Philipp, Ute: Charakterisierung von Heterosiseffekten für Wurfgröße bei der Maus durch DNA-Marker-Analysen

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Kapitel 2. Literaturübersicht

2.1. Heterosis

Heterosiserscheinungen wurden bereits 1766 von KÖLREUTER an Pflanzenkreuzungen beschrieben. 1868 erkannte DARWIN, daß Kreuzungen von genetisch unterschiedlichen Eltern oft Nachkommen mit stark überlegener Leistung hervorbringen, dagegen Kreuzungen eng verwandter Individuen (Inzucht) besonders unterlegene Leistungen zeigen (in FISCHER, 1978). 1914 wurde von SHULL der Heterosisbegriff geprägt. Er stellte fest, daß Heterosis und Inzuchtdepression als zwei Aspekte desselben Phänomens betrachtet werden können.

Das Streben nach einer möglichst genauen Definition bei bisher ungeklärter genetischer Ursache führte zu vielfältigen Begriffsbezeichnungen wie z.B. ”Hybridvigor", ”Bastardwüchsigkeit", ”Luxurieren" sowie ”Kombinationseffekt" und ”Hybrideffekt". Die Begriffe ”Kombinations- und Hybrideffekt“ wurden bereits als nicht korrekt interpretiert, da Heterosis als positiver Leistungszuwachs eines quantitativen Merkmals definiert ist und Kombinations- und Hybrideffekte auch negativ bzw. an qualitativen, für den Züchter ökonomisch uninteressanten Merkmalen, auftreten können. SCHNELL (1961) stellte folgende Definition der Heterosis auf: ”Mit Bezug auf eine quantitative Manifestation (der physiologischen Kraft) eines heterozygoten Organismus ist Heterosis der Überschuß dieser Manifestation über das Mittel derjenigen entsprechenden Manifestationen, die die elterlichen Gameten des Organismus in der Form von homozygoten Individuen unter gleichen Umweltbedingungen zeigen würden". In der Haustierzucht läßt sich nach dieser Definition die eigentliche Heterosis nicht ermitteln, da es nicht möglich ist, bezüglich der Leistungsmerkmale homozygote Ausgangslinien zu erzeugen. In diesem Fall geht man davon aus, daß die Eltern bereits einen bestimmten Heterozygotiegrad aufweisen und dieser von den Nachkommen überschritten wird (LEUTHOLD, 1968). Für die Belange der Tierzucht sollte daher die Differenz zwischen der Nachkommenleistung und dem Elternmittel nicht als Heterosiseffekt sondern als Heterosiszuwachs bezeichnet werden (STAHL et al., 1969).

Aus einer Fülle von Erklärungsversuchen zur Ursache der Heterosis werden nachfolgend die Superdominanz- und Dominanzhypothese, bekannt als die klassischen Heterosishypothesen, besonders berücksichtigt. Weiterhin wird die Epistasiehypothese diskutiert.


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2.1.1. Hypothesen über die Ursachen der Heterosis

2.1.1.1. Superdominanzhypothese

SHULL und EAST stellten 1908 unabhängig voneinander fest, daß die Heterozygotie einen physiologischen Stimulus auf den Organismus ausübt, d.h. daß der stärkere Wuchs von Hybriden im Vergleich zu den Eltern auf Heterozygotie zurückzuführen ist (Heterozygotiehypothese). Weiterhin gehen SHULL und EAST (1908) davon aus, daß die Heterosis durch zwei verschiedene Allele des gleichen Gens verursacht wird und daß sich mit zunehmendem Strukturunterschied der beiden Allele der Heterosiseffekt verstärkt. Die Überschreitung der Leistung von Trägern des heterozygoten Genotyps gegenüber denen mit homozygoten Genotypen wird von HULL (1946) als Superdominanz definiert. Die Begriffe Heterozygotie-, Überdominanz- bzw. Stimulationshypothese gelten im gleichen Sinne wie der Ausdruck Superdominanzhypothese, der im folgenden Verwendung findet.

BREWBAKER (1967) gab vier Antworten auf die Frage nach den Ursachen des Auftretens von Superdominanz, die von FISCHER (1978) durch zwei weitere ergänzt wurden.

2.1.1.2. Dominanzhypothese

Das Auftreten von Heterosis ist an das Zusammenwirken mehrerer Gene gebunden, bei denen das jeweils günstigere Allel partiell oder vollständig dominant ist. Die dominanten Allele für die verschiedenen Leistungsparameter werden im heterozygoten Organismus vereinigt. Dieser heterozygote Zustand hat jedoch keinen positiven Einfluß auf die Leistungsfähigkeit des Organismus, d.h. zwischen den Genotypen mit dominanten Allelen in homozygoter bzw. heterozygoter Form treten keine Leistungsunterschiede auf. Begründer dieser Dominanzhypothese sind DAVENPORT (1908), KEEBLE und PELLEW (1910), BRUCE (1910) sowie JONES (1917).

2.1.1.3. Epistasiehypothese

MINVIELLE (1987) zeigte, daß Heterosis vorwiegend durch multiplikative epistatische Interaktionen entsteht und Dominanz für die Entstehung von Heterosis nicht notwendig ist. Nach WILLIAMS (1959) kann Heterosis auf epistatische Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Genen zurückgeführt werden. Dabei kann die Epistasie sowohl das Resultat unterschiedlicher Gene zweier parentaler Linien sein, die im Heterozygoten Interaktionen zeigen, als auch auf unterschiedlichen homozygoten epistatischen Genkombinationen der Elternlinien beruhen, die, ähnlich dem Dominanzmodell, im Heterozygoten vereinigt werden (SHERIDAN, 1981). Diese Formen wurden von SHERIDAN (1980) ”F1-Epistasie“ und ”Parentale Epistasie“ genannt, wobei er darauf hinwies, daß die parentale Epistasie für die Ausbildung von Heterosis weniger von Bedeutung ist.


