{Project} Vergleichende Studie zur Qualität von konventionell und ökologisch erzeugtem Gemüse am Beispiel der Allergenität. [Comparative study on the quality of vegetables derived from conventional and organic farming using the example of carrots.] Runs 2004 - 2006. Project Leader(s): Zagon, Dr. Jutta, Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR), D-Berlin .
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Summary
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.
Summary translation
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.
| EPrint Type: | Project description |
|---|---|
| Keywords: | BÖL, BOEL, FKZ 03OE249, Möhren, Möhrensorten, Rodelika, Nerac, ökologischer Anbau, konventioneller Anbau, Allergene, Allergenität |
| Subjects: | Food systems > Food security, food quality and human health Crop husbandry > Production systems > Vegetables |
| Research affiliation: | Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOELN > Food > Quality Germany > Bundesinstitut für Risikobewertung - BfR |
| Research funders: | Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOELN Germany > Federal Agency for Agriculture and Food - BLE |
| Related Links: | http://www.bundesprogramm-oekolandbau.de, http://www.bundesprogramm.de/fkz=03OE249, http://orgprints.org/perl/search/advanced?addtitle%2Ftitle=&keywords=03OE249&projects=BOEL&_order=bypublication&_action_search=Suchen |
| Project ID: | FKZ 03OE249 |
| Start Date: | 1 October 2004 |
| End Date: | 31 December 2006 |
| Deposited By: | Zagon, Dr. Jutta |
| ID Code: | 13817 |
| Deposited On: | 26 Jul 2008 |
| Last Modified: | 20 Aug 2009 14:39 |
| Document Language: | German/Deutsch |
| Status: | Unpublished |
| Refereed: | Not peer-reviewed |
| Additional Publishing Information: | Gefördert vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau. Projektleitung: Dr. Jutta Zagon (Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR), FGr 56, Produktidentität, Rückverfolgbarkeit und Neuartige Lebensmittel) |
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