Projekt-82: Entwicklung und Erprobung von Hefe-Bioassays für Fusarium-Mykotoxine (Deoxynivalenol und Zearalenon): Werkzeuge für die Resistenzzüchtung und Überwachung der Mykotoxingehalte von Erntegut
Projektleitung
Gerhard Adam
Forschungseinrichtung
Universität für Bodenkultur - Department Angewandte Pflanzenwissenschaften und Pflanzenbiotechnologie Institut für Angewandte Genetik und Zellbiologie (IAGZ)
Projektnummer
1199Projektlaufzeit
-
Finanzierungspartner
Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft
Navigation
Allgemeine Projektinformationen
Projektziele
Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Erprobung von Bioassays für die zwei wichtigsten Klassen der Fusarium-Mykotoxine (Deoxynivalenol und Zearalenon).
Die Eignung dieser auf genetisch veränderten Hefestämmen basierenden Bioassays für die Überwachung der vom ALVA-Arbeitskreis empfohlenen Mykotoxin-Richtwerte für Futtermittel soll überprüft werden.
Eine nachhaltige Lösung des Mykotoxinproblems ist nur durch Züchtung von Pflanzen zu erwarten, die auch nach Fusarium-Befall möglichst niedrige Rückstandswerte aufweisen. Mit den Bioassays soll ein für die züchterische Praxis brauchbares Selektionswerkzeug bereitgestellt werden.
Unter Einsatz von molekularbiologischen Methoden sollen ein DON-Bioassay neu entwickelt und der entwickelte ZON-Bioassay verbessert werden und die Verlässlichkeit der neuen Methoden überprüft und mit anderen Methoden verglichen (Anwendbarkeit für Futtermitteluntersuchungen) werden.
Die Eignung dieser auf genetisch veränderten Hefestämmen basierenden Bioassays für die Überwachung der vom ALVA-Arbeitskreis empfohlenen Mykotoxin-Richtwerte für Futtermittel soll überprüft werden.
Eine nachhaltige Lösung des Mykotoxinproblems ist nur durch Züchtung von Pflanzen zu erwarten, die auch nach Fusarium-Befall möglichst niedrige Rückstandswerte aufweisen. Mit den Bioassays soll ein für die züchterische Praxis brauchbares Selektionswerkzeug bereitgestellt werden.
Unter Einsatz von molekularbiologischen Methoden sollen ein DON-Bioassay neu entwickelt und der entwickelte ZON-Bioassay verbessert werden und die Verlässlichkeit der neuen Methoden überprüft und mit anderen Methoden verglichen (Anwendbarkeit für Futtermitteluntersuchungen) werden.
Berichte
Kurzfassung
Der entwickelte DON Bioassay blieb leider unter den ursprünglichen Erwartungen. Es konnte keine Erhöhung der Sensitivität der Hefe gegen DON erzielt werden, die den Test praxistauglich für die Überwachung von Lebens- und Futtermitteln oder die Resistenzzüchtung gemacht hätte. Die hergestellten Stämme sind jedoch ein nützliches Werkzeug beim Screening nach Mikroorganismen, die DON inaktivieren können, oder nach Mykotoxinbindern oder Substanzen, welche die Toxizität von DON herabsetzten. Weiters erwiesen sie sich als wertvoll in der Grundlagenforschung, ein DON-Detoxifikationsgen von Arabidopsis thaliana konnte kloniert werden (unpubliziert).
Zearalenon hat starke östrogene Wirksamkeit. Es wurden daher Hefestämme entwickelt, die unter der Kontrolle des humanen Östrogenrezeptors stehende, neukonstruierte Reportergene exprimieren. Das modifizierte ADE2 erlaubt eine sensitive phänotypische Detektion geringer Mengen (2 ppb) von Zearalenon im Medium durch Änderung der endogenen Koloniefarbe (ade2: rot/ ADE2: weiß). Das veränderte MEL1 Gen erlaubt die Detektion von etwa 6 ppb ZEA durch die Blaufärbung, die durch die Spaltung des chromogenen Substrates auftritt.
Weiters wurde ein für die quantitative Bestimmung von ZEA im für Lebens- und Futtermittel relevanten Bereich tauglicher Assay entwickelt, der auf der Messung der induzierten lacZ Aktivität in permeabilisierten Zellen basiert. Das Reportergen steht dabei unter Kontrolle eines natürlicherweise GAL4 abhängigen Hefepromotors, die Aktivierung erfolgt durch ein GAL4-Östrogenrezeptor-Hybridprotein, das die DNA-Bindungsdomäne von Gal4p enthält und die hormonabhängige Aktivierungsdomäne des Östrogenrezeptors. Dieser Assay sollte auch in der Züchtung von Mais und Weizen auf niedrigen Zearalenongehalt wichtige Anwendungen finden.