Angewandte Genetik: Züchtung
Merke:  Die Auslese von Modifikationen (z. B. die größten Samen) innerhalb der genetisch festgelegten Reaktionsnorm, d. h. innerhalb einer reinerbigen Sorte ist zwecklos! Man braucht neue genetische Variationen entweder durch  

a)Mutation  oder b) Kreuzung  (verschiedener Sorten = Rekombination).                                             

Zuchtziele:  
1) bei Tieren:
a)   Fleischertrag, Milchertrag, Eierzahl,
b)   Mode - Phänotypen bei Haustieren (Fellfarbe, Haarlänge..),
 c)   Kraft, Ausdauer,
d)      Instinkteigenschaften: Zahmheit, Zutraulichkeit,
e)      Lederqualität. u. v. a.  

2) bei Pflanzen: 
a)  Ertragssteigerung (Samen, Früchte,..)
 b)  Resistenz gegen Kälte, Pilze, Bakterien, Viren ......,
c)  Größe der Pflanze, Farbe der Blüten, Form der Blätter...
d)  Brüchigkeit der Ähren wird weggezüchtet,
 f)      Bitterstoffe werden weggezüchtet. u.v.a.
Züchtungsmethoden  

1)      Auslesezüchtung,  

2)      Kombinationszüchtung,

3)      Heterosiszüchtung (Hybrid-Züchtung)  

4)     Mutationszüchtung  

5)     Neue und neueste Züchtungsmethoden.  
zu 1)  Vorwissenschaftliche Zuchtmethode : Auslesezüchtung

Aus einer Ernte werden die Samen oder die Tiere mit erwünschten Merkmalen bevorzugt weiter fortgepflanzt, z. B. Hund (vor ca. 10.000 Jahren bis heute ca. 200 Rassen).

(Vorsicht: Auslese von Modifikationen sind zwecklos, es muß eine Mutation sein!)

zu 2)  Züchtung durch Kreuzung von Rassen mit Eigenschaften, die in einer neuen Rasse  kombiniert auftreten sollen ( siehe 3. Mendelregel = Regel von der Neukombination).  

z. B. Weinreben:            Rebensorte A            x              Rebensorte B 

                                           großfruchtig                                  kleinfruchtig
                                   aber  mehltauempfindlich                 aber mehltauresistent


spätestens in der F2  müssten gemäß der 3. Regel mehltauresistente, großfruchtige Nachkommen auftauchen (= Kombinationszüchtung).

Nachteile (Risiken): Genetische Verarmung, da in der Regel nur bestimmte reine Linien in Massen gezüchtet werden. Für die Kombinationszüchtung werden durch Inzucht reinerbige Zuchtlinien gekreuzt. à Alle anderen Merkmalskombinationen sterben aus (früher 200 Apfelsorten).  

Man legt deshalb sogenannte Genbanken an, d. h. Samen von alten Kulturpflanzen werden erhalten und bei Bedarf im Kampf gegen neue Schädlinge auf ihre Resistenz geprüft. Das gleiche Problem tritt in der Tierzüchtung auf. 


zu 3)  Heterosiszüchtung
Beobachtung: Bastarde(=Hybride) zeigen meist größere Vitalität und mehr Ertrag als reinerbige Pflanzen /Tiereà Heterosis-Effekt.

Grund: Wildallele (Vitalität) sind in der Regel dominant und setzen sich bei Bastarden im Phänotyp durch. Bei Inzuchtlinien, die für nahezu alle Allele reinerbig sind, kommt es häufig dazu, dass Defektallele homozygot auftreten  à Vitalitätsminderung.

Folgen für die Züchtung: Man muß gezielt für die Aussaat Hybridsamen züchten, um eine Ertragssteigerung zu bewirken.

Beispiel: Züchtung von Hybridmais ( Saatgutzüchtung) 

Vorteil:  
  Das F1-Saatgut ist uniform, d. h. alle Pflanzen sind gleich groß;  
 à das F1-Saatgut zeigt „Heterosiseffekt“, d. h. die bessere Vitalität durch vielfache Heterozygotie  
à großer Ertrag

Nachteile:  
a)  Saatgut muß jedes Jahr neu aus den Elternlinien gekreuzt werden, d. h. neu gekauft werden. Die selbst geernteten Maiskörner sind die F2-Generation, d.h. sie spalten wieder in viele (reinerbige) Neukombinationen aufà geringerer Ertrag
b) Erbgleiche Nachkommen sind gegenüber Schädlingen viel mehr gefährdet.
c) genetische Verarmung (siehe 2)

