CIB5), die Blaulicht-abhängig an cry2 binden, als Heterodimere an nicht-kanonische E-Box Motive in der Promotorregion des FLOWERING LOCUS T (FT) Gens binden und hierdurch die Expression dieses zentralen Blühgens induzieren. Weiterhin interagiert cry2 im Blaulicht mit SPA-Proteinen und inhibiert damit die Aktivität der E3 Ubiquitin Ligase CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENESIS 1 (COP1), die maßgeblich am Abbau des FT-Transkriptionsaktivators CONSTANS (CO) beteiligt ist. Wir haben gezeigt, dass der FAD-Chromophor im signalaktiven Zustand von cry2 in der neutralen Semichinonform vorliegt und die Bildung dieser Form durch Metabolite wie ATP und NADPH verstärkt wird. Gerichte und strukturbasierte Mutagenese von CRY2 lieferte Hinweise darauf, welche Aminosäuren für die Metabolit-Kontrolle erforderlich sind. Diese Information soll genutzt werden, um die Rolle dieser Metabolite bei der photoperiodischen Blühinduktion aufzuklären. Geplant ist hierfür die Expression entsprechender cry2 Allele in planta und die Analyse der generierten Pflanzenlinien hinsichtlich Blühverhalten, FT-Expression und Interaktion mit down-stream Komponenten. Diese Untersuchungen sollen durch in vitro Studien mit rekombinanten Proteinen komplettiert werden. Im Gegensatz zum Wildtyp Allel von cry1 induziert die cry1L407F Mutante gesteigerte Expression von CO und FT sowie frühes Blühen im Kurztag. In vitro Analysen zeigten ein tryptisches Spaltmuster von cry1L407F im Dunkeln, welches dem von Wildtyp cry1 im Blaulicht entspricht. Das geplante Vorhaben soll klären, ob cry1L407F die gleichen Komponenten wie cry2 für die Induktion von FT nutzt. Hierfür sind Analysen der cry1L407F Mutante im cib1/cib2/cib5 Hintergrund sowie Interaktionsstudien mit cry2 Partnern geplant. Direkte Zusammenarbeiten ergeben sich mit den Vorhaben von Christian Jung (Blühkontrolle bei Beta vulgaris) und Markus Schmid (Regulation des Blühzeitpunkts durch Trehalose-6-P).
Das Pflanzenhormon Abszisinsäure (ABA) hat eine wichtige Rolle bei der Samenreifung und -keimung sowie bei der Anpassung an abiotische Streßfaktoren. Im Mittelpunkt des beantragten Forschungsprojekts steht die Identifizierung von Intermediärprodukten, die die Genexpression so steuern, daß Pflanzen eine besondere Anpassung an Trockenstreß zeigen. Diese Untersuchungen sollen von der extrem trockentoleranten Pflanze Craterostigma plantagineum ausgehen, die schon eingehend untersucht worden ist im Hinblick auf ABA induzierte Genexpression, die relevant ist für Trockentoleranz. In dem vorgeschlagenen Projekt sollen zwei wesentliche experimentelle Ansätze verfolgt werden: 1. Mit Hilfe des Hefe-Ein-Hybrid Systems sollen neue Faktoren gefunden werden, die mit Promotorelementen interagieren, die für die ABA Induktion relevant sind. 2. Eine mutagenisierte transgene Arabidopsislinie, die einen ABA induzierbaren C. plantagineum Promotor, gekoppelt an Reportergen, enthält, soll zur Suche von regulatorischen Mutanten in der ABA induzierten Genexpressionskaskade benutzt werden. Bei einer Mutation zeigt das Reportergen ein verändertes Expressionsmuster
