VL 8 Flashcards
Welche vier grundlegende Züchtungsverfahren gibt es?
Man unterscheidet in
- Konsorten
- Liniensorten
- Populationssorten
- Hybridsorten
werden vom Fortpflanzungssystem der Art beeinflusst. Hauptkriterium dafür ist der Vermehrungsprozess zur Erzeugung von Saat und Pflanzgut
Fortpflanungsweise, Vermehrungsprozess und Sortentyp der vier Züchtungsverfahren
Asexuell
Vegetative Vermehrung
Klonsorte
Selbstbefruchtung
- Selbstbefruchtung -> Liniensorte
- Kontrollierte Kreuzung von erbkomponenten -> Hybridsorte
Fremdbefruchtung
- Kontrollierte Kreuzung von Erbkomponenten -> Hybridsorte
- Offenes Abblühen -> Populationssorte
Charakteristika der vier Züchtungskategorien
(S. 7)
Art der Vermehrung
Klonzüchtung: asexuell
Linienzüchtung: sexuell
Populationszüchtung: sexuell
Hybridzüchtung: sexuell
Heterozygotiegrad der Pflanzen
Klonzüchtung: heterozygot
Linienzüchtung: homozygot
Populationszüchtung: heterozygot
Hybridzüchtung: heterozygot
Variation innerhalb der Sorten
Klonzüchtung: homogen
Linienzüchtung: homogen
Populationszüchtung: heterogen
Hybridzüchtung: homogen
1:1 Vermehrung durch Nachbau möglich?
Klonzüchtung: ja
Linienzüchtung: ja
Populationszüchtung: ja
Hybridzüchtung: nein
Zusammengefasst die vier Züchtungskategorien
Klone lassen sich asexuell vermehren. Man kann damit auch heterozygote bzw. unfruchtbare Pflanzen unverändert in weiteren Generationen erhalten
Linien sind homozygot und lassen sich unverändert über Samen vermehren
Populationssorten sind heterogen und weisen eine hohe Stabilität bzw. Anpassungsfähigkeit am Standort auf
Hybriden lassen sich nicht identisch nachbauen und sind daher attraktiv für profitorientierte private Züchter. Ausserdem nutzen sie gezietl Heterosis
Heterozygotie und Heterogenität
sind die beiden Dimensionen der genetischen Struktur eines Sortentyps.
Optimale Kombination aus Heterozygotie und Heterogenität leigt in homogenen Sorten aus heterozygoten Pflanzen
erreichbar durch
- Vegetative Vermehrung
- Hybridzüchtung
Hybriden müssen jedes Jahr neu aus ihren Elternkomponenten erzeugt wreden (F1)
Nachbau wegen Aufspaltung in der F2 nicht möglich
Wahl alternativer Sortentypen
durch Züchter möglich
Hybridsorten sind bei Fremd- und Selbstbefruchtern möglich
- bsp. Hybridmais, Hybridreis
Landsorten sind auch bei Selbstbefruchtern oft sehr heterogen
- Homogenität entsteht durch züchterische Auslese
- Sortenmischungen schaffen Heterogenität
Auch in Hybridzüchtung besteht die Möglichkeit für Sorten mit mehr Heterogenität bsp. Doppelhybride
klassische Methoden der Linienzüchtung
Ramschmethode (bulk method): gesamte Kreuzungsnachkommenschaft wird ohne künstliche Selektion einige Generationen vermehrt, um weitgehend homozygote Pflanzen zu erzeugen
Stammbaummethode (pedigree method): es findet bereits in der F2 und den folgenden Generationen eine Selektion von Einzelpflanzen statt
Doppelhaploid Technologie: eine heute weit angewendete Methode is die Produktion von Doppelhaploiden
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Vorteile der Ramschmethode
Keine aufwändige Selektion und Kreuzung in frühen spaltenden Generationen
Natürliche od. künstliche Selektion kann unerwünschte Typen automatisch eliminieren
- geringe photoperiodische Anpassung, Krankheitsresistenz oder Frosttoleranz
Grossteil der Allele ist zur Selektion in der F4 im homozygoten Zustand daher sinnvoll selektierbar (Dominanzeffekte werden ausgeschalten)
Nachteile der Ramschmethode
Durch natürliche Selektion können brauchbare Typen eliminiert werden
Durch Konkurrenz innerhalb spaltender Populationen können brauchbare Typen verloren gehen
- kleinsamige Typen können sich in einem Ramsch durchsetzen, weil sie oft einen höheren Vermehrungskoeffizienten aufweisen
- spätreifende Typen können frühreifende verdrängen (z.B. bei der Sojabohne)
Stammbaummethode
gegenwärtig am häufigsten angewandte Zuchtmethode bei Selbstbestäubern
es gibt Modifikationen der Methode in Abhängigkeit von
- der Kulturart
- des genetischen Materials (Kreuzungskombination, Populationsgrösse etc)
- der zu selektierenden Merkmale
Doppelhaploide als Modifkation
Geht man davon aus, dass die Methoden zur Erzeugung von Doppelhaploiden keinen selektiven Effekt haben, dann repräsentieren Doppelhaploide eine zufällige Stichprobe der F1-Pflanze.
