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Hygienische Risiken bei der landwirtschaftlichen Verwertung von Klärschlamm durch die Aufnahme von Infektionserregern in Kulturpflanzen: Untersuchungen zur Aufnahme von Krankheitserregern über Boden und Wasser in Nutzpflanzen

Projekt

Ernährung und Verbraucherschutz

Dieses Projekt leistet einen Beitrag zum Forschungsziel 'Ernährung und Verbraucherschutz'. Welche Förderer sind dazu aktiv? Welche Teilziele gibt es dazu? Schauen Sie nach:
Ernährung und Verbraucherschutz


Förderkennzeichen: JKI-EP-08-2220
Laufzeit: 01.11.2012 - 31.12.2016
Forschungszweck: Angewandte Forschung

Im Rahmen des Projekts sollen das Überleben von Escherichia coli O157:H7, Salmonella enterica, Pseudomonas aeruginosa und Acinetobacter sp. im Boden nach Eintrag von Klärschlamm oder über mit Klärschlamm kontaminiertes Beregnungswasser sowie die Anheftung, Etablierung und mögliche Vermehrung der HP an und in Kulturpflanzen mit kultivierungsunabhängigen und kultivierungsabhängigen Methoden verfolgt werden. Dabei sollen schwerpunktmäßig kultivierungsunabhängige Methoden (DNA-basierte Analyse und Mikroskopie) genutzt werden, um das z.B. für Enterobakterien beschriebene Problem zu vermeiden, dass die Zellen nach Umweltstress (Temperatur, pH, UV) zwar lebensfähig und infektiös bleiben, aber auf festen Nährmedien keine Kolonien ausbilden (viable but non culturable: vbnc). Für mikroskopische Untersuchungen zur Kolonisierung sind chromosomal gfp-markierte E. coli und Acinetobacter Stämme bereits verfügbar. Hier wollen wir die Hypothese testen, dass das Vorhandensein von Plasmiden (z.B. IncP-1 oder LowGC) den Wirten bei der Besiedlung von Pflanzen einen Selektionsvorteil verschafft. Im Berichtszeitraum wurden in Gewächshausversuchen die Faktoren, die die Persistenz von Humanpathogenen (HP) in der pflanzlichen Umwelt beeinflussen untersucht. Die Versuche wurden mit den Modellstämmen Salmonella enterica Serovar Typhimurium und Escherichia coli O157:H7 durchgeführt. Dabei wurden der Einfluss von Klärschlamm und Präadaption auf das Überleben von HP im Boden analysiert. Zudem wurde mittels Illumina Sequenzierung der Einfluss von Klärschlamm auf die Zusammensetzung des Bodenmikrobioms untersucht. Auch der Einfluss von Klärschlamm auf die Häufigkeiten mobiler genetischer Elemente und Resistenzgene im Boden wurde analysiert und E. coli O157:H7 aus dem Boden reisoliert, um möglicherweise auf E. coli O157:H7 übertragbare mobile genetische Elemente zu finden. In weiteren Gewächshausversuchen mit Salatpflanzen wurde untersucht, ob eine Inokulation des Bodens mit HP zu einer Kontamination der Pflanzen führt und ob Klärschlamm diese Kontamination beeinflusst. Des Weiteren wurde der Einfluss der Inokulation von Phytopathogenen auf die Kolonisierung von Salatpflanzen durch HP untersucht. Bislang konnte unter den untersuchten experimentellen Bedingungen keine Internalisierung der inokulierten HP in Blattmaterial von Salatpflanzen detektiert werden. Mithilfe eines in vitro Biofilm-Assays wurde zudem die Fähigkeit zur Biofilmbildung bei verschiedenen HP-Stämmen vergleichend analysiert und auch untersucht, ob die Präadaption der HP ggf. einen Einfluss auf die Fähigkeit zur Biofilmbildung hat. Die Fähigkeit zur Biofilmbildung könnte ein entscheidender Faktor bei der Kolonisierung von Pflanzen durch HP darstellen. Das Projekt trägt zum Forschungsschwerpunkt des BMEL 'Humanpathogene an Frischeprodukten' bei.

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