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2.1.2. Bedeutung verschiedener Heterosishypothesen

Welche Hypothese zur Deutung des jeweiligen Phänomens im Vordergrund steht, hängt vorwiegend von den zu beurteilenden Eigenschaften ab. Die Steigerung der Fruchtgröße ließ sich z.B. besonders gut mit der Addition von Dominanzeffekten erklären. Im Mittelpunkt stand hier vor allem die Kompensation letaler bzw. subletaler, leistungsschwacher Allele durch dominante, intakte Allele. Jedes ”positive“ Allel, welches ein subletales Allel nicht zur Wirkung kommen läßt, beseitigt einen Engpaß und trägt zur Normalisierung des biologischen Systems bei (FISCHER, 1978). Darüber hinaus wurde die Steigerung der Leistung durch die Kombination bestimmter leistungsstarker Allele, als Grundgedanke verschiedener erfolgreicher Zuchtverfahren, ebenfalls vor allem mit der Dominanzhypothese interpretiert. HULL (1945) führte zugunsten der Superdominanzhypothese folgende Überlegung an: Nach der Dominanzhypothese resultiert die hohe Leistung der Hybriden aus der Addition der günstigen Geneffekte der jeweiligen Ausgangslinien. Die Leistung der Hybriden dürfte somit die Summe der Leistung beider Eltern nicht übersteigen. Da in zahlreichen Untersuchungen dieses theoretische Leistungsmaximum von den Hybriden übertroffen wurde, schlußfolgerte HULL, daß die Superdominanz eine bedeutende Rolle spielt. Die Steigerung der Vitalität und Anpassungsfähigkeit an verschiedene Umweltbedingungen ließen sich ebenfalls gut mit der Superdominanzhypothese erklären.

Ausgehend von der Superdominanzhypothese wurde für Pflanzen die Hypothese der ”Maximalen Heterozygotie" beschrieben (BONIERBALE et al., 1993). Die Theorie besagt, daß die Leistung autopolyploider Pflanzen stark von der Intra-Locus-Diversität abhängig ist. Eine tetraploide Pflanze kann bis zu vier unterschiedliche Allele pro Locus aufweisen, wobei eine positive Beziehung zwischen der Intra-Locus-Heterogenität und der Heterosis besteht (KIDWELL et al., 1994).

Die anfangs starken Gegensätze in der Interpretation der Dominanz- und Superdominanzhypothese verloren mit zunehmendem Erkenntnisstand immer mehr an Bedeutung. Obwohl jede Theorie durch zahlreiche Versuchsergebnisse untermauert wurde, hat sich vielfach gezeigt, daß mit zunehmenden Erkenntnissen die Phänomene mit beiden Hypothesen erklärt werden konnten. Erscheinungen, die ursprünglich der Superdominanz


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zugeordnet wurden, sind später mit dem Auftreten von Gen-Interaktionen in Verbindung gebracht worden.

MOLL et al. (1965) und FALCONER (1980) wiesen darauf hin, daß die Kreuzung stark differenzierter Populationen keine Heterosis zeigte und in der F2-Generation sogar eine reduzierte Fitness auftrat. Dieses Phänomen kann auf epistatische Wechselwirkungen zurückgeführt werden. Die Populationen sind an die jeweiligen lokalen Bedingungen stark adaptiert, so daß bei den Hybriden in der F2-Generation die günstigen epistatischen Genkombinationen durch Segregation verlorengehen. Demgegenüber konnten SCHNELL et al. (1992), POONI et al. (1994), POONI und TREHARNE (1994) sowie LI und WU (1996) eine begünstigende Wirkung der Interaktionen auf die Heterosis nachweisen. HILL (1982) unterstrich die Notwendigkeit des Vorhandenseins von Dominanz und Epistasie und wies darauf hin, daß bei der Wirkung ausschließlich dominanter Effekte, d.h. ohne Epistasie, eine absolute Proportionalität zwischen Heterosis und Heterozygotie bestehen müßte. Die Bedeutung der Epistasie ist nach GEIGER (1987) vom reproduktiven System der Spezies, vom Ursprung des Zuchtmaterials und vom betrachteten Merkmal abhängig. Der Einfluß der Epistasie scheint zwar sekundär sollte aber nicht vernachlässigt werden.

Berücksichtigt man, daß zwei Gene eng aneinander gekoppelt vorliegen, so kann durch die Kopplung von vorteilhaften Genen bzw. durch Gen-Interaktionen auch Superdominanz vorgetäuscht werden (Pseudo-Superdominanz). Die Unterscheidung von Pseudo-Superdominanz und echter Superdominanz ist nach STUBER (1994) nahezu unmöglich.

Ein weiteres 1966 von Mc DANIEL und SARKISSIAN beschriebenes Heterosisphänomen ist die mitochondriale Heterosis. Erkannt wurde sie durch die unterschiedliche Effizienz der oxidativen Phosphorylierung bei der Synthese von ATP. Hybriden wiesen eine intensivere Atmung und eine höhere enzymatische Aktivität als homozygote Individuen auf. Nach ENGEL und NEBIOLO-LINDGREN (1991) und COINTRY et al. (1994) ist sowohl das Kern- als auch das Motochondrien-Genom für die Ausprägung von Heterosis verantwortlich. Ein weiteres Phänomen ist die Chloroplastenheterosis, die sich in einer erhöhten Photosyntheserate der Hybriden äußert. Untersuchungen dieser Erscheinungen erfolgten ausschließlich auf physiologischer Ebene mit Hilfe von Enzymparametern als biochemische Marker. Der Einfluß auf die Gesamtheterosis wird allgemein als gering eingeschätzt (FRANKEL, 1983).


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Die zahlreichen Hypothesen verdeutlichen die Komplexität des Heterosis-Phänomens und führten immer mehr zu der Erkenntnis, daß die Existenz balancierter Systeme und das Vorhandensein harmonisch aufeinander abgestimmter Genkomplexe bedeutsam sind (LEWIS, 1955; FISCHER, 1978; BORGHI und PERENZIN, 1994).

2.1.3. Formen der Heterosis

Analog zur Vielfalt der Interpretationen und Begriffsbestimmungen der Heterosis wurden im Verlaufe langjähriger Studien für ein besseres Verständnis und eine genauere Beschreibung des Phänomens unterschiedliche Formen und Einteilungen beschrieben. Auf einige dieser Begriffe wird im folgenden eingegangen.

Um das Maß der Höhe der Heterosis zu verdeutlichen, wurden die Begriffe ”absolute- und relative Heterosis" geprägt (FISCHER, 1978). Bei der absoluten Heterosis handelt es sich um die gesamte absolute Leistung bzw. um den Ertrag der Hybriden, wogegen die relative Heterosis nur den Ertrags- bzw. Leistungszuwachs gegenüber dem Elternmittel beschreibt. Das Elternmittel als Bezugsbasis wurde in diesem Zusammenhang oft diskutiert (SCHNELL, 1961). WHALEY (1944) geht davon aus, daß der Mittelwert der jeweiligen Ausgangspopulationen den Maßstab für die Höhe der Heterosis bilden sollte. Dies ist vor allem in der Tierzucht sinnvoll, da es hier unmöglich ist, homozygote Ausgangspopulationen als


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Bezugsbasis zu erzeugen. Auffassungen von MATHER und JINKS (1971) orientierten sich an der Differenz zwischen dem Mittel der F1-Generation und dem besseren Elternpartner.

