Durch die Blume gesagt: Indikator für genotoxische Wirkungen

Richtlinie VDI 3957 Blatt 16 (Entwurf): Biologische Messverfahren zur Ermittlung und Beurteilung der Wirkung von Luftverunreinigungen auf Pflanzen (Bioindikation) -Nachweis genotoxischer Effekte mit dem Tradescantia-Kleinkern-Test

15.06.2007

Die von der Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN neu veröffentlichte Richtlinie VDI 3957 Blatt 16 beschreibt die Grundlagen und die Durchführung des Tradescantia-Kleinkern-Tests zum Nachweis genotoxischer Effekte von Luftverunreinigungen bei Pflanzen.

Mit dem Tradescantia-Kleinkern-Test (Tradescantia-MCN-Test) können immissionsbedingte genotoxische Wirkungen in Form erhöhter Kleinkernraten in den Pollenzellen der Dreimasterblume (Tradescantia sp.) erfasst und somit eine Aussage über das genotoxische Gefährdungspotenzial luftgetragener Schadstoffe auf die belebte Umwelt getroffen werden. Tradescantia wird hierbei als Reaktionsindikator eingesetzt, der nach einer definierten Expositionszeit einen direkten Wirkungsnachweis ermöglicht. Das Prinzip des Tradescantia-Kleinkern-Tests beruht auf der Erfassung von Keimzellenmutationen in den Pollen.

Tradescantia besitzt als pflanzlicher Bioindikator viele Vorteile. So ermöglicht sie aufgrund ihrer ausschließlich vegetativ-klonalen Reproduktion den Einsatz gleich bleibenden homogenen Testmaterials. Neben ihrer hohen Empfindlichkeit gegenüber genotoxischen Einflüssen besitzt sie sechs ausreichend große Chromosomenpaare, die unter dem Mikroskop bei geringer Vergrößerung gut anfärbbar und sichtbar sind, so dass die Auswertung der Kleinkerne keine Spezialapparaturen erfordert. Eine weitere Besonderheit ist die Einsatzmöglichkeit von Tradescantia als Reaktionsindikator in Freilandexpositionen, während die meisten genotoxischen Testsysteme ausschließlich in wässrigen Medien exponiert werden können.

Luftverunreinigungen können Stoffe enthalten, die ein genotoxisches Potenzial besitzen, d. h. sie verändern das Erbgut und können so Mutationen auslösen bzw. krebserregend wirken. Zu diesen Stoffen gehören z. B. Dioxine und verschiedene polyzyklische Aromaten. Der Grad der Schädigung wird maßgeblich von den Stoffeigenschaften, dem Auftreffen am Wirkort und der dort ausgelösten biologischen Reaktion bestimmt.

Für den Wirkungsnachweis genotoxischer Substanzen werden sensitive Organismen in verschiedenen Testverfahren eingesetzt, um Risikopotenziale zu erfassen. Zu einer bewährten Gruppe von Testverfahren gehören die Kleinkernteste, die sich als Wirkungskriterium die Bildung von Genfragmenten als Reaktion auf genotoxische Stoffe bei verschiedenen Testorganismen zu Eigen machen.

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