Heterosiseffekt was ist das?
Durch genetisch möglichst unterschiedliche reinrassige Zuchtlinien der Parentalgeneration (= Elterngeneration) wird bei der Kreuzung erreicht, dass viele Allele der Kreuzungseltern unterschiedlich sind. Stark heterozygote Lebewesen verfügen über mehr verschiedene Erbanlagen als reinrassige. Sie sind oft widerstandsfähiger gegen Krankheiten und können sich besser auf wechselnde Umweltbedingungen einrichten (Heterosis-Effekt). Nachteilige, rezessiv bedingte Eigenschaften werden zudem im Phänotyp der Hybride nicht (oder kaum) realisiert.
Hybridzucht wird vor allem zur Steigerung von Fertilitätsmerkmalen angewendet, die normalerweise eine niedrige Heritabilität haben, das heißt nur schlecht vererblich sind (Fruchtbarkeit bei Schweinen, Samenertrag bei Kulturpflanzen, SMR-Selektion bei den Bienen).
Genutzt wird die Hybridzucht z. B. bei Bienen, Schweinen, Hybridhühnern und im Pflanzenbau (Getreide, Mais).
Nach der zweiten Mendelschen Regel nimmt die Mischerbigkeit aber ab der zweiten Filialgeneration (F2) ab: Jede Selbstbefruchtung von Hybriden senkt den Grad der Heterozygotie (und damit üblicherweise die Ausprägung der Heterosis der Merkmale) auf die Hälfte. Mildere Inzucht, etwa fortgesetzte Geschwister-Paarung bei Tieren, senkt den Grad der Heterozygotie weniger stark, aber nach vielen Generationen ebenfalls bis auf Null. Wenn sich die Nachkommen von Hybriden, wie bei Tieren üblich, durch Fremdbefruchtung fortpflanzen, dann erreichen sie einen eher normalen Zustand auf dieser Inzucht-Hybrid-Skala und sind dann weder inzüchtig noch hybrid. Wenn aber die Nachkommen von Hybriden, wie bei vielen Pflanzen (z. B. Gerste) üblich, sich durch Selbstbefruchtung fortpflanzen, dann verlieren sie mit den Generationen die Mischerbigkeit, sie werden reinerbig. Sie verlieren alles, was in der Ausgangshybride an Hybridwüchsigkeit vorhanden war. Der Heterosis-Effekt ist allerdings bei solchen Pflanzen von vornherein eher klein, sie verlieren über diese Generationenfolge also wenig.
Hinweis: Sind die zwei Eltern selbst Hybriden, dann realisieren sie selbst Heterosis und müssen aus heterotischen Gründen nicht weniger produktiv als ihr Kreuzungs-Nachkomme sein. Der deutsche Botaniker Joseph Gottlieb Kölreuter lieferte bereits 1766 eine erste Beschreibung dieses Phänomens.
In der Maiszüchtung finden auch Dreiwegehybriden (Inzuchtlinie 1 x Inzuchtlinie 2) x Inzuchtlinie 3 Anwendung.
So kann der Heterosis-Effekt bei Getreide-Arten wie dem Mais oder Roggen zur Verdopplung (und mehr) der Erträge im Vergleich zu solchen Eltern (Inzuchtlinien) führen. Hierbei sind allerdings die vorhergehenden Inzuchtdepressionen bei höheren Inzuchtgenerationen (…, I6) der Eltern zu berücksichtigen. Aus der Perspektive von wüchsigen Hybriden erkennt man im Minderwuchs von Inzuchtlinien deren Inzucht-Depression; aus der Sicht dieser Inzuchtlinien entsprechend die Heterosis (Hybridwüchsigkeit, Bastardwüchsigkeit) der Hybriden (Bastarde). Der Anteil der Hybridsorten ist in den letzten Jahrzehnten stark angestiegen. Außer der hohen Leistung kommt vor allem der Planbarkeit des Züchtungsergebnisses mithilfe der Genomik und dem Schutz vor Nachbau durch die Landwirte große Bedeutung zu. 1995 waren bei Brokkoli, Tomaten und Rosenkohl jeweils über 80 Prozent der Sorten Hybridsorten.
Quelle Wikipedia
Anwendung bei Bienenvölkern
Neben den Genotyp-Umwelt-Interaktionen können auch andere nicht-additive Geneffekte die Leistung eines Volkes beeinflussen. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist die Hybridzucht, bei welcher Individuen mit unterschiedlicher reinrassiger Herkunft gekreuzt werden, um die Leistung der ersten Nachkommen (F1-Hybride) überdurchschnittlich zu verbessern. Hier ist zu beachten, dass der Heterosis-Effekt in der F1 Generation bei den Arbeiterinnen und in der F2 Generation bei der Königin auftritt. Durch diese Kreuzung steigt die Wahrscheinlichkeit, dass der Nachkomme im Vergleich zu den Eltern neue Allelkombinationen besitzt, die einen positiven Effekt auf die Ausprägung eines Merkmals haben. Das Auftreten von leistungsstärkeren Merkmalen im Vergleich zur Elterngeneration wird als Heterosis-Effekt
bezeichnet. Der Effekt ist dabei von der genetischen Beziehung zwischen den Elterngenerationen abhängig, je größer der genetische Unterschied ist, desto stärker kann der zu erwartende Effekt sein. Kreuzt man allerdings die F1-Hybriden miteinander, nimmt dieser Effekt stark ab, deshalb wird dieses Verfahren auch als Gebrauchskreuzung bezeichnet. Um langfristig von den Vorteilen des Heterosis-Effekts profitieren zu können, müssen die reinrassigen Ursprungsvölker, die für die Gebrauchskreuzung der Produktionsvölker nötig sind, langfristig erhalten werden. Durch dieses 2-Stufen-Verfahren (Erhalt der Elternpopulation und Zucht von Produktionsvölkern) kann die erzielte Leistungsverbesserung über mehrere Generationen fixiert werden. Bei der Hybridzucht muss aber auch berücksichtigt werden, dass die «Überlegenheit» der Hybriden nicht unbedingt dem Zuchtziel entspricht: Je nach Kreuzung können zum Beispiel Hybridvölker ein verstärktes Abwehrverhalten
zeigen und somit die imkerliche Arbeit erschweren.