Im allgemeinen kann davon ausgegangen werden, daß mit einer Steigerung der Leistung der Eltern die durchschnittliche relative Heterosis der Hybriden sinkt, d.h. wenn die Leistung der Eltern relativ hoch ist, kann in der Kreuzungsgeneration nur noch ein geringer Leistungszuwachs erwartet werden. In diesem Fall wird bereits für die Elterngeneration ein bestimmter Heterosiseffekt angenommen, den HIORTH (1963) als ”Cisheterosis", d.h. die ”bloße Aufhebung der Inzuchtdepression“, definiert. Demgegenüber bezeichnete er die durch Kreuzung darüber hinaus zusätzlich erzielte Wüchsigkeit als ”Transheterosis".

Von MALINOWSKI (1952) wurden die Begriffe hypothetische- und echte Heterosis eingeführt. Die hypothetische Heterosis bezeichnet den Leistungszuwachs, der das Elternmittel, jedoch nicht den besseren Elternpartner übersteigt. Die echte Heterosis dagegen definiert den Zuwachs gegenüber dem besseren Elternpartner.

Eine weitere Unterteilung der Heterosis wurde von GUSTAFSSON (1951) in somatische, reproduktive und adaptive Heterosis vorgenommen. Die reproduktive Heterosis äußert sich in einer erhöhten Fruchtbarkeit, die adaptive Heterosis tritt bei Organismen auf, die gut an ihre Umwelt angepaßt sind (Anpassungsheterosis, Euheterosis) und die somatische Heterosis führt zu einem verstärkten vegetativen Wuchs (vegetative Heterosis).


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2.2. Stand der Heterosisforschung

Klassische Studien zur Analyse von Heterosis beschäftigten sich mit Korrelationsanalysen zwischen Leistungseigenschaften und ausschließlich morphologischen Merkmalen (SAX, 1923). Es wurde erkannt, daß die Leistung von Einzelkreuzungshybriden mit der morphologischen Merkmalsdifferenzierung der Ausgangspopulationen positiv korreliert (EAST, 1936; PATERIANI and LONNQUIST, 1963). Die positive Beziehung zwischen der Heterosis und der genetischen Distanz zweier Kreuzungspartner führte zu der Bestrebung, die genetische Distanz zwischen den Ausgangspopulationen anhand ihrer individuellen Leistungsdifferenzen sowie anhand morphologischer Merkmalsunterschiede zu bestimmen. Darüber hinaus wurde jedoch auch festgestellt, daß die Heterosis zwischen extrem divergenten Kreuzungen sinkt (MOLL, 1965; PRASAD und SINGH, 1986). Als Ursache wird die unverträgliche Genkombination der Hybriden angeführt, die eine Störung der allgemeinen genetischen Balance bewirkt.

In weiteren Untersuchungen wurden Enzyme und Proteine als biochemische Marker geprüft (z.B. HUNTER und KANNENBERG, 1971; HIERL, 1976; SCHLEGER et al., 1978; TANKSLEY et al., 1982; KAHLER und WEHRHAHN, 1986; GLODEK et al., 1993); CAMERON und CLIENFUEGROS-RIVAS, 1994; CEPICA et al., 1995). Überwiegend konnte festgestellt werden, daß die spezifische Kombinationseignung mit der Anzahl heterozygoter Isozymloci korreliert (HEIDRICH-SOBRINHO und CORDEIRO, 1975), daß Proteinpolymorphismen jedoch nicht dazu geeignet sind, Aussagen über das gesamte Genom zu treffen (MITTON und PIERCE, 1980). Obwohl STUBER (1986) am Mais die weitaus höhere Heterosis bei Inzuchtlinienkreuzungen differenzierter Ausgangslinien gegenüber der Kreuzung verwandter Ausgangslinien fand, wies er darauf hin, daß die Vorhersage der Hybridleistung anhand biochemischer Marker als sehr fragwürdig einzuschätzen ist. HADJINOV (1982) konnte keine positive Beziehung zwischen der Isozymdiversität und der spezifischen Kombinationseignung nachweisen. Die relativ geringe Polymorphie dieser biochemischen Marker ließ sie mit der zunehmenden Verfügbarkeit von DNA-Markern für Projekte der Heterosisforschung bzw. Marker-gestützten Selektion an Bedeutung verlieren. Mit Hilfe der DNA-Analytik standen seit den 80er Jahren zunehmende Zahlen hoch informativer genetischer Marker zur Verfügung. Bei der Analyse der Heterosis rückt die chromosomale Lokalisation der für die betreffenden Merkmale verantwortlichen Gene immer


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mehr in den Vordergrund wissenschaftlicher Studien. Im Mittelpunkt stehen QTL-Analysen (Qantitative Trait Loci) mit Hilfe von genetischen Markern (z.B. GELDERMANN, 1975; BECKMANN und SOLLER, 1978, SIMPSON, 1989; EDWARDS et al., 1987, 1992; HALEY und KNOTT, 1992; AJMONE-MARSAN et al., 1995; HU et al., 1995).

2.2.1. Heterosisforschung in der Pflanzenzucht

SINGH und ZOUROS (1978), PIRCHNER (1979), TURELLI und GINZBURG (1983), MITTON und GRANT (1984), SMOUSE (1986) und BUSH et al. (1987) schlußfolgerten aufgrund der starken positiven Beziehung zwischen der Leistungshöhe quantitativer Merkmale und dem Heterozygotiegrad, daß die Heterosis eng mit der Anzahl heterozygoter Loci der entsprechenden Merkmale korreliert. Dies führte zu dem Ansatz, die Ermittlung des Anteils heterozygoter Loci mit Hilfe molekulargenetischer Marker zu realisieren, um damit eine Vorhersage der Hybridleistung zu ermöglichen (HALLAUER und MIRANDA, 1988; BOPPENMEIER et al., 1992; BERNARDO, 1992, 1994). BURR et al. (1983) schlugen erstmals die Nutzung von RFLPs zur Schätzung der genetischen Divergenz und zur Ermittlung des Heterozygotiegrades von Genloci vor. In kürzester Zeit waren zahlreiche RFLPs bekannt, die, gleichmäßig über das gesamte Genom verteilt, eine repräsentative Aussage ermöglichten (z.B. NIENHIUS et al., 1987; PATERSON et al., 1988; LANDER und BOTSTEIN, 1989; PLASCHKE et al., 1993; REDONA und MACKILL, 1996).

