Pflanzenzüchtung (Subject) / Prüfungsfragen zu den Grundlagen (Lesson)

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• Nennen Sie die 3 Schritte der Selbstung im Zuchtbetrieb. 1.    Isolierung der Pflanze             Eintüten eines Blütenstandes            Isolation in Zelt, Kabine oder Gewächshaus            Isolation durch genügend großen Abstand zu potentiellen Bestäubern 2.    Bestäubung Spontan, eventuell durch Schütteln unterstützen, oder manuelle Aufbringung des Pollens 3.    Isolation bis zum Samenansatz Unter der Tüte oder in der Kabine
• Nennen Sie die 3 Systeme der Selbstinkompatibilität bei Pflanzen und geben Sie jeweils ein Beispiel an 1.    Gametophytisch, 1 Locus       Tabak 2.    Gametophytisch, 2 Loci          Roggen 3.    Sporophytisch, homomorph   Sonnenblume
• Wann selektieren Sie welche Merkmale in der Stammbaummethode und warum? Selektion erfolgt in der Reihenfolge der Erkennbarkeit der Merkmaleerste Samenmerkmale in F2 erkennbar, jedoch viel zu viele Genotypen, die nur oberflächlich geprüft werden könnenjedoch je höher die Generation und damit verbundenen Selektionsschritten immer weniger zu betrachtende Genotypen F3-F5             Krankheiten bonitiert, Wuchstypen, Standfestigkeit, ReifezeitF6                   Bewertung größere Parzellen, Bewertung von polygen vererbten Merkmalen Ertrag & Ertragskomponenten(bei Getreide: TKG, Kornzahl/Ähre, Ährenzahl/Pflanze), Feldresistenzgegen Pathogene, Innere Qualität(Gehalt an Inhaltsstoffen, Toxine), Verarbeitungseigenschaften(bei Weizen Verkleisterung, Mehlausbeute, Backfähigkeit) F7                   Wiederholung zur Verfügung
• Definieren Sie das Ziel der Pflanzenzüchtung, die Charakteristika einer Sorte und die Strategie dies zu erreichen. Ziel: neue Sorten einer Kulturpflanze zu erzeugen Charakteristika einer Sorte: neu, homogen, unterscheidbar, beständig, landeskultureller Wert Strategie: ..., indem 1) genet. Variabilität                                     2) Selektion verbesserte Individuen nach Prüfung der Leistung                                     3) amtlich zugelassen der Individuen als Sorte                                     4) für Anbau vermehrt 
• Mit welchen 9 Disziplinen der Lebenswissenschaften steht die Pflanzenzüchtung in Bezug? Pflanzenbau, -Pathologie, -Ernährung, Botanik, Genetik, Molekularbiologie, Biometrie, Biostatistik, Bioinformatik
• Nennen Sie die zehn Teilgebiete der Pflanzenzüchtung. Ertragszüchtung, Resistenz-, Qualitäts-, DNA-Marker, Bio-Technologie, Gentechnik, -ZüchtungsInformatik, genetische Ressourcen, Populationsgenetik, Quantitative Genetik
• Nennen Sie die 6 Schritte eines allgemeinen Zuchtschemas für eine Neuzüchtung. 1)    Zuchtziele definieren2)    Kreuzungseltern selektieren3)    Kreuzung, damit genetische Variabilität 4)    Selektion der Kreuzungsnachkommen in Richtung des Zuchtziel5)    Amtl. Prüfung der selektierten NK6)    Sortenzulassung Unterschiedlich für jede Kulturart
• Nennen Sie je drei Beispiele für die 4 wichtigsten Zuchtziele in der Pflanzenzüchtung. Ertrag= Korn-, Zucker-, Ölertrag   Qualität der Ernteprodukte= menschlichen Direktverzehr (Geschmack und Haltbarkeit bei Kartoffeln, Tomaten), industrielle Verwendung (Stärkequalität oder Alkoholausbeute bei Kartoffeln), Energiegewinnung z.B. Methanausbeute für Biogas   Widerstandsfähig= gegen Schädlinge (Rübenzystenälchen), Krankheitserreger (Braunrost), Umweltstress (Trockenperiode)   Agronomische Eigenschaften=Winterfestigkeit, Standfestigkeit, Pflanzenlänge 
• Erläutern sie das Sortenschutzgesetz in Bezug auf: Definition der Sorte, Voraussetzung für die Sortenzulassung, Dauer der Zulassung, Nachbauregelung. Sortenschutzgesetz= Schutz der Züchter   Sorten wird definiert als „Eine Gesamtheit von Pflanzen oder Pflanzenteilen innerhalb eines bestimmten Taxons, welche als Einheit angesehen werden kann und sich von anderen Einheiten in mindestens 1 Merkmal unterscheidet.“   Vor. Für Sortenzulassung:-unterscheidbar                                                -neu                                                -homogen                                                -beständig                                                -gekennzeichnet von Sortenbezeichnung Sortenzulassung bleibt 25Jahre bestehen (z.B. bei Kartoffel Linda) oder 30bei Obst und Reben   Nachbauregelung besagt, dass „ein Landwirt, der von der Möglichkeit des Nachbaus einer geschützten Sorte Gebrauch macht, ist dem Sortenschutzinhabers zur Zahlung eines angemessenen Entgelts (Nachbaulizenz) verpflichtet. 
