Züchterische Grundlagen Mendel-Regeln

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1 Züchterische Grundlagen Mendel-Regeln Ausbildung zum Bienenwirtschaftsmeister Mai 2012 Christian Boigenzahn

2 Der Pionier Geboren 1822 in Brünn Studium der Physik, Mathematik u. Naturwissenschaften an der Univ. Wien Rückkehr nach Brünn in das Augustinerkloster 1857: Beginn der Experimente zur Vererbung 1900: Wiederentdeckung der Mendel schen Gesetze durch Hugo de Vries, Erich von Tschermak-Seysenegg und Carl Erich Correns; Formulierung der heutigen Mendel schen Gesetze danach erfolgte die Formulierung der Chromosomentheorie der Vererbung durch die Beschreibung der Meiose Gregor Mendel ( ) Noch heute die allgemein gültige Grundlage der Populationsgenetik

3 Seine Erkenntnisse: Es gibt einen Erbfaktor (heute: Gen), der in zwei Ausprägungen vorkommt (heute: Allele). Die Ausprägungen des Erbfaktors wirken entweder dominant oder rezessiv. Eltern geben nur je eine Ausprägung des Erbfaktors an ihre Nachkommen weiter (heute: haploider Chromosomensatz der Gameten). Die Weitergabe des Erbfaktors durch die Eltern erfolgt zufällig. Eine Aussage über die Wirkung der Erbfaktoren der Eltern ist deshalb nur aufgrund vieler Nachkommen möglich.

4 Ergebnisse bewundernswert kein Konzept über Genotypen und Phänotypen Keine Kenntnisse über Chromosomen (1902 von W.S. Sutton entdeckt ), Gametogenese (Meiose) Auch Glück bei der Wahl der Merkmale der Gartenerbse: Merkmale sind nicht gekoppelt, und werden deshalb unabhängig vererbt.

5 Werden homozygote (reinerbige) Eltern, die sich in einem Merkmal unterscheiden miteinander gepaart, so entsteht eine phänotypisch und genetisch uniforme Nachkommengeneration (F1- Generation). Reziproke Kreuzungen der Eltern bringen dasselbe Ergebnis. Liegt der Phänotyp der NK zwischen denen der Eltern = additiver (intermediärer) Phänotyp Entspricht Phänotyp der NK einem der Eltern = dominante Phänotyp u. der nicht auftretende = rezessive Phänotyp 1. Uniformitätsregel w ww wr rr w r r wr w r w r

6 2. Spaltungsregel (Segregationsregel): Werden heterozygote Nachkommen untereinander gepaart, so spalten sich die Merkmale der homozygoten Vorfahren (in der zweiten Nachkommengeneration (F 2 - Generation) phänotypisch in einem bestimmten Zahlenverhältnis heraus. w ww rr w r r Bei additiver Allelwirkung: 1: 2: 1 wr wr w r w r Bei dominater Allelwirkung: 3:1 ww wr wr rr

7 Spaltungsregel (Seggregationsregel): Bei dominater Allelwirkung: 3: 1

8 3.Unabhängigkeitsregel (Regel der freien Kombination) Mehrere Merkmale: Verschiedene Merkmale werden unter bestimmten Voraussetzungen unabhängig voneinander vererbt und in der F2-Generation kommt es zu phänotypischen Neukombinationen. Voraussetzung: Gene für die verschiedenen Merkmale müssen sich auf verschiedenen Chromosomen befinden oder auf demselben Chromosom sehr weit auseinander liegen (d.h. es darf keine Kopplung vorliegen).

9 Beispiel: 2 Merkmale: Fellfarbe, Scheckung S = schwarz s= rot E = einfärbig e = gescheckt

10 Universalität der Mendel-Regeln Gelten für alle Organismen, die eine Meiose durchlaufen. Die Spaltungsverhältnisse entsprechen Wahrscheinlichkeiten, die empirisch nur bei sehr vielen (theoretisch unendlich vielen) Nachkommen auftreten. Die Spaltungsverhältnisse weichen von den Mendelschen Erwartungswerten ab, wenn folgende Situationen vorliegen: Kopplung, Epistasie, multiple Allelie, Pleiotropie, Polygenie, unvollständige Penetranz, sowie geschlechtsgekoppelte Vererbung.

11 Erbfehler In der Tierzucht spielen die Uniformitäts- und Spaltungsregel bei der Vererbung von Erbfehlern eine direkte Rolle. Die meisten Erbfehler werden nur von einem Gen verursacht (monogene, qualitative Merkmale). Qualitative Merkmale, die in der homozygot rezessiven Form als Erbfehler auftreten (z.b.scrapie beim Schaf,... ) Aufgabe der Tierzucht besteht darin, die heterozygoten Anlageträger zu identifizieren und deren Häufigkeit zu kontrollieren. Beim dominanten Erbgang kann auf Heterozygotie (Anlagenträger) in der F 2 durch Rückkreuzung mit dem homozygot rezessiven Großelternteil geprüft werden.

12 Ist das Ergebnis der Rückkreuzung nicht einheitlich, dann kann das geprüfte Individuum in der F 2 nicht homozygot dominant sein

13 Spaltungszahlen in der F2 nach der Unabhängigkeitsregel Merkmal Genotypen Phänotyp Phänotyp Kombi- intermediär dominant nationen N 3 N 3 N 2 N 4 N

14 Geschlechtsbestimmung Das Geschlecht wird bei höheren Tieren rein chromosomal, d.h. nur durch die Geschlechtschromosomen-Paarung, bestimmt. Zwei Typen: X-Chromosom und Y-Chromosom Bei Säugetieren ist das homogametische Geschlecht (XX) weiblich, das heterogametische (XY) männlich. Bei Vögeln verhält es sich genau umgekehrt (XX: männlich, XY: weiblich). Bei den Säugetieren entscheiden daher die Spermien über das Geschlecht der Nachkommen. Das chromosomal festgelegte Geschlecht bestimmt Ausbildung der primären Geschlechtsorgane (Ovarien, Hoden). Diese steuern Ausbildung der sekundären Geschlechtsmerkmale. Wichtige Leistungen der Nutztiere gehören zu den sekundären Geschlechtsmerkmalen. So werden z.b. Milch-, Fleisch- und Eierleistung weitgehend durch die Hormonproduktion bestimmt.

15 Geschlechtsgekoppelte Vererbung Bestimmte phänotypische Merkmale haben ihren Sitz auf dem X-Chromosom; z.b. Bluterkrankheit und Rot-Grün-Blindheit beim Menschen. Alle X-Chromosomen müssen Träger des Gens sein. die Krankheiten treten fast ausschließlich bei Männern auf, weil Frauen üblicherweise ein gesundes X-Chromosom tragen.

16 Beispiel: Bluterkrankheit

17 Geschlechtsgebundene Vererbung Merkmale werden über beide Geschlechter vererbt, aber nur in einem Geschlecht ausgeprägt. z.b. Milch, Eier. z.b. Testung von Stieren über die Milchleistung ihrer Nachkommen!