LEE et al. (1989) stellten anhand von RFLP-Analysen am Mais eine positive Beziehung zwischen der genetischen Distanz von Inzuchtlinien und dem Kornertrag sowie der spezifischen Kombinationseignung fest. Aufgrund dieser Beziehung wurden Mais-Inzuchtlinien in genetische Gruppen eingeteilt. Der Pflanzenzüchter könnte somit Maislinien unbekannter genetischer Herkunft testen und eine Anpaarung verwandter Inzuchtlinien im Vorfeld vermeiden. MELCHINGER et al. (1990) konnten für den Mais zwar eine positive Beziehung zwischen der genetischen Distanz, gemessen anhand zufällig ausgewählter Marker, verteilt über das gesamte Genom, und der Ertragsleistung sowie der Heterosis nachweisen, jedoch mit einem geringen Korrelationskoeffizienten, der eine Vorhersage der Heterosis ausschließt. Es wird darauf hingewiesen, daß bedeutende Loci für quantitative Merkmale nur auf bestimmten Chromosomen lokalisiert sind und sich die Untersuchungen auf die jeweiligen Regionen mit


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Hilfe von spezifischen Markern reduzieren sollten. Auf die Nutzung von ”effizienten Markern“ wird in weiteren Untersuchungen ebenfalls hingewiesen (CHARCOSSET et al., 1991 und 1994; TERSAC et al., 1994). MELCHINGER et al. (1991) stimmten jedoch dahingehend mit den Untersuchungen von LEE et al. (1989) überein, daß sie ebenfalls mittels RFLP-Markern die Möglichkeit der Einteilung unbekannter Maislinien in heterogene Gruppen sowie die Quantifizierung der genetischen Ähnlichkeit zwischen verwandten Linien bewiesen. Darüber hinaus ist in Verbindung mit den Ergebnissen aus der QTL-Forschung nach SMITH et al. (1990) eine Vorhersage der Hybridleistung durch RFLP-Analysen prinzipiell möglich.

Mit 76 Markern konnten STUBER et al. (1992) eine positive Beziehung zwischen dem Anteil heterozygoter Loci und dem Kornertrag mit einer Korrelation von 0,68 nachweisen. Sechs bis acht QTLs wurden an verschiedenen Kreuzungsvarianten für 60 % der phänotypischen Varianz verantwortlich gemacht. Es wurde geschlußfolgert, daß ein Merkmal, welches durch ein Majorgen kontrolliert wird, eine geringe Korrelation zwischen dem Phänotyp und der durchschnittlichen Heterozygotie des Gesamtgenoms aufweist und ein Merkmal, welches durch viele Loci kontrolliert wird, eine hohe Korrelation zwischen der allgemeinen Heterozygotie und dem Phänotyp zeigt.

ZHANG et al. (1994) wiesen anhand von RFLP- und Mikrosatellitenanalysen am Reis nach, daß eine Vorhersage der Heterosis auf der Basis einer geringen Zahl an informativen Markern sinnvoller ist, als die Nutzung von vielen Markern, verteilt über das gesamte Genom. Die Korrelation zwischen der Heterosis und der allgemeinen Heterozygotie war gering, wogegen eine hohe Korrelation zwischen der Heterosis und der spezifischen Heterozygotie festgestellt wurde. In weiteren Untersuchungen wiesen ZHANG et al. (1996) jedoch darauf hin, daß der Informationsgehalt spezifischer Marker zwischen verschiedenen Linien oder Familien schwankt. Die Beziehungen zwischen der Heterozygotie molekularer Marker und der Heterosis variiert und scheint sehr komplex zu sein. Bei der Kreuzung von Reis-Subspezies konnten die höchsten Korrelationen zwischen Heterosis und Heterozygotie für die Pflanzenhöhe festgestellt werden, teilweise jedoch nur geringe Korrelationen für Ertragsmerkmale.

In Übereinstimmung mit anderen Untersuchungen konnten MOSER und LEE (1994) anhand von RFLPs an Elite-Haferlinien verdeutlichen, daß eine genaue Schätzung der genetischen


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Divergenz zwischen den Linien möglich, jedoch eine Vorhersage der Heterosis und der genetischen Varianz in der Population nicht realisierbar ist. Die Autoren stellten fest, daß möglichst viele Elternlinien und eine möglichst große Anzahl von Markern sowie mehr Informationen über die Kopplungsbeziehungen zwischen RFLP-Markern und QTL in die Untersuchungen einbezogen werden sollten.

CHARCOSSET et al. (1991) wiesen für ein quantitatives Merkmal eine lineare Beziehung zwischen einem genetischen Abstandsindex zweier Elternlinien, gemessen anhand von Markeranalysen, und der Heterosis der F1-Hybriden nach. Der Korrelationskoeffizient wurde geschätzt und daraus geschlußfolgert, daß bei einer gleichmäßigen Markerabdeckung des Genoms diejenigen QTL, die nicht durch einen Marker gekennzeichnet sind, und die Marker, die keinen QTL beschreiben, den Korrelationskoeffizienten stark vermindern. Auf eine merkmalsbezogene Auswahl der Marker wird hier ebenfalls hingewiesen.

KIDWELL et al. (1994) verglichen mit Hilfe von RFLP-Analysen isogene diploide und tetraploide Luzernepopulationen. Es wurde festgestellt, daß die genetische Distanz mehr mit dem Ertrag der tetraploiden als mit dem Ertrag der diploiden Populationen korreliert. Ursachen sehen die Autoren vor allem im Vorhandensein rezessiver Allele, die in den Diploiden zur Geltung kommen und in den Tetraploiden maskiert sind, d.h. nicht in Erscheinung treten. Weiterhin wiesen tetraploide Familien mit der höchsten Heterozygotie auch den höchsten Ertrag auf.

KATO et al. (1994) konnten bei der Kreuzung verschiedener Reisspezies signifikante Beziehungen zwischen der Heterosis und der genetischen Distanz, gemessen anhand von Isozym- und RFLP-Markern, feststellen. Obwohl die Korrelation signifikant war, wurde sie als nicht sehr eng interpretiert. Die Messung der genetischen Distanz mit nicht-morphologischen Markern zur Vorhersage der Heterosis wird als nicht effektiv eingeschätzt. Als ein weiteres Ergebnis dieser Untersuchungen konnte festgestellt werden, daß mehr als 10 Gene, verteilt über das gesamte Genom, für die Ausbildung von Heterosis für Biomasse verantwortlich sind.