• Erläutern Sie das Saatgutverkehrsgesetz in Bezug auf: Voraussetzung für die Sortenzulassung, Dauer der Zulassung, beschreibende Sortenliste. Vor. Sortenzulassung:        -unterscheidbar                                                -beständig                                                -homogen                                                -eingetrageneSortenbezeichnung gekennzeichnet                                                -landeskulturellen Wert   Zulassungsdauer: 10Jahre, 20Jahre bei Reben und Obst   Sortenliste= Dort werden die für den Anbau wesentlichen Merkmale und Eigenschaften sowie die Eignung der Sorten aufgeführt. 
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• Erläutern Sie das Schema einer Neuzüchtung am Beispiel eines Getreide-Selbstbefruchters. Die Züchtung folgt den Mendelschen Gesetzen.    1.    Zuchtziel definieren und dann darauf Selektion der Kreuzungseltern  2.    Eltern gekreuzt 3.    F1- Generation= reinerbig, da 1. Uniformitätsregel 4.    F1 miteinander gekreuzt —> 2. Spaltungsgesetz= heterozygot, somit auch unterschiedlich Phänotypen 5.    aufspaltenden 2.ten Generation selektiert 6.    mit den Auslesegenerationen weiter gezüchtet bis zu 4. Generation andauernd 7.    F7-F10 Bildung einer reiner Linien, Prüfungsgeneration, Beginn der Erhaltungszüchtung

Prüfungsgeneration= Vermuteter Zuchtstamm ab einem bestimmten Stadium mit einen Leistungsvorteil gegenüber bisherigen vorhanden Sorten auf dem Markt —> Züchter beginnen mit Vermehrung und Wertprüfung, die für Zulassung notwendig ist                          8.    F11-F13 amtliche Prüfung, Linienvermehrung, systematische Erhaltungszüchtung 9.    ca. F14 Zulassung, Vermehrung, systematische Erhaltungszüchtung
• Erläutern sie das Schema einer Erhaltungszüchtung. Erhaltungszüchtung sichert Reinheit, Homogenität, Beständigkeitàspezifischen Merkmale der eingetragenen Sorte Auslese der EinzelpflanzenàSortenechtheit   Die Erhaltungszüchtung ist eine konsequente Fortsetzung der Neuzüchtung. 1.    Einzelährenauslesen aus Stammsaat 2.    1 Reihe je Ähre wird aufgestellt, und es werden Unterlinien aus den jeweils besten Einzelährennachkommenschaftengezüchtet 3.    (1-2) Jahre Prüfung der Unterlinien, um Unterlinie miteinander zu vergleichen—> daraus die Beste ausgewählt=Stammsaat 4.    Stammsaat wird vorbereiten für Vermehrung in Zuchtgarten 5.    Sortenvermehrung= 1. Vorstufensaatgut 2. Basissaatgut 3. Zertifiziertes Saatgut   dabei Züchtungsfortschritt als Auslese und Prüfung der Besten jeder Generation für optimale Saatgutqualität
• Welche Aufgabe hat die Genbank? Wie werden die archivierten Genbankdaten zugänglich gemacht? Aufgaben:   1.    Pflanzengenetische Ressourcen gesammelt, erhalten, dokumentiert (ca. 150.000 Akzessionen= (genetische Ressourcen derselben Arten) aus ca. 3.000 Arten)                                                             2.    Ressourcenforschungan Kulturpflanzen und ihre verwandten Wildarten 3.    Bereitstellung von Pfl.material für Züchtung und Forschung   Zugänglich: Datenbank-Recherche, Monographien, Morphologische Beschreibung, 
• Welche 4 Formen der künstlichen Erhaltung von genetischen Ressourcen gibt es? Nennen Sie jeweils ein Beispiel dazu. künstliche Erhaltung erfolgt              1) Samen bei ca. -10° gekühlt gelagert                          Getreide             2) Dauergarten (z.B. Pillnitz)                                             Obstgehölze             3) Gewebekultur                                                                 Kartoffeln, Zwiebeln             4) Krio-Konservierung in Nflüssig bei -183°C               Kartoffel
• Nennen Sie jeweils 5 biotische und 5 abiotische Stressfaktor mit Beispiel auf die in der Züchtung selektiert wird. Biotisch: Viren-Gelbmosaikr.-GersteBakterien-Schorfr.-KartoffelnPilze-Mehltaur.-Weizen, GersteNematoden-Nematodenresistenz-KartoffelnInsekten-Zünslerresistenz-Mais Abiotisch Trockenheit-Trockentoleranz-MaisNährstoffmangel-Phosphateffizienz-ReisHitze-Hitzetoleranz-HirseSaurer Böden-Al-toleranz-GersteKälte-Wintertoleranz-Raps
• Nennen Sie 5 Gründe, warum die genetische Vielfalt der Pflanzen erhalten werden soll. -Verlust an Genotypen sind nicht zu ersetzen. -Wir wissen nicht, welche Gene in der Zukunft benötigt wird, um den Bedarf an Kulturpflanzen zu decken. -Pflanzengenetische Ressourcen stellen eine Art Bibliothek dar, in der brauchbare Gene für landwirtsch. Anbaugelagert werden. -Gen-Varianten der Wildarten werden über „Allele mining“ systematisch auf vorteilhafte Genfkt. Geprüft -vorteilhafte Wild-Allee werden der Züchtung zugeführt.
