VL 6 Flashcards
Definition genetische Ressourcen laut FAO
The diversity of genetic material contained in traditional varieties and modern cultivars grown by farmers as well as crop wild relaties and other wild plant species that can be used for food, feed or other domestic and industrial purposes
(FAO 1996)
Bedeutung von genetischen Ressourcen
Voraussetzung für Selektion (Evolution) und Verbesserung von Populationen
Konservierung und nachhaltige Nutzung von genetischen Ressourcen ist Voraussetzung für eine gesicherte Nahrungsmittelproduktion
Was sind genetische Ressourcen grob gesagt?
gesamtes genetisches Material, das zur Züchtung einer Kulturart zur Verfügung steht
Was ist der primäre, sekundäre und tertiare Genpool?
Primärer Genpool: Zuchtmaterial, exotisches Material, wilde Verwandte (gut kreuzbar)
Sekundärer Genpool: Arten, die nur mit Schwierigkeiten kreuzbar sind
Tertiärer Genpool: Arten, die nur mit Spezialverfahren kreuzbar sind
Was sind die 8 Zentren der Diversität?
(= Ursprungsgebiete der jeweiligen Arten)
8 Zentren der genetischen Diversität:
- Ostasien
- Indien
- Zentralasien
- Naher Osten
- Mittelmeerraum
- Äthiopien
- Zentralamerika
- Anden
Grosse Genbank mit vielen wertvollen Ressourcen
Was ist ein Genzentrum?
Als Genzentrum werden Gebiete mit besonders grosser genetischer Diversität einer bestimmten Gattung oder Art vezeichnet. Es ist als eine geografische Region definiert, in der eine Grupp evon Organismen entweder domestiziert oder auch freilebend ihre unterschiedlichen Eigenschaften entwickelt hat
Pre-breeding als Zwischenschritt
S. 184 (13)
Available Ressources -> Characterization of Germplasm -> Pre-breeding Germplasm of interest -> Elite Germplasm
Einengung der Variation
Wildart -> Domestikation -> Landsorte -> moderne Züchtung
-> Zuchtsorte
S. 185 (14)
Was ist die Gefahr bei einem Zuchtgarten?
Typischer Zuchtgarten besteht fast ausschliesslich aus angepasstem Zuchtmaterial
Selektion = Einengung
-> Gefahr einer genetischen Verarmung oder genetischen Erosion
Erhaltung genetischer Ressourcen Übersicht
S. 192 (21)
Erhaltung
- ex situ, statisch
- in situ, dynamisch
Standort
- Genbanken
- botanische Gärten, Schaugärten, Arboreten
- natürliche Standorte
- Landwirtschaftlich genutzte Fläche
Zielsetzung
- Konservierung, Dokumentation
- Demonstration
- Erhaltung durch Schutz
- Erhaltung durch Nutzung
Siehe Folie für bessere Übersicht und Zusammenhänge
Svalbard Flobal Seed Vault
Kapazität für 4.5 Mio Saatgutproben
1’074’537 Proben eingelagert (2021)
Unterirdisch im Permafrost (-18°C)
Wichtige Genbanken
International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT) Mexiko
International Rice Research Institute (IRRI), Los Banos, Philippines
International Crop Research Institute for the Semiarid Tropics (ICRISAT), Patancheru, India
International Potato Center (CIP) Lima, Peru
Was sind Vor- und Nachteile von Ex situ Erhaltung?
Vorteile:
- sichere Erhaltung der Genotypen
- grosse Mengen auf kleinem Raum lagerbar
Nachteile:
- Verlust der Keimfähigkeit
- Keine Anpassung an die Umwelt
- Regeneration aufwändig
- Fehlende Informationen
Welche Faktoren haben Einfluss auf Lagerdauer?