Resultate von XIAO et al. (1996 a, b) zeigen an Kreuzungsanalysen beim Reis, daß die Beziehung zwischen der genetischen Distanz, gemessen anhand genetischer Marker (RAPDs und Mikrosatelliten), und der Hybridleistung bzw. der Heterosis vom Typ der Hybriden


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abhängig ist. Es wurden Reishybriden von Intra-Subspezies und Inter-Subspezies verglichen und gravierende Unterschiede festgestellt. Es bestand eine signifikante Korrelation zwischen dem Ertrag bzw. der Heterosis von Intra-Subspezies-Hybriden und der genetischen Distanz. Analog zu den Aussagen von ZHANG et al. (1994, 1996) wird unterstrichen, daß eine Vorhersage der Heterosis für Intra-Subspezies-Hybriden möglich ist. LI und WU (1996) ermittelten an Kreuzungsanalysen zwischen verschiedenen Espenspezies eine höhere Heterosis bei der Kreuzung von Interspezies als bei der Kreuzung von Intraspezies und stimmten damit mit den Untersuchungen von ALI et al. (1995) überein. Es wurde darauf hingewiesen, daß die Heterosis für das Espenwachstum einer multigenen Kontrolle unterliegt. Für den Stammdurchmesser bzw. das Volumen scheinen 9 bis 10 Loci verantwortlich zu sein, für das Höhenwachstum dagegen nur 6 bis 8 Loci. Weiterhin wurde in Übereinstimmung mit ARCADE et al. (1996) postuliert, daß Merkmale, die keine signifikante Heterosis zeigen, durch weniger Gene beeinflußt werden, als Merkmale mit signifikanter Heterosis (z.B. Kornertrag bei Mais).

ARCADE et al. (1996) bestätigten ebenfalls, daß mit einer Erhöhung der genetischen Distanz die Wachstumsleistung der Hybriden steigt. Er führte diese Untersuchungen mit RAPD-Analysen an europäischen und japanischen Lärchen durch. Analog zu den Ergebnissen von JAIN et al. (1994) und VAILLANCOURT et al. (1995) wird diese Technik, gegenüber den RFLP-Analysen, als effektiver sowie kosten- und zeitsparender eingeschätzt.

Trotz der zahlreichen nachgewiesenen positiven Beziehungen zwischen Heterosis und Heterozygotie bzw. Heterosis und genetischer Distanz wurden auch gegenteilige Aussagen bekannt. GODSHALK et al. (1990) erkannten keine Zusammenhänge zwischen der genetischen Distanz, basierend auf 47 RFLP-Analysen, und dem Kornertrag von 47 Kreuzungen aus Linien unterschiedlicher heterotischer Gruppen. PENG et al. (1991) ermittelten eine negative Korrelation zwischen der Heterosis und der genetischen Divergenz innerhalb von Reisspezies. Ähnliche Aussagen wurden von DUDLEY et al. (1991) getroffen, die mit Hilfe von RFLP-Untersuchungen keine Korrelation zwischen der genetischen Distanz und dem Hybridertrag beim Mais feststellen konnten. Clusteranalysen stimmten mit den Abstammungsinformationen überein, jedoch nicht mit den Ertragswerten.


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2.2.2. Heterosisforschung in der Tierzucht

Forschungsansätze zur Untersuchung der Heterosis in der Tierproduktion sind zahlreich, beziehen sich jedoch vorwiegend auf phänotypische und biochemische Ergebnisse. Die Tabelle 1 gibt anhand einiger Beispiele einen Überblick über Heterosis-Forschungsprojekte in der Tierzucht.

Tab. 1: Beispiele für Heterosisprojekte bei Nutztieren

Nutztier

Untersuchtes Merkmal

Literaturquellen

Rind

Besamungsindex

CUNDIFF et al. (1974)

Abkalberate

GAINES (1966)

Wachstumsintensität

LEUTHOLD (1966), BROWN et al. (1997), RODRIGUEZALMEIDA et al.(1997)

Milchleistung

LEUTHOLD (1974), BROWN et al. (1996), KRESS et al. (1996)

Fleischleistung

MASON (1966)

Schwein

Wurfgröße

SELLIER (1976), FU et al. (1995), HALEY et al. (1995)

Samenqualität, Testisgewicht

BUCHANAN (1987)

Wachstumsintensität

SILVA et al. (1994)

Schaf

Befruchtung, Lebensfähigkeit

SIDWELL et al. (1962)

Wurfgröße, Wolleistung

NITTER (1978), ALNAKIB et al. (1997),BITTANTE et al. (1996), RATHIE et al. (1994)

Geflüge

Schlupf, Legeleistung

NORDSKOG et al. (1954)

Eigewicht Sterblichkeit, Körpergewicht

MERRIT und GLOWE (1960), MORITSU et al. (1997), ZEMAN et al. (1997), BRENOE (1996), VELEZ et al. (1996), LIU et al. (1995)

Kaninchen

Wachstumsintensität

NOTFAL et al. (1997), AFIFI et al. (1994),

Wurfgröße

NOFAL und TOTH (1996), AFIFI et al. (1994)

Ziege

Wachstumsintensität

HIROOKA et al. (1997)


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Bereits PLUM (1959) bezogen Enzyme und Proteine als Marker ein und stellten mit der Analyse von 20 Blutgruppenfaktoren eine positive Korrelation zwischen der Abkalberate und der Anzahl unterschiedlicher parentaler Blutgruppenfaktoren fest. Ähnliche Untersuchungen wurden von CONNEALLY et al. (1963) durchgeführt, die 35 Blutgruppenfaktoren analysierten und mit einer Steigerung der durchschnittlichen Heterozygotie eine Verringerung im Prozentsatz umrindernder Tiere nachwiesen.

HIERL (1976 a, b) schätzte den Heterozygotiegrad verschiedener Rinderrassen mittels neun Blutgruppenfaktoren und vier biochemischen Markern, um diesen mit der Fruchtbarkeitsleistung, gemessen anhand der Zwischenkalbezeit und der Anzahl notwendiger Besamungen pro Konzeption, zu vergleichen. In Abhängigkeit des untersuchten Tiermaterials konnte teilweise ein nur lockerer Zusammenhang zwischen Heterozygotiegrad und Besamungserfolg festgestellt werden. Es wird darauf hingewiesen, daß die Zahl der untersuchten Marker sehr gering ist und der Heterozygotiegrad nur indirekt geschätzt werden konnte. SCHLEGER et al. (1978) fanden wiederum eine positive, lineare Beziehung zwischen dem Heterozygotiegrad, ermittelt mit 13 genetischen Systemen, und der Fruchtbarkeit beim Rind. Weitere Autoren fanden positive Beziehungen zwischen Fitneßeigenschaften und der durchschnittlichen Heterozygotie weniger polymorpher Enzymsysteme.