• Beschreiben Sie die Theorie des Alleeverlust im Verlaufe der Domestikation. Vor über 10.000 Jahren: Vielzahl von Wildarten -Menschen wurden sesshaftàBeginn der Ausleseselektion + Domestikation, weil nur spezielle Wildarten angebaut wurden, die dem Menschen nutzvoll warenàunerwünschte Eigenschaften wurden verdrängt sowie Leistung verbessert= „Landsorten“ entstehen 1. Flaschenhals: genetischer Verlust von Genotypen Landsorten (ca. vor 100 Jahren) 2. Flaschenhals bleibt gegenwärtig: Landsorten durch moderne Züchtung optimiert  Sodass aktuellen Elitesorte entstehen
• Nennen Sie die acht Genzentren nach Vavilov und jeweils eine Kulturpflanzenart, die dort domestiziert wurde. China                                     Soja Indien & Indonesien            Reis Zentralasien                          Pflaumen Naher Osten                         Weizen Mittelmeerraum                    Raps Äthiopien                              Kaffee Mittelamerika                        Mais Südamerika                          Kartoffel
• Aus welchen Wildformen ist der hexaploide Kulturweizen entstanden und welche Genome wurden dabei kombiniert? P1: Wildeinkorn der Sorte T. Monococcumvar. Urartu (AA) (2x + diploid) x Aegilops spp= Gänsefußgras (Annahme) (BB) (2x) Chromosomenverdopplung F1: AABB Wildemmer T. dicoccoides (4x) àKultur Emmer: T. dicoccumAABB F1 x Ziegengras T. tauschii (DD mit 2x) Chromosomenverdopplung F2: T. Aestivum =Weichweizen (AABBDD) (6x)
• Unterscheiden Sie die 4 Formen der Fortpflanzung von Kulturpflanzen. Sexuelle Vermehrung über die Bildung von Gameten: Pollen (m.) (befinden sich in Antheren) und Eizelle (w.) (in Fruchtkörper) (Meiose)àbei der Befruchtung kommt es zur genetischen Vielfalt unterteilt wird in:      Fremdbestäubung (Pollen stammt nicht von der eigenen Pflanze, sondern von einer genetisch anderen Pflanze) wie durch Wind- (Mais) oder Insektenbestäubung (Raps) Selbstbestäubung (eigener Pollen führt zur Befruchtung) Weizen Partielle Fremdbestäubung (beides machbar, Sorghumhirse) Vegetative Vermehrung über Pflanzenorgane: Knollen, Ausläufer (Mitose)àgenetisch identisch
• Beschreiben die genetische Determination der Blütenorgane. Festlegung der Blütenorgane: ABC-Modell  Gleichzeitige Expression von 1 oder 2 der 3 MADS-Box-Transkriptionsfaktoren A,B und C in einer Zelle A= Kelchblatt                       A+B=Kronblatt         C+B=Staubblatt       C=Fruchtblatt
• Welche 3 Formen der sexuellen Fortpflanzung kann man unterscheiden? Nennen Sie jeweils eine Kulturpflanze als Beispiel. Diözische (2häusig) Pflanze         Hanf(Art, bei der jedes Individuum nur ein Gametentyp produziert) Monözische (1häusig) Pflanze     Mais(Art, beide Gametentypen auf ein Individuum produziert, aber die Geschlechtsorgane nicht benachbart) Hermaprodite (zwittrig) Pflanze= 1. Fremdbefruchter= Roggen 2. Selbst-= Weizen 3. Partielle Selbstbefruchtung= Ackerbohne, Sorghumhirse(Art, beide Gametentypen auf ein Individuum produziert, aber die Geschlechtsorgane unmittelbar benachbart)
• Welche Formen der asexuellen Fortpflanzung kann man unterscheiden? Vegetativen Vermehrung  natürlich: Knollen, Ausläuferkünstlich: Stecklinge (mit meristem. Gewebe), Pfropfungbeim Wein, Gewebekultur Apomixis (=ungeschlechtliche Samenbildung)                                                Parthenogenese (Jungfernzeugung aus ungeschlechtliche                                     Eizellen bei Wiesenrispe)                                                Adventive Embryonen (Embryonen aus somatischen                                                            Zellen bei Zitrus)
