Länderinstitut für Bienenkunde Hohen