Die vielfach in der Pflanzenzucht nachgewiesene positive Beziehung zwischen der genetischen Distanz von Individuen und deren Heterozygotiegrad sowie den Leistungseigenschaften war auch Ausgangspunkt entsprechender Untersuchungen in der Tierzucht. WOLF et al. (1995) schätzten die genetische Distanz zwischen sechs Schweinerassen und ermittelten mit 38 polymorphen Systemen (Blutgruppenfaktoren, Enzym- und Proteinpolymorphismen) die durchschnittliche Heterozygotie der Schweinerassen und deren Kreuzungsnachkommen. Erste Ergebnisse zeigten, daß mit einer Steigerung der genetischen Distanz zwischen den einzelnen Rassen der Heterozygotiegrad der Kreuzungsnachkommen im Durchschnitt um 10 % steigt.

Bei Untersuchungen am Geflügel wurden DNA-Fingerprint-Muster erstellt, wobei die Anzahl vorhandener Banden Auskunft über die Diversität der jeweils untersuchten Linie bzw. Gruppe gibt (KUHNLEIN et al., 1989; HABERFELD et al., 1992; DUNNINGTON et al., 1993, 1994 a, b). Die Vorteile von DNA-Fingerprints liegen vor allem in der Untersuchung einer großen Anzahl variabler Regionen pro Analyse und in der Einbeziehung und Repräsentation


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vieler Loci. MENG et al. (1996) untersuchten für die Linien der Beijing White Leghorn die Variabilität innerhalb und zwischen parentalen Linien durch DNA-Fingerprint-Muster und verglichen diese mit Produktionsmerkmalen der Legehennen und deren F1-Hybriden. Es konnte eine signifikante Beziehung zwischen der Inter-Linien-Variabilität, als Ausdruck der genetischen Distanz, und der Eizahl, Eimasse sowie der Überlebensrate festgestellt werden. Weiterhin wurde nachgewiesen, daß die Kreuzung innerhalb zweier Mutter- bzw. Vaterlinien bei den Hybriden zwar zu einer Steigerung der Eizahl und Eimasse führte, jedoch auch zu einer Verringerung der Überlebensrate. GAVORA et al. (1996) diskutierten die Eignung des DNA-Fingerprinting zur Vorhersage von Heterosis, wenn multiple Proben verwendet werden, d.h. die DNA von 10-15 Tieren in einem DNA-Mix, die das Genom einer Gruppe bzw. einer Linie repräsentieren. Es wird darauf hingewiesen, daß mit der Bandenzahl die Genauigkeit der Messung der genetischen Distanz steigt.

2.2.3. Bedeutung und Nutzung der Heterosis in der Landwirtschaft

Ein Problem der praktischen Nutzung der Heterosis liegt in ihrer Reproduzierbarkeit. Die Abhängigkeit der Heterosis vom Dominanzgrad, der genetischen Divergenz der Kreuzungspartner und dem Anteil heterozygoter Loci bei den Kreuzungsnachkommen setzt einen bestimmten Anteil komplementär homozygoter DNA-Loci und damit einen gewissen Inzuchtgrad bei den Elternlinien voraus (LEUTHOLD, 1966). Die Eignung landwirtschaftlicher Nutztiere für die Nutzung von Heterosiseffekten kann in folgender Reihenfolge angegeben werden (SCHÖNMUTH et al., 1986):

Huhn > Schwein > Schaf > Rind > Pferd.

Die Nutzung der Heterosis erfolgt über Hybridzuchtprogramme, d.h. über eine systematische Erzeugung von Kreuzungsprodukten, die von der Zucht ausgeschlossen sind. Hybridzuchtprogramme umfassen die Bildung von Zucht- bzw. Inzuchtlinien, den Test auf Kombinationseignung mit anschließender Selektion der besten Kreuzungspartner sowie das Kreuzungsverfahren zur Erzeugung der Hybriden. SCHÖNMUTH (1966) weist darauf hin, daß jedoch nicht nur Heterosiseffekte genutzt werden, sondern vor allem auch günstige Kreuzungs- und Kombinationseffekte, wie z.B. die Neukombination epistatisch und additiv


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wirkender Gene, die ökonomisch, aber nicht genetisch, der Heterosis gleichzusetzen sind. Ein Verfahren, welches die nicht-additiv genetischen Varianzanteile ausnutzt, ist das Verfahren der gezielten Selektion auf Kombinationseignung, von COMSTOCK et al. (1949) als ”reciprocal recurrent selection RRS“ bezeichnet (COMBERG, 1980). Das Ziel ist vor allem die Weiterentwicklung hoch selektierter Eltern- und Großelternpopulationen zur Verbesserung heterotischer Merkmale wie Fruchtbarkeit und Vitalität. Aufgrund der hohen Kosten der RRS gewann deren Anwendung nur in der Geflügelzucht an Bedeutung.

2.3. Die Wurfgröße als quantitatives Merkmal

Die Fruchtbarkeit ist eines der bedeutendsten quantitativen Leistungsmerkmale bei den Nutztieren. Bis heute existieren nur vage Vorstellungen über die Anzahl, Lokalisation und die Effekte der an der Ausprägung eines quantitativen Merkmals beteiligten Gene. Bisher wurden verschiedene statistische Methoden zur Schätzung der effektiven oder minimalen Zahl verantwortlicher Gene entwickelt. Das Basismodell entwarf WRIGHT bereits 1921, welches 1968 vervollständigt wurde (in ZENG et al. 1990) und dem weitere Modelle folgten (LANDE, 1981; COCKERHAM, 1986; ZENG et al., 1992).

Für eine Schätzung der Anzahl an Genorten, die an der Ausprägung des Merkmals Wurfgröße bei der Maus beteiligt sind, stellte FALCONER (1980) folgende ”Theorie der Selektionsgrenzen“ auf:

Die Grundelemente der Tierzucht bestehen aus einer gezielten Selektion und Anpaarung. Voraussetzung für die Verbesserung eines Leistungsmerkmals und damit des Zuchtfortschritts ist eine möglichst große genetische und phänotypische Varianz des zu verbessernden Merkmals, die in positiver Beziehung zu der Anzahl an Genen steht, die an der Ausprägung dieses Merkmals beteiligt sind. Bei einer großen Anzahl von Genorten sind extreme Genotypen in der Basispopulation selten und die Selektionsgrenzen von dem ursprünglichen Populationsmittel weit entfernt. Es besteht somit eine positive Beziehung zwischen der Anzahl an Genen und den Selektionsgrenzen eines Merkmals. Da weder die Anzahl der Gene noch ihre Effekte bekannt sind, ist es jedoch nicht möglich, die Selektionsgrenzen exakt vorauszuschätzen.