• Welche biologischen Befruchtungskontrollen können Sie bei Selbst- bzw. Fremdbefruchtern unterscheiden? Geben Sie jeweils ein Beispiel. Selbstbefruchter bei Zwittrigkeiten 1.    Bestäubung vor Blütenöffnung(Kleistogam) bei Weizen 2.    Abschirmung der Pollen bei offener Blüte bei Tomate Fremdbefruchter Diözie HanfMonözie MaisZwittrigkeiten:1. Ungleiche Reifezeit der Blütenorgane 1.   Protandriebei Möhren                   zuerst Pollen dann Fruchtkörper reif 2.   Protogyniebei Avocado                zuerst Fruchtkörper dann Pollen reif 2.    Selbstinkompatibilität 1.   Gametophytisch bei Kirsche 2.   Sporophytisch bei Kohl
• Welche 4 Sortentypen leiten sich aus welchen Fortpflanzungsmethoden ab? Nennen Sie jeweils eine Beispielkulturpflanze. 1.    Klonsorten bei vegetative Vermehrung       Kartoffel 2.    Liniensorten bei Selbstbefruchter                 Weizen 3.    Populationssorten bei Fremdbefruchter      Roggen 4.    Hybridsorten vom Züchter gesteuertes Befruchtungssystem bei Fremd- und Selbstbefruchter                                                     Mais, Raps
• Nennen Sie die 4 Schritte der Kreuzung im Zuchtbetrieb. . Schritt: Mutterpflanze kastrierenàEntfernung der männlichen Blütenorgane Von Natur aus gegeben (Spargel, Hanf)als männlich sterile Form von Züchter selektiert (Mais, Roggen, Raps, ...)Selbstinkompatibilität eigener Roggen stört nicht, weil er nicht befruchten kannKastrierung normales Verfahren bei Mais, Weizen, trotzdem schwierig bei kleinen Blüten (Möhre) oder ungünstigenBlütenbau (Soja) 2. kastrierte Mutterpflanze isolieren, durch Isolation, Eintütenàwind- und insektensicher 3. Pollen sammeln und bestäuben Transport der ganzen Vaterpflanze (im Topf) zur Mutterüber Hand bestäuben: die offene Blüte oder Anthere sammelnUnterbindung von Ähren, Rispen, Blütenstielen und unter der Tüte aufblühen lassen 4. Bestäubte Blüte isolieren bis zum Samenansatz Ganze Pflanze, nur Blüte bzw. nur Blütenstand
• Beschreiben Sie das 1-Locus-System der gametophytischen Selbstinkompatibilität bei Tabak. Bei gametophytischer Inkompatibilität (Unterdrückung der Befruchtung) kann Pollen nicht befruchten, wenn er an den Inkompatibilitätslocinur Alleleder Mutter besitzt. Polleninhalt, der haploider männliche Gamet entscheidet, weil der S-Locus für eine RNAse-Gen, welches RNA abbaut, kodiert.
• Beschreiben Sie das 2-Locus-System der gametophytischen Selbstinkompatibilität bei Roggen. Inkompatibilität (Unterdrückung der Befruchtung) entsteht, wenn der Pollen (=haploider männl. Gamet) zugleich an beiden Loci das mütterliche Allelbesitzt. Polleninhalt, der haploider männliche Gamet entscheidet, weil der S-Locus für eine RNAse-Gen, welches RNA abbaut, kodiert, somit keine Befruchtung möglich ist.  Die Mutter besitzt S und Z Gen besitzt (vier Allele, diploid) — S1S2Z3Z4 
• Beschreiben Sie das sporophytische Selbstinkompatibilitätssystem bei Kohl. Bei sporophytischen Systemen sind eine unabhängige bzw. Eine dominanteVererbungder SI bei (diploid) Vater(Pollenwand spielt eine Rolle= sporophytisches Gewebe) und Mutter(Narbe, Griffel) zu unterscheiden. Es kommt zur Interaktion zwischen SRK-Gen in Narbe (Rezeptorkinase in der Narbe) erkennen SCR-Gen in Pollen (Pollenprotein am Pollenwandschicht=Exine). Wenn Bindung möglich zwischen den Proteinen→keine Befruchtung. Pollenwand ist hier entscheidend für eine Befruchtung. Stimmt auch nur ein S-Allel mit denen des zu befruchtenden mütterlichen Sporophyten überein, so erfolgt eine Abstoßungsreaktion. Keimung des Pollen wird behindert. Narbe enthält auch keine Lücken und ist trocken. 
