Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
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| Titel: | Vergleichen des allergenen Potentials von ökologisch erzeugten pflanzlichen Produkten mit pflanzlichen Produkten, die dem konventionellen Anbau entstammen |
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| Titel (englisch): | Comparative study on the quality of vegetables derived from conventional and organic farming using the example of carrots |
| Beschreibung (dt.): | Ziel des Projektes ist der Vergleich von konventionell und ökologisch erzeugten pflanzlichen Produkten hinsichtlich ihres allergenen Potentials. Dabei sollen die Unterschiede bei der Entstehung von Allergenen bei Möhren, Sellerie und Äpfeln unter unterschiedlichen Anbaubedingungen als Indikator für deren Qualität dienen. Im Focus der Untersuchungen stehen auch „Handelsproben“ die Auskunft über den Status quo von im Handel befindlichen Sorten geben sollen. Als analytische Tools zur Prüfung des allergenen Potentials werden immunologische und molekularbiologische Techniken verwendet. ELISA- und Westernblotuntersuchungen und ein in vitro Meditorfreisetzungstest werden unter Verwendung von Allergikerseren, mono- und polyklonalen Antikörpern zu gesetzt. Auf genetischer Ebene soll eine quantitative Methode zur Bestimmung der Aktivität von allergenspezifischen Genen auf Ebene der mRNA entwickelt und angewendet werden. |
| Ergebnis (dt.): | Die vorliegende Studie untersucht das allergene Potential von Möhren in Abhängigkeit von der Anbauweise. In zwei aufeinander folgenden Vegetationsperioden (2005 und 2006) wurden zwei Möhrensorten, die samenfeste Sorte Rodelika und die F1 Hybridsorte Nerac, auf ökologisch oder konventionell bewirtschafteten Anbauflächen im Kreuzversuch angebaut. Am Erntegut wurden die Expression des allergenen Proteins und die Transkriptionsativität des Hauptallergens Dau c 1.01 und dessen Variante Dau c 1.02 bestimmt. Zusätzlich zu den Hauptallergenen der Möhre wurde das profilinhomologe, im Pflanzenreich weit verbreitete Allergen Dau c 4 mittels ELISA untersucht. Für die Messungen wurden sowohl hochsensitive und spezifische quantitative ELISA als auch auf der reversen Transkriptase basierende quantitative real time PCR Systeme entwickelt und in-house validiert. Die physiologische Bedeutung der Allergenpräsenz in den Proben wurde qualitativ im Westernblot über das Reaktionsprofil von Allergiker-Seren sowie quantitativ in vitro mittels eines Mediatorfreisetzungszelltestes überprüft. In beiden Vegetationsperioden ließ sich reproduzierbar ein dominanter Sorteneinfluss beobachten während die Art des Anbaues eine untergeordnete Rolle spielte. Die absoluten Allergengehalte waren jedoch sehr stark vom Anbaujahr bestimmt (Unterschiede um ca. eine Zehnerpotenz in Proben aus 2006 gegenüber 2005). Hinsichtlich des Ernährungszustandes der Pflanzen bestand weder eine Mangelsitation noch auffälliger Pathogenbefall. Mittels quantitativem ELISA war, unabhängig von der Anbauweise, sowohl für das Hauptallergen Dau c 1.01 als auch für das mengenmäßig deutlich geringer repräsentierten Allergen Dau c 1.02 eine Tendenz zu höheren Gehalten in der Sorte Rodelika gegenüber Nerac erkennbar. Eine physiologische Bedeutung dieses Befundes ließ sich aus den Resultaten des Histaminfreisetzungszelltestes jedoch nicht ableiten. Die Gehalte an Dau c 4 wiesen zwischen den Sorten, Anbauweisen und Anbaujahren kaum Unterschiede auf, was mit der Funktion des Möhrenprofilins Dau c 4 am strukturellen Aufbau der Zellwand zusammenhängen könnte. Hinsichtlich der Transkriptionsaktivität für das Hauptallergen Dau c 1.01 ließ sich kein signifikanter, dem ELISA-Ergebnis entsprechender Unterschied zwischen den Sorten Nerac und Rodelika feststellen, da dieses Gen offensichtlich mit konstant hoher Rate transkribiert wird. Demgegenüber war bezüglich der Transkriptionsaktivität für das Gen Dau c 1.02 eine dem quantitativen ELISA ähnliche Tendenz zu beobachten. Dieses real-time PCR System war für die Untersuchung von Marktproben geeignet. |
| Ergebnis (engl.): | The present study investigates the potential allergenicity of carrots depending on the cultivation system. During two successive growth periods (2005 and 2006) two carrot cultivars, the open pollinating variety Rodelika and the F1 hybrid Nerac, were sown on organic or conventionally cultivated fields in a crossing-over experiment. The expression of allergenic proteins and transcription level (RNA) of the gene coding for the major allergen Dau c 1.01 and the gene variant Dau c 1.02 were measured with harvested samples. In addition to the major carrot allergen the ubiquitous profilin homologeous Allergen Dau c 4 was investigated. For these purposes highly sensitive and specific quantitative ELISA as well as reverse transcriptase real time PCR systems have been developed and in-house validated. The physiological significance of the allergen presence and amount was checked qualitatively by Western blotting or in vitro by a mediator release cell test. In both growth periods a significant influence of the cultivar but not the cultivation system was observed. Moreover, the absolute allergen amount was strongly determined by the cultivation year. Differences about one decade were measured in samples from 2006 in comparison to samples from 2005 although in both years plants were healthy and not affected by pathogens. A tendency towards increasing allergen levels in Rodelika compared with Nerac was measured in quantitative ELISA independently from the cultivation system. However, according to the results of the histamine release cell test, a physiological significance could not be deduced. Considering the amount of Dau c 4 no difference was revealed between cultivars, cultivation systems and year, respectively, which could be explained with the role of profilin as a general structural component of the cell wall. For the transcription of the major allergen-coding gene Dau c 1.01 in contrast to the ELISA study no clear difference was apparent between Nerac and Rodelica since the Dau c 1.01 gene seems to be transcribed rather constitutively at high level. In contrast to this the gene Dau c 1.02 revealed transcriptional levels which were comparable with the results observed in the quantitative ELISA. This real time PCR System was suitable to investigate samples taken randomly from the markets. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.10.2004 / Ende: 31.12.2006 |
| Ausf. Einrichtung: | Zentrale Koordinationsstelle für neuartige Lebensmittel und Gentechnik Bundesinstitut für Risikobewertung, Berlin |
| Förderprogramme: | Bundesprogramm ökologischer Landbau |
| Stichpunkte: | skizze_rili; ressort; antrag_rili; äpfel; möhren; allergenes potential; sellerie; obst; gemüse; ; Qualität, Lebensmittelqualität |