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An einem Modellversuch mit Mäusen ermittelte FALCONER für die Merkmale Sechs-Wochen-Gewicht und Wurfgröße durch scharfe, einseitige Selektion die theoretischen Selektionsgrenzen dieser Merkmale (Tab. 2). Die Anzahl an Genorten wurde nach folgender Formel geschätzt:

mit

n: Anzahl effektiver Faktoren (Genorte),

R2: quadrierte Differenz zwischen der oberen und unteren Selektionsgrenze,

v2A: additiv genetische Varianz.

Tab. 2: Zuchtversuch zur Ermittlung der Anzahl von Genorten für die Ausprägung der Merkmale Sechs-Wochen-Gewicht und Wurfgröße bei der Maus

Sechs-Wochen-Gewicht

Wurfgröße

Effektive Populationsgröße

15

22

Anzahl selektierter Generationen

25

20

Anzahl Loci

32

2

Die mit dieser Gleichung erhaltenen Schätzwerte für die Anzahl Loci gelten unter drei Bedingungen:

  1. an beiden Selektionsgrenzen sind alle jeweils erwünschten Allele fixiert,
  2. alle Gene haben gleiche Effekte,
  3. alle Gene haben Ausgangseffekte von 0,5.

FALCONER (1980) wies jedoch darauf hin, daß, sobald eine Bedingung nicht zutrifft, der für n geschätzte Wert zu niedrig oder zu hoch ist. Nach FALCONER belegt der geschätzte Wert von nur zwei Loci für die Wurfgröße der Maus, daß die Bedingungen nicht erfüllt waren.


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Die Wurfgröße als ein Fruchtbarkeitsmerkmal ist im allgemeinen gering erblich, d.h. der Heritabilitätswert liegt unter 0,2 (FALCONER, 1980). Die Tabelle 3 enthält genetische und phänotypische Korrelationskoeffizienten für das Merkmal Wurfgröße bei der Labormaus (HERRENDÖRFER und SCHÜLER, 1987).

Tab. 3: Phänotypische und genetische Korrelationskoeffizienten für das Merkmal Wurfgröße bei der Labormaus

Merkmal 1

Merkmal 2

Korrelationskoeffizienten

phänotypisch

genetisch

Wurfgröße

Wurfmasse 1. Tag

0,88

1,00

Wurfgröße

Ovulationsrate

0,20

0,21

Wurfgröße

Implantationsrate

0,28

0,69

Wurfgröße

Embryonale Mortalität

-0,09

-0,41

Mc GLOUGHLIN (1980) nahm zur Ermittlung der Wurfgröße eine gezielte Verpaarung ingezüchteter Labormäuse vor. Ausgehend von Inzuchtlinien mit einem theoretischen Heterozygotiegrad von annähernd 0% wurden diese mit einer zu erwartenden durchschnittlichen Heterozygotie von annähernd 100% untereinander verpaart. Kreuzt man wiederum die Individuen der F1, entsteht eine F2 mit einem Heterozygotiegrad von 50%. Anhand dieses Zuchtversuches ermittelte Mc GLOUGHLIN eine nahezu perfekte lineare Beziehung zwischen der Heterosis für Wurfgröße und dem Heterozygotiegrad am Modelltier Maus:

Heterozygotie (%)

0

25

50

75

100

Heterosis (%)

(0,0)

5,6

16,2

22,0

30,8

Da für viele Fruchtbarkeitsmerkmale die nicht-additiven Effekte eine große Rolle spielen (FU et al., 1995), sind diese Merkmale für die Nutzung von Heterosis besonders relevant (BIDANEL, 1993). NIEUWENHUIZEN et al. (1982) haben z.B. für die Wurfgröße der Maus heterotische Effekte von ca. 22 % festgestellt, NAGAI et al. (1984) von bis zu 33 %, GÖTZ et al. (1991 a, b) sogar bis zu 38 %. Das Merkmal Wurfgröße ist leicht bestimmbar und für Modellversuche hinsichtlich der Übertragbarkeit auf Nutztierpopulationen am besten geeignet.


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2.4. DNA-Loci mit Assoziationen zur Fruchtbarkeit

Für die Maus wurden mehrere Loci beschrieben, bei deren Genotypen Assoziationen zur Fruchtbarkeit bestehen. Zusätzlich wurden solche Gene betrachtet, die einen physiologischen Einfluß auf das Fruchtbarkeitsgeschehen ausüben. Die Tabelle 4 führt DNA-Loci auf, die im Anschluß näher beschrieben werden.

Tab. 4: DNA-Loci mit Einfluß auf das Fruchtbarkeitsgeschehen und deren Lokalisation im Genom der Maus

DNA-Locus

Bezeichnung

Chromosom

Lokalisation

(cM)

Inha

Inhbb

Inhibin alpha

Inhibin beta B

1

41,6

64,1

Fshb

Follicle-stimulating hormone-beta

2

60,0

Cga

Glycoprotein hormones, alpha subunit

4

9,5

Pmv12

Pdgfa

Polytropic murine leucemia virus-12

Plateled derived growth factor, alpha

5

77,0

88,0

Ryr1

Lhb

Jdf

Ryanodine receptor 1, skeletal muscle

Luteinizing hormone, beta

Juvenile development and fertility

7

10,0

22,0

46,1

Cyp19

Cytochrome P450, 19, aromatase

9

31,0

Estr

Igf1

Estrogen receptor

Insulin-like growth factor-1

10

9,5

46,0

Pmv2

Shbg

Polytropic murine leucemia virus-2

Sex hormone binding globulin

11

5,0

35,0

Inhba

Prl

Pl1

Inhibin beta A

Prolactin

Placental lactogen-1

13

10,0

14,0

17,0

Pdgfb

Plateled derived growth factor, beta

15

43,3

Cyp21a1

Ped

H2

Cytochrome P450, 21, steroid 21 hydroxylase

Preimplantation embryonic development

Histocompatibility-2, MHC

17

18,7

19,5

23,0


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Inha und Inhba/-b: Die Gene bilden Untereinheiten des gonadalen Glykoprotein-Hormons Inhibin, welches eine hemmende Wirkung auf das Follikelstimulierende Hormon ausübt (DE KRETSER und ROBERTSON, 1989). Bei Booroola-Merinos wurde eine geringere Inhibinkonzentration gegenüber Kontrollmerinos nachgewiesen (CUMMINS et al., 1983).