• Nennen Sie die 4 genetischen Systeme der männlichen Sterilität. 1.    Plasmatische (verschiedene Cytoplasmen, aber keine Variation im Kern) männliche Sterilität Plasma nur von Mutter vererbt, sodass auch männlich NK wie die Mutter steril sind. Es gibt keine fertile Hybriden.  2.    Genisch (GMS, kein Cytoplasmanotwendig, ein oder mehrere Sterilitäts- bzw. Restorergene im Kern) bedingt männliche Sterilität Keine rein männlich-sterile NKschaft erzeugbar. Für die Züchtung bedarf es eine geeignetes Verfahren zur Selektion der männlich sterilen Formen. Z.B. über Blütenmorphologie( Pollenschüttung, Lebensfähigkeiten des Pollens, ...) oder durch Einsatz selektiver Substanzenerfolgen 3.    Gentechnisch erzeugte, genisch bedingte männliche Sterilität (zum Beispiel Seedlink) 4.    Cytoplasmatisch-genisch(CMS, verschiedene Cytoplasmen und verschieden Restorergene, Sterilität des Cytoplasma in Mitochondrienveranktert) bedingte männliche Sterilität (CMS= „cytoplasmatic male sterility“)
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• Beschreiben Sie das gentechnische Seedlink-System mit dominanter Vererbung der männlichen Sterilität (=Msms) zur Erzeugung von Hybriden. Verfahren auch bei Raps benutzt Inzuchtlinie   Maintainer    à        NKAB+H/--                   A--/--                                          AB+H/--UND A--/-- Bastaeinsatz, sodass †A1A1(50% fertil)                                                               AB+H/--mit BR+H/R+HRestoreràAB+H/BR+H und A--/BR+H B-Gen= TA29-barnase-Gen vom Bacilus amyloliquefaciens- ein BodenbakteriumTA29 Promoter schaltet BarnaseProtein an, der dann RNA im Pollen abbautàZelltodàmännliche Sterilität R-Gen= TA29-barstar-Genproduziert Barstar-Genprodukt inhibiert Barnase, indem es koppeltàkein Zelltod – wird gekoppelt mit Herbizidresistenz mit Selektionsmarker nach dem Seedlink Hybridsystem H-Gen= 35S-Gen stellt Herbizidresistenz von Glufosinat Basta (dient nur zur Selektion von männlichen sterilen NK)
• Nennen Sie 5 Beispiele für die Nutzung von cms-Cytoplasmen und beschreiben Sie die Einlagerung des cms-Cytoplasmas durch fortgesetzte Rückkreuzung. Viele cms-Formen sind alloplasmatisch, d.h. Cytoplasma stammt von einer anderen Spezies.  Beispiele:  Weizen                      Triticum timopheevi- Cytoplasma Roggen                     „Pampa“- Cytoplasma aus argentin. RoggensorteGerste                       msm1-Cytoplasma aus Hordeum spontaneumRaps                          Ogura-Cytoplasma aus RettichSonnenblume          PET-Cytoplasma aus Helianthus petiolaris  Vater (mehrfach) x CMS MutteràKern der Mutter wird zur Hälfte vom rekurrenten Vater ersetzt, sodass schrittweise Restgenotyp des Donors verdrängt wirdÜbertragung des Donorgen (Gen, was man auf Kulturpflanze übertragen möchte) auf rekurrenten VateràSelektion sowohl mehrfache Rückkreuzungnötig um, Restgenotyp des Donors zu verdrängen, jeweils um die Hälfte, sodass Kreuzungsprodukt der Zuchtsorte ähnlicher aussieht
• Erläutern Sie die molekularen Mechanismen des S-Cytoplasmas für das CMS-System bei Petunia hybrida. Im S Cytoplasma, um genau zu sein auf dem ringförmigen Mitochondiren ist pcf-Gen (=petunia cms-associated fused gene) enthalten. Pcf-Gen ist ein Chimäres Gen (ORF354 =openream frame) aus den 3 Ursprungsgenenatp9 (ATPase) + cox2 (cytochrom oxidase 2) + urf-s (unindentified ream frame) Transkription in Antheren 4-5x höher als im Blatt:  Pcf-Gen wird in ein 25 kDaProtein (PCF) translatiert  PCF nur in Pollengenese toxisch und wird durch die Expression von PCF durch Restorgen Rf stark reduziert.