La strategie de surveillance des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) dans l'environnement general est basee sur le prelevement et l'analyse de ces substances a l'etat inchange. Du point de vue de la toxicite, il est apparu que les derives nitres des hap possedent un pouvoir mutagene direct, c'est-a-dire sans qu'ils soient metabolises par les enzymes microsomales. De plus les hap sont connus pour se transformer sous l'influence de l'oxygene et de la lumiere. Les produits d'oxydation et leur toxicite sont encore insuffisamment explores. Cette labilite en atmosphere oxydante et l'activite biologique des derives des hap incitent a une investigation plus fouillee, d'autant que les donnees dans la litterature restent fragmentaires. Le projet a pour but: - D'etudier la formation et la stabilite des derives NO2 des HAP en atmosphere experimentale; - de developper une methodologie de prelevement et d'analyse des nitro-HAP et des HAP oxydes; - d'evaluer les niveaux d'immission en relation avec les autres parametres atmospheriques. (FRA)
Taraxacum koksaghyz oder Russischer Löwenzahn produziert große Mengen von hochqualitativen Naturkautschuk in seinen Wurzeln und bildet somit eine exzellente Alternative für die Gewinnung dieses industriell-wertvollen Rohstoffes in Deutschland. Das Vavilov Research Institute for Plant Industry verfügt über eine umfangreiche Population an bereits züchterisch-verbesserten Linien, die aus frühen Forschungsarbeiten des Institutes stammen. Im Rahmen von EVITA sollen diese Linien mit dem heutigen Wissens- und Technikstand erneut molekularbiologisch charakterisiert und in der Folge für die Entwicklung von Elitezuchtmaterial verwendet werden. Im Rahmen der spezifizierten Arbeiten werden die VIR Linien auf den Gehalt an Kautschuk untersucht und zudem die Genexpression der Schlüsselenzyme der Kautschukbiosynthese vergleichend analysiert. Ferner werden Arbeiten zur Erstellung und Analyse diverser Mutagenesepopulationen und die Extraktion von Naturkautschuk aus Elite-VIR-Linien durchgeführt.
EVITA ist ein bilaterales Vorhaben von deutschen und russischen Partnern aus Industrie und Wissenschaft mit dem Ziel, die am Vavilov Research Institute for Plant Industry (VIR) beheimatete Kollektion an bereits züchterisch optimierten Akzessionen des Russischen Löwenzahns für die beschleunigte Erzeugung von Hochleistungslinien zu nutzen. Es sollen Arbeiten zur molekularen Charakterisierung der Kautschukbiosynthese, Erstellung Herbizid-toleranter Linien für die Saatgutproduktion, Verwendung der VIR-Linien in laufenden Zuchtprogrammen und Eignung des Naturkautschuks in technischen Produkten durchgeführt werden. Von Taraxacum koksaghyz(Tks)-Akzessionen des VIR wird Saatgut gewonnen und auf Kleinparzellen ausgesät. Von diesen Pflanzen werden Phänotyp und Kautschukgehalt erfasst. Im Freiland auftretende Pathogene werden erfasst, bestimmt und deren Spezifität für Tks nachgewiesen. Tks-Saatgut wird einer EMS-Mutagenese unterzogen und unter Selektionsdruck durch Imidazolinon kultiviert. Tks-Blattgewebe wird transient mit AHAS-spezifischen TALE-Nukleasen transfiziert und zu neuen Pflanzen regeneriert. Beide Populationen werden hinsichtlich der Sequenz ihrer AHAS-Gene charakterisiert, auf Imidazolinon-Toleranz selektiert, vermehrt und im Gewächshaus sowie unter Freilandbedingungen auf ihre Anbaueignung getestet (Effizienz der Unkrautkontrolle in der Saatgutgewinnung, Beobachtung einer möglicher Resistenzentwicklung). Durch die Bündelung von natur-, agrar- und ingenieurwissenschaftlicher Kompetenz soll eine beschleunigte Züchtung des Russischen Löwenzahns als alternative Quelle für Naturkautschuk etabliert und sein industrieller Einsatz eingeleitet werden. Die wirtschaftlichen Erfolgsaussichten sind als besonders hoch einzustufen, da namhafte deutsche und russische Industriepartner am Projekt teilnehmen und Unternehmen ein großes Interesse am Anbau sowie an der Verwertung von Naturkautschuk zur Herstellung von medizinischen und hygienischen Produkten zeigen.
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| Förderprogramm | 91 |
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