Fshb: Das Gen bildet eine Untereinheit des Follikelstimulierenden Hormons FSH (GLASER et al., 1985), welches für die Entwicklung und Funktion der Gonaden verantwortlich ist. Es regt im Hoden die Spermatogenese an, wirkt auf die Reifung des Follikels im Zyklus weiblicher Tiere und bewirkt, im Zusammenspiel mit Progesteron, die hormonale Regulation des Genitalzyklus.

Cga: Das Gen bildet eine gemeinsame Untereinheit für das Glykoprotein-Hormon Gonadotropin, das Luteinisierende Hormon und das Follikelstimulierende Hormon (NAYLOR et al., 1983).

Pmv2 und Pmv12: Pmv-Loci werden durch ihre hohe Polymorphie für genetische Analyseverfahren genutzt (JOHNSON, 1991). Mit Hilfe von RFLP-Analysen wurden Allele in der Nähe dieser Loci lokalisiert, die eine positive Assoziation mit einer bis zu sechsfachen Steigerung der Ovulationsrate nach hormoneller Induktion aufwiesen (SPEAROW et al., 1992).

Pdgfa/-b: Als Wachstumsfaktor erfolgt die Expression der Gene im frühen embryonalen Stadium. Die Gene sind für die Entwicklung spezifischer Gewebe notwendig, fördern die LH-Rezeptorenbildung und stimulieren die Östrogensynthese im Ovar (SCHATTEMANN et al.,1992),

Ryr1: Ryr1 bezeichnet das Gen für ein Protein, das als Ryanodinrezeptor die Ausschüttung von Ca2+-Ionen im sarkoplasmatischen Retikulum der Skelettmuskelzellen beeinflußt (Mc KENZIE et al., 1990). Eine Mutation innerhalb des Gens ist Hauptursache für das Maligne Hyperthermie Syndrom (MHS) beim Schwein (TAKESHIMA et al., 1989). Für spezifische Ryr1-Genotypen konnte eine Assoziation zu besseren Fruchtbarkeits- und Fleischbeschaffenheitsparametern nachgewiesen werden (REINER et al., 1993).


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Lhb: Das Gen codiert für das Luteinisierungshormon, welches zyklisch sezerniert wird und im Ovar die Interstitiellen- und Theka-Zellen stimuliert. Der präovulatorische Anstieg im Blut führt zur Ovulation. Bei Rind, Schaf und Schwein ist das Hormon weitestgehend für die Progesteronproduktion verantwortlich (RAPOPORT, 1977).

Jdf: Der Locus ist verantwortlich für den normalen Verlauf der Spermiogenese und der Trächtigkeit. Weiterhin besitzt er einen Einfluß auf die allgemeine Fitness der Tiere (LEWIS et al., 1978; KLEBIG et al., 1992; BAUMRUCKER und BLUM, 1993).

Cyp19: Hierbei handelt es sich um ein Gen, das zur Codierung des Aromatase Enzym P450arom führt. Dieses Enzym ist die terminale Oxidase bei der Synthese von Östrogenen aus Androgenen. In Verbindung mit dem glatten endoplasmatischen Retikulum kommt es u.a. in den Granulosazellen der Ovarien, den Leydig- und Sertolizellen und in der Plazenta vor. Bestimmte Allele in der Nähe von Cyp19 sind mittels RFLP-Analysen in Verbindung mit einer gesteigerten hormoninduzierten Ovulationsrate nachgewiesen worden (SPEAROW et al., 1992).

Estr: Es handelt sich um das Gen für Östrogen, das für die Oozytenreifung wesentlich ist und dessen Bildung vom Östrogenrezeptor vermittelt wird (WU et al., 1992). Ein Allel dieses Gens der Rasse Meishan steht in signifikanter Beziehung zu einer Steigerung der Wurfgröße um 1,5 Nachkommen (ROTHSHILD et al., 1995).

Igf1: Das Gen codiert ein Peptidhormon, welches während der Trächtigkeit vom Embryo und dem maternalen reproduktiven Trakt gebildet wird und das lineare Wachstum, den Glukosestoffwechsel, die Organhomeostase und die Entwicklung des Immun- und neurologischen Systems beeinflußt (KIRKPATRICK, 1992; POWELL-BRAXTON et al., 1993).

Shbg: Shbg ist das Gen für ein extrazelluläres Hormon-Transportprotein, welches ein weiteres Protein, das ABP (androgen binding protein), synthetisiert (JOSEPH et al., 1991).

Prl: Das Gen Prl codiert das Proteohormon, welches zu den Gonadotropinen gehört und für die Initialisierung und Aufrechterhaltung der Laktation verantwortlich ist (RAPOPORT, 1977).


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Pl1: Pl1 gehört zur Prolaktin-Wachstumshormon-Genfamilie. Die davon codierten Proteine werden in der Plazenta als Vorstufen synthetisiert und anschließend zu funktionsfähigen Produkten gespalten (JACKSON-GRUSBY et al., 1988).

Cyp21a1: Es wird vermutet, daß das Gen eine immunmodulatorische Rolle bei der Regulation der Glukokortikoid-Biosynthese spielt (WHITE et al., 1984). Bestimmte Allele in der Nähe dieses Gens stehen mit einer gesteigerten hormoninduzierten Ovulation in Verbindung (SPEAROW et al., 1992).

Ped: SPEAROW (1988 a, b) und SPEAROW et al. (1983, 1992) nehmen an, daß dieses Gen die Ovulationsrate kontrolliert. Weiterhin vermutet SPEAROW (1988), daß eine gewisse Analogie zur Wirkung des Booroola-Fruchtbarkeitsgens beim Schaf besteht. WARNER et al. (1991) wiesen einen Vorteil auf die reproduktive Leistung nach.

H2: Das Gen liegt im H2 Komplex, der eine Vielzahl an Aktivitäten kontrolliert (WARNER, 1986, 1987; WILLER et al., 1989), u.a. Transplantationsreaktivität, Regulation der T- und B-Lymphozyten-Differenzierung, Interaktionen immunkompetenter Zellen, aber auch Nicht-Immunphänomene wie z.B. Fruchtbarkeitsmerkmale (WILLER et al., 1989). GOLDBARD et al. (1982 a, b) konnten bei der Maus nachweisen, daß Gene des H2-Komplexes den Zeitpunkt der ersten Zellteilung und auch die Geschwindigkeit der nachfolgenden präimplantären Entwicklung bestimmen.


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