• Erläutern Sie die molekularen Mechanismen des Rf-Restorergens für das CMS-System bei Petunia hybrida PPR= Pentatricopeptide repeat Rf-PPR 14 unvollständige Repeats eines 35 AS-MotivsPPR-Genfamilie: >200 Kopien in ArabidopsisRestorgen RfàUnterdrückung der Expression des PCF-ProteinsFunktion von PPR: Prozessierung oder Translation der Organgellen-mRNAs? Maintainergen: rf (rezessiv): Deletion im PPR-Promotor, k. rf Expression in der Blüte
• Wie prüft man genetische Effekte, Umwelteffekte und GxE-Interaktionen und wann liegen diese Effekte vor? Genetische Effekte bei 2 Genotypen und 1 Umwelt, dh. Sorten A vs B bei ortsüblicherDüngungàErgebnisauswertung A=100 dt/Ha und B=140 dt/ha Umwelteffekte          bei 1 Genotyp und 2 Umwelten, dh. Nur Sorte A gedüngtàErgebnisauswertung A=100 dt/Ha und 25 dt/ha Man unterteilt in Makro (=bewußt berücksichtig zB Düngung, Aussaatzeit, Saatdichte, Standort, Jahr, ...) und Mikro (=reine Störgrößen, die nicht kontrolliert oder reproduziert werden zB lokaler Bodeneinfluß, Krankheitsbefall, Wüchsigkeit der einzelnen Pflanzen) -Umwelteinflüsse. GxE-Interaktion (=2faktorieller Versuch)bei 2 Genotypen und 2 Umwelten, dh. 2 Sorten x 2 Düngungsstufen, dh. Sorte A≠B sowohl ungedüngt und gedüngt, aber auch innerhalb A und B 
• Erläutern Sie die quantitativ-genetische Vererbung am Beispiel der Kornfarbe des Weizens nach Nilsson-Ehle. Wenn mehrere Genorte beteiligt sind, addieren sich im einfachsten Fall die einzelnen Effekte (lineares Modell). Im Experiment in 1910 von Nilsson-Ehle, erkannte er, dass bei gleichwertigen drei Genen (A, B & C) in rezessiv und dominant bei der Vererbung das Merkmal: Rotfärbung der Körner am stärksten ist, sobald viele dominante Gene vererbt wurden. àpolygenischer Erbgang mit einem additiven Zusammenwirken der 3 Gene Kreuzung von zwei homozygoter Weizen einmal mit Allel für helles Korn, rezessiv und sehr roten Färbung= Allel für rotes Korn, dominant F1: alle gleich F2: Spaltung der Gene: 8 Genotypenund 5 Phänotypen bei 2 Genen (mehr Genotypen, wenn mehr Genorte entsprechend Ausprägungen bestimmen vorhanden ist, sodass wenn unendlich viele Genorte bestimmen, dass viele Klassen (Phänotypen) da sind und nicht mehr unterscheidbar àEindruck, der übergangslose Variation entsteht  Wahrscheinlichkeit der einzelnen Allele beträgt 1/8à1/16 von beiden Allelen Verteilung entspricht einer Normalverteilung: in der mittlere Ausprägung höchste Frequenz und an den Seiten nimmt abàGaußsche Glockenkurve Mehr Gene beteiligt besser dargestellt
• Welche 3 Selektionsformen kann man unterscheiden? Wie verändert sich dabei die Varianz bzw. das Mittel der Population? stabilisierende Selektion= Mittel stabilisiert und Varianz verkleinert disruptive S.= 2 Mittelwerte erzeugt und Varianz vergrößert gerichtete S.= Mittel verschoben und Varianz reduziert
• Beschreiben Sie die genetische Varianz in den Generationen P, F1, F2 und F3 bei einem Selbstbefruchter. Ab wann kann man deshalb nach dem Genotyp selektierten? Befruchtungssystem hat großen Einfluss auf Prozess der Sortenherstellung 1.   Liniensorten bei Selbstbefruchtern Individuen sind homogen (AA+AA+AA) & homozygot zB Weizen 2.   Populationssorten bei Fremdbefruchtern Individuen sind heterogen (AA + AB + BB) & heterozygot Roggen Züchter kann selbst in das Befruchtungssystem und somit auch Vermehrung eingreifenàSortentyp kann dementsprechend gelenkt werden 3.   Klonsorten bei vegetativer Vermehrung Individuen sind homogen & heterozygot Kartoffeln 4.   Hybridsorten bei Fremdbefruchtern und Selbstbefruchtern  (gelenkte Massenkreuzung) Individuen sind homogen & heterozygot Mais
• Beschreiben Sie die genetische Varianz in den Generationen P, F1, F2 und F3 bei einem Selbstbefruchter. Ab wann kann man deshalb nach dem Genotyp selektierten? Keine Variation, weil homogen der Eltern (P1 und P2), sodass Eltern und F1 nur umweltbedingt F2= Varianz größer, aufgrund der Aufspaltung nach Mendel→Genetik und Umwelt bedingt F3: Varianz größer als in F2, weil höher Kombination, aber unterteilbar Variation in NKschaft einzelner F2 Pflanzen ist kleiner Selektion in reinen Linien ergebnislos, weil keine genetische Varianz vorhanden ist