Wachstumsbedingungen
Ernte
Lagerbedingungen
Genetischer Hintergrund
Lagerdauer kann durch optimale Lagerung verlängert werden, aber Saatgut ist nicht unsterblich
Ex situ Erhaltung
Detaillierte Charakterisierung
- Nutung der genetischen Ressourcen in Zuchtprogrammen
Entwickeln von core collections
- Subset von genetischen Ressourcen charakteristisch für eine Art
- Phänotypische Daten
- Genotypische Daten
- Reduzieren des Konservierungaufwands
In situ Erhaltung, Vor- und Nachteile
In situ erhaltung von Landrassen, Ökotypen und Wildarten in ihrer natürlichen Umgebung
Vorteile:
- Aufrechterhaltung der Interaktion Umwelt - Genotyp»_space; laufende Evolution
- Gewinne in Anpassungsfähigkeit
- Keimfähigkeit bleibt erhalten
- Kombination Erhaltung / Nutzung
Nachteile:
- Aufwändige Erhaltung der Habitate
- Grosser Platz / Arbeitsaufwand
Pkant genetic ressources o forage crop species
Co-existence of cultivated and wild forms of many grassland species
- wild forms that co-evoved with cultivated forms
- feral forms that originated from cultivated forms but escaped and persisted in the natural environment
- cultivars, landraces, ecotypes and wild populations form important PGR for forage crop species
generally high genetic variability within populations due to the out-crossing pollination system of many species
For targeted utilisation of PGR, detailed knowledge ont he structure of available PGR is indispensible
Charakterisierung von genetischen Ressourcen
Phänotypisch:
- Krankheitsresistenz
- Stresstoleranz
- Agronomische Merkmale
Genotypisch:
- Verscheidene Methoden
- Marker-basiert
- Sequenz-basiert
Beschreibung der genetischen Variabilität
- gene diversity, heterozygosity, allelic richness, nucleotide diversity
Wie kann Variation erzeugt werden?
Genetische Rekombination
Rückkreuzung
Protoplastenfusion
(Gentechnologie)
Kreuzung
genetische Rekombination zwischen zwei Eltern
Wichtigste Methode zur Erzeugung genetischer Variation
Perfekte Population
Jeder Genotyp kommt mindestens 1x vor
Folien 60 - 62
s. 60 - 62
(231 - 233)
Was ist Gentransfer und wodurch kann dies erzeilt werden?
Übertragung einzelner Gene
durch:
- Rückkreuzung
- Protoplastenfusion
- Genetische Transformation
Rückkreuzung Verwendung und Genomanteile
meistens zur Übertragung von Resistenzgenen
Anteil des rekurrenten Eltern-Genoms:
1 - 1/2^m+1
Anteil des Donor-Genoms:
1/2^m+1
Siehe Folie 65 - 67 (236 - 238)
Rückkreuzung über Arten
über Arten hinweg sexuelle Kreuzungen möglich
bei Artkreuzungen kommt es oft zu Befruchtung und beginnender Embryonalentwicklung aber zu keiner normalen Endosperm- und Samenbildung
Embryonenkultur: junge Embryo wird isoliert und auf einem Nährmedium angzogen
Protoplastenfusion
- Pflanzlihces Material wird mit Enzymen behandelt, die die Zellwand aufläsen. Zurück bleiben Protoplasten
- Durch Zugabe bestimmter Chemikalien wird die Fusion von zwei Protoplasten erreicht; es entsteht eine somatische Hybride
- Die Fusionsprodukte werden identifiziert und in vitro kultiviert
Probleme Protoplastenfusion
Somatische Hybridisierung auch zwischen genetisch weit voneinander entfernten Arten möglich
Problem der Sterilität der Nachkommen bleibt bestehen
Entwicklung von gesunden Pflanzen ectl. beeinträchtigt
Was sind Asymmetrische Hybride?
Alternative zur Rückkreuzung bei nicht-kreuzbaren Arten
Bestrahlung der Donorprotoplasten
- grösster Teil des Genoms zerstört
Protoplastenfusion
- asymmetrische Hybriden die nur einen kleinen Teil des Donorgenoms enthalten
- screenign für gewüünschtes Donorgen
Aufwand und Erfolg schwer vorhersehbar
