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Steigerung des Pflanzenwachstums durch Verwendung natürlicher Produkte und durch Synthese aktivierte Sonnenernergie (Boost Crop)
Projekt
Förderkennzeichen: BfR-LMS-08-1342-538
Laufzeit: 01.01.2019
- 31.12.2022
Fördersumme: 4.940.404 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Kälte- und Gefrierstress sind wichtige Faktoren für Kulturpflanzen und Gartenbau. BoostCrop versucht, diesen Stress durch neuartige "molecular heaters", zu reduzieren. Dies sind naturnahe Moleküle, die Sonnenstrahlung absorbieren und in Wärmeenergie umwandeln. Diese neuartige Behandlung würde Ertragsverluste aufgrund von Kältestress reduzieren, die Wachstumszeiten und die für die Landwirtschaft geeigneten geografischen Standorte verlängern, den Ernteertrag bei hoher Erntedichte erhöhen und gleichzeitig die Energiekosten für Treibhäuser senken. BoostCrop ist bestrebt, die Nahrungsmittelproduktion zu erhöhen, um eine kontinuierlich wachsende Bevölkerung zu ernähren, und damit eine globale Herausforderung im Bereich der Ernährungssicherheit anzugehen. Das multidisziplinäre Forschungsprogramm in BoostCrop wird zeigen, wie intrinsische molekulare Prozesse, die dem Energietransfer zugrunde liegen, so beeinflusst werden können, dass makroskopische Eigenschaften betroffen werden. Zu den Zielen des Forschungsprogramms gehören: (1) Anwendung von Experimenten und Theorien auf dem neuesten Stand der Technik, um den Energiefluss in gezielten, naturnahen Molekülen in bisher unerreichter Weise zu verfolgen und zu verstehen; (2) Beeinflussung dieses Energieflusses durch chemische Modifikation; und (3) Entwicklung einer Reihe von Molekülen, um den Erfordernissen des Pflanzenwachstums auf dem Feld und unter geschützten Bedingungen (Gewächshaus) gerecht zu werden. Diese Moleküle werden dann über ein wässriges Blattspray auf die Kulturpflanzen appliziert. Das Ziel von BoostCrop ist es, die "molecular heaters“ für den Einsatz in Europa zu entwickeln, um wesentlich zur zukünftigen technologischen und Ernährungs- Sicherheit in Europa beizutragen. BfR-Teil des Projekts: Das BfR leistet einen Beitrag zu BoostCrop mit einer Analyse der Nebenprodukte und der Toxizität der "molecular heaters“. Diese Verbindungen, ihre photochemischen Nebenprodukte sowie mögliche Metaboliten, die durch in silico-Berechnungsmethoden identifiziert werden sollen, werden mit geeigneten QSAR-Modellen, Read-across-Software und experimentellen Ansätzen auf mögliche Toxizität beim Menschen untersucht. Die angesprochenen Endpunkte umfassen ADME, Zytotoxizität, Genotoxizität, Karzinogenität sowie das allergene und phototoxische Potenzial. Mutmaßliche Toxine werden dann für die In-vitro-Analyse der OECD-Richtlinie hinsichtlich Genotoxizität (Ames-Test, Mikronukleus-Assay) und Phototoxizität (3T3-Phototoxizitätstest) ausgewählt.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Pflanzenbau
- Toxikologie