• Unterscheiden Sie die 4 Zuchtschemata in der Pflanzenzüchtung nach Schnell und geben sie jeweils eine Kulturart als Beispiel an. Befruchtungssystem hat großen Einfluss auf Prozess der Sortenherstellung 1.   Liniensorten bei Selbstbefruchtern Individuen sind homogen (AA+AA+AA) & homozygot zB Weizen 2.   Populationssorten bei Fremdbefruchtern Individuen sind heterogen (AA + AB + BB) & heterozygot Roggen Züchter kann selbst in das Befruchtungssystem und somit auch Vermehrung eingreifenàSortentyp kann dementsprechend gelenkt werden 3.   Klonsorten bei vegetativer Vermehrung Individuen sind homogen & heterozygot Kartoffeln 4.   Hybridsorten bei Fremdbefruchtern und Selbstbefruchtern  (gelenkte Massenkreuzung) Individuen sind homogen & heterozygot Mais
• Beschreiben sie in einem X/Y-Diagramm aus Homozygotie/Heterozygotie auf der X-Achse und Homogenität/Heterogenität auf der Y-Achse die möglichen Entwicklungen der Sortenstruktur der vier Sortentypen nach Schnell (1982). Landrasse heterogen, weil durch Fremdbestäubung Liniensorte: selbstbefruchtend, sodass die Pflanzen aus einem einzigen Genotyp homogen bleiben Durch Krankheitsepidemie auch Sortenmischung, dh. Mischung mit verschiedener homozygoter Linien, sodass Pflanze homozygot aber heterogen als Sorte    Populationssorten: offen, isolierte Bestäubung    Hybride: kontrollierte Kreuzung zwischen Inzuchtlinien entweder Einfachhybrideß3weghybrideßDoppelhybrid Einfachhybrid: homogen, passend zum Sorteschutzgesetz, Ausprägung der Eigenschaft sind bei allen gleich
• Vergleichen Sie Populations- und Hybridsorten im Hinblick auf Homogenität, Heterosis (Ertrag) und Nachbaumöglichkeit? Homogenität                        nein (P)         ja (H) Heterosis (Ertrag)                max. bei Hybridsorten, da Ziel viele Loci heterozygotie zu haben, jedoch bei Population nur eingeschränkt der Fall, das auch Homozygotie vorhanden, da sie nicht nach Heterosis selektiert wird wie bei Hybridsorten Nachbaumöglichkeit          ja (P) mit Genet. Drift möglich und Hardy Weinberg kann sich verschiebennein (H), weil sexuelle Vermehrung folgt eine Aufspaltung der heterozygoten Genotypen, sodass Nachbau nicht mgl
• Klonsorten: Nennen Sie 5 verschiedene Methoden vegetative Klone zu vermehren und geben Sie jeweils ein Beispiel dazu an. Knollen                      Kartoffeln Zwiebeln                   Zwiebel aller Art Ausläufer                  Erdbeeren Stecklinge                 viele Zierpflanzen Gewebekultur          Spargel
• Beschreiben Sie das Zuchtprogramm für Kartoffel. Welche 3 genetisch-biologischen Besonderheiten sind bei der Kartoffelzüchtung zu beachten? 1. Jahr           Variationsschaffung Kreuzung ausgewählter Elternpflanzen, Fremdbefruchtung 2. Jahr           ab 2.– 9. Jahr ist Sortenprüfungsphase Beeren entstehenàSamengewinnnung àTopfsämling hoher Selektionsrate nach Zuchtziel 3. Jahr           selektierte Knolle gesammeltàFeldsämling hoher Selektionsrate 4. Jahr -7. Jahr        A-D Stammzucht, Selektion genetisch identischB-Stamm: Ertragsprüfungfindet statt      8. Jahr           Parzelle werden größeràWertprüfung des Bundessortenamtes 9. Jahr           endgültige Sorte Besonderheiten der Kartoffelzüchtung: Klonale Vermehrung, Tetraploidie, Allogomie (Fremdbefruchtung)
• Unterscheiden Sie die 4 Zuchtprogramme in der Linienzüchtung. A         Selektion erfolgt erst in der F4, weil dort hohe Homozygotie herrschtdavor wird einfach nur vermehrt B         Selektion findet bereits in der F2 statt, wo Heterozygotie herrscht, weil dort die MerkmalsaufspaltungMehraufwand in den ersten Generation beschleunigt jedoch Zuchterfolg Selektion der NK (Linien) ab der F5- Generation C         Verkürzung der Zucht, weil in einem Jahr gleich 2 Generationen entstehen könnenàF1-F3 kommt es keine Selektion, weil zufällig Körner ausgewählt werden, die im Gewächshaus angezüchtet werdenàSelektionsstart ab F4, wenn bereits viel vermehrt wurde D         von D1 werden die Gameten aus Mikrosporen der Antheren oder aus unbefruchteten Eizellen gewonnenàColchizinbehandlung, damit Ausdopplungàhomozygote Linien bereits bei D2àVerkürzung auf 3 Jahre gegenüber Standartverfahren
• Beschreiben Sie das Zuchtprogramm der Stammbaummethode in der Linienzüchtung. F1:      Kreuzung  F2:      besten Einzelpflanze selektiert Körner jeder selektierten Pflanze in eine Reihe als Einzelpfl. Im Zuchtgarten angebaut F3:      Selektion der Reihe oder die Einzelpflanze, Anbau dieser Körner F4:      AB F4 Selektion erfolgt nach Reihe nicht nach Einzelpflanze, da Homozygotie F5:      selektierten in 3 Reihen nach ihrer Verwandtschaft angebautReihen werden auch Familie genannt             Selektion der Reihe und Anbau in einer Parzelle F6:      Selektion der der Parzelle F7:      Selektion und größere Parzelle F8:      Selektion und größere Parzelle Vermehrung