Beispiel mit 6 Allelpaaren:

 Elternlinie P1= Sorte A: AA bb CC DD ee ff  (alle rezessiven Allele seien wachstumshemmend, ertragsmindernd)

  Elternlinie P2= Sorte B: aa BB cc dd EE FF

Elternlinie A und B sind kleinwüchsige, inzuchtsdepressive (da reinerbige) Pflanzen (nur je 3 wachstumsfördende dominante Allele). Sie dienen nur zur Saatgut-Gewinnung. Hierzu werden z.B. den Pflanzen der Linie A die männlichen Blüten abgeschnitten, sodass sie sich nicht mehr selbst bestäuben können. liegt das Feld mit Linie B direkt daneben, dann dienen sie als Bestäuber.

Kreuzungsschema:         P:   Linie  A          x       Linie   B

                              AA bb CC DD ee ff     x     aa BB cc dd EE FF

                            F1  -Hybride:    Aa Bb Cc Dd Ee Ff

Die F1-Hybriden sind uniform und großwüchsig, weil sich alle 6 dominanten wachstumsfördernden Allele im Phänotyp durchsetzen.                 

zu 4)  Mutationszüchtung:

Durch Auslese natürlicher Mutanten oder durch gezielte Mutationsauslösung durch Chemikalien, Strahlung ... werden neue genetische (Zufalls)Varianten erzeugt.

a)     Genmutationen:  
 z. B.      -     gezähnte Blätter                 -    Fell-Scheckungen
            -         rote Blätter                          -    Hängeohren
             -         neue Blütenfarben 

Ursache: Durch Mutationen entstehen neue Allele  à neue Phänotypen

b)   Genommutationen:  
Nur Pflanzen sind mit vervielfältigten Chromosomensätzen (3n, 4n, 5n ...) überlebensfähig.  
Polyploide Pflanzen zeichnen sich durch Riesenwuchs aus. 
Ursachen: Für eine bestimmte Stoffwechselsteuerung stehen statt 2 Allelen 4, 8 oder 16 Allele zur Verfügungà Es gibt viel mehr Möglichkeiten zur Heterozygotieà größere  Enzymkonzentrationenà größere Stoffwechselaktivität

Beachte:Auch in der Natur steigt der Anteil an polyploiden Pflanzen an, wenn die Lebensbedingungen sehr hart sind. (In den Polarregionen sind 70% der Pflanzen natürlich polyploid.
Beispiele für Kulturpflanzen:  
Hafer:6n            Waldbeere:2n = 14
Kartoffel:8n       Gartenerdbeere: 8n = 56 Chromosomen

Merke: Ungerade Chromosomensatz-Zahlen 3n, 5n, 7n ... führen zu Sterilität, d. h. keine Samenbildung möglich, da keine geordnete Meiose möglich ist.  
Vorteil / Zuchtzweck: z.B.  Kernlose Früchte (Banane 3n)  
Nachteil: Vermehrung dieser Pflanzen ist nur vegetativ, d. h. über Stecklinge, Ableger oder aus Nachzucht diploider Eltern möglich.

Herstellung einer triploiden Pflanze:

Allopolyploidie - Artbastarde
Def. Allopolyploidie:Vereinigung polyploider Genome von verschiedenen Pflanzenarten zu Artbastarden. (Autopolyploidie ist die Vervielfältigung des eigenen Chromosomensatzes s.o.)

  z. B.: Zwetschge: 48 Chromosomen

Die Zwetschge ist ein Artbastard aus : 

                                        Schlehe            x          Kirschpflaume
                                           32 Chr.                        16 Chr.
                                           2n = 32                       2n‘ = 16

                            oder:          AA             x             BB           
                                          (A= einfacher Chromosomensatz der Schlehe)
                                                        (B= einfacher Chromosomensatz der K.pflaume)

Die Zwetschge ist ein Artbastard der durch Kreuzung zweier verschiedener Pflanzenarten entstanden ist. Im Karyogramm der Zwetschge erkennt man den doppelten Chromosomensatz der Schlehe AA und den doppelten Chromosomensatz der K.Pflaume BB.                                                                                                                                                                    

Schemat. Darstellung: Entstehung eines Artbastards

Schemat. Darstellung: Weizen als Artbastard

Übung: Begründen Sie, warum das Maultier als Artbastard zwischen Pferd und Esel unfruchtbar ist.

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