Die Erzeugung von Doppelhaploiden entspricht im Ergebnis dem Einkornramsch; statt einer Reihe von Generationen mit natürlicher Selbstbefruchtung wird die Homozygotie künstlich in einem Schritt erreicht.
Vor und Nachteile der DH Technik
Vorteil
Schnelle Erzeugung homozygoter Linien
Alle Effekte sofort 100% selektierbar
Nachteil
Technologieschritt erforderlich - Mehrkosten
Saatgut muss trotzdem vermehrt werden - keine extreme Zeitersparnis
Definition Heterosis
Leistungsunterschied zwischen homozygoten und nicht ingezüchteten heterozygoten Genotypen
Heterosis ist
- viel grösser bei Fremdbefruchtern als bei Selbstbefruchtern
- merkmalspezifisch (bsp. höher für Ertrag als fpr Wuchshöhe)
Befruchtungsabhängigkeit
Homozygotie kommt bei Fremdbefruchtern selten vor
-> Effekt von Inzuchtdepression ist dort sehr stark und damit auch Heterosis
Homozygotie is bei Selbstbefruchtern der Normalzustand
- in Evolution wurden Genotypen bevorzugt, die in homozygotem Zustand eine hohe Leistungsfähigkeit haben
Merkmalsabhängigkeit von Heterosis
Heterosis ist umso höher, je komplexer ein Merkmal ist (je mehr Gene an seiner Ausprägung beteiligt sind) z.B. Ertrag
Bei Qualitätseigenschaften ist die Heterosis gering, weil dies als relativer Anteil an der Trockenmasse gemessen werden
Positive Heterosis für ein Merkmal kann eine negative Heterosis in einem anderen Merkmal bedingen, z.B. Hoher Proteingehalt bei reduziertem Ölgehalt
Drei Hypothesen der Heterosis
- Dominanzhypothese
Zusammenwirken mehrerer Gene, bei denen das jeweils günstige Allel partiell oder vollständig dominant ist - Überdominanzhypothese
An vielen der beteiligten Loci herrscht Überdominanz d.h. die Heterozygoten sind besser als jeder der beiden Eltern - Epistasiehypothese: die Heterosis ist überwiegend das Ergebnis von epistatischen Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Genen
Gründe für Hybride
Heterosiszuwachs
Nachbau durch den Bauern nur mit Leistungsverlust
Kopie durch andere Züchter unmöglich
Voraussetzung für die Hybridproduktion
Ausreichend grosser Hybrideffekt
Effizientes System zur Identifikation von Hybriden mit guter Kombinierbarkeit
Effizientes System zur Samenproduktion
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58 - 60
S. 66
66
S. 70
S. 70
Allgemeine und spezifische Kombinationsfähigkeit
Allgemeine Kombinationsfähigkeit (general combining ability; GCA): durchschnittliche Eignung einer Linie als Kreuzungselter
- Die GCA ist ein geeignetes Mass für eine Vorselektion der Eltern. Allerdings kann die GCA vom ausgewählten Tester abhängen
Spezifische Kombinationsfähigkeit (specific combining ability, SCA): Abweichungen einer Kreuzung von der Summe der GCA ihrer Eltern
S. 74
S. 74 GCA und SCA
Voraussage der Hybridleistung
auf Basis der Eigenleistung der Eltern und Kreuzungsleistung nur bedingt möglich
Für Merkmale mit geringerer Heterosis (Wuchshöhe, Reifezeit oder viele Qualitätseigenschaften) ist die Korrelation eng
Für den Ertrag ist die Korrelation schwach
-> bei einer Vorselektion sollte der Ertrag weniger stark als die anderen Zuchtziele berücksichtigt werden
Erzeugung von Hybridsorten
Erzeugung von Hybridsaatgut durch Hybridmechanismen die Fremdbefruchtung forcieren:
- mechanisch (Handkreuzungen)
- Chemisch (Gamteozide)
- Genetisch (Selbstinkompatibilität, Kerngenetisch-männliche Sterilität (NMS), Cytoplasmatisch-männliche Sterilität (CMS))
Künstliche Bestäubung im grossen Stil
Folien zu CMS
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