• Beschreiben Sie das Zuchtprogramm der Doppelhaploiden (DH) in der Linienzüchtung. von F1 werden die Gameten aus Mikrosporen der Antheren oder aus unbefruchteten Eizellen gewonnenàin einem Reagenzglaszum Wachsen gebrachtàhaploide PflanzeàColchizinbehandlung oder spontan wird Chromosomen verdoppeltàfertile, homozygoter, aber genetisch unterschiedlichePflanze danach Aufbau von Selbstungsnachkommenschaften(homogen) undSelektion der geeigneten Genotypen Arten: Männliches Prinzip (androgenetisch):    Rapsmit Antheren- oder Mikrosporenkultur, Gerste Antherenkultur Weibliche Prinzip (parthenogenetisch): Weizen mit Maispollenbestäubung (viele Genotypen), Mais mit Mais (spezielle Induktorlinie), ZR mit Ovarienkultur, Sommergerste mit hordeum bulbosum, Kartoffel mit solanum phureja
• Wann selektieren Sie welche Merkmale in der Stammbaummethode und warum? Selektion erfolgt in der Reihenfolge der Erkennbarkeit der Merkmaleerste Samenmerkmale in F2 erkennbar, jedoch viel zu viele Genotypen, die nur oberflächlich geprüft werden könnenjedoch je höher die Generation und damit Selektionsschritten immer weniger zu betrachtende Genotypen F3-F5             Krankheiten bonitiert, Wuchstypen, Standfestigkeit, ReifezeitF6                   Bewertung größere Parzellen Bewertung von polygen vererbten Merkmalen=Ertrag & Ertragskomponenten(bei Getreide: TKG, Kornzahl/Ähre, Ährenzahl/Pflanze)Feldresistenzgegen PathogeneInnere Qualität(Gehalt an Inhaltsstoffen, Toxine)Verarbeitungseigenschaften(bei Weizen Verkleisterung, Mehlausbeute, Backfähigkeit) F7                   Wiederholung zur Verfügung
• Unterscheiden Sie die 3 Zuchtprogramme in der Populationszüchtung. Massenauslese: einfache Methode, die jedoch lange dauert, um ein Zuchtfortschritt zu bekommen Aus Ausgangpopulation werden besten Einzelpflanze nach Züchtungsziel selektiert Wann wird selektiert? Vor der Blüte Selektion auf Mutter und Vaterseite Nach der Blüte Selektion auf Mutterseite   àKörner genommen und als verbesserte Population angebaut Problem: Ähren kann auch vom schlechten Vater erzeugt werden und die Allele werden weiter gegeben  Schlecht, deshalb entstand Individualauslese:   Individualauslese: Aus Ausgangpopulation werden besten Einzelpflanze nach Züchtungsziel selektiert àTest, ob es wirklich gute Einzelpflanze sind= NKsprüfung Körner der 1 Einzelpflanze in 1 Reihe angebaut und dessen NK geprüft, sodass nur gute NK und somit Pflanzenbestand wird bewertet und aufgenommen   Problem: Reihe kann auch von schlechten Vätern aus den Reihen befruchten werdenàkeine absolute Gewissheit, sodass auch schlechte Allele weitergegeben wird Schlecht, deshalb entstand Restsaatgutmethode:   Restsaatgutmethode: aus der Ausgangspopulation wählt man die gewünschten Einzelpflanze herausànur die Hälfte der Körner/Pflanzen wird in einer Reihe= A1 Stamm angebaut und die anderen Hälfte= Restsaatgut behält man erst einmal (ohne Restsaatgut würde die selektierte NKschaft unkontrolliert bestäubt werden)àA1 Stamm erfolgt Vorprüfung, dh. Selektion der Reihe, dabei ist es die gleiche Mutter, aber unbekannter Vater, da Pollenwolke Ein Jahr geht dabei verloren, jedoch Selektion ist genaueràA1 jedoch MGL „kontaminiert“ von der nebenliegenden Reihen, da Pollenwolke und nicht weiterverwendetàRestsaatgut baut man als A2 Stamm und befruchtet mit ausgewählten PollenàSelektion und Anbau als B1 Stämme in Parzellenàweitere Selektionbis man C1 hatàVermehrung Stärkere Kontrolle der Mutter sowohl Vater
• Erklären Sie den Begriff der Heterosis. Heterosis= Hybridwüchsigkeit Shull 1952= erhöhte Leistungsfähigkeit von Hybriden, dh. Verstärkter Wuchs, Größe, Fruchtbarkeit, schnellere EntwicklungResistenz gegen biotischer Stress (Krankheiten & Schaderreger) und abiotischer Stress (Trockenheit, Hitze, Kälte, NSmangel, etc.) Heterosis engverbunden mit Inzuchtdepression. Wird die Pflanze ingezüchtet (stärkste Form: Selbstung), dh. Homozygotiegrad angehoben, und es kommt zur Leistungsabnahme, wenn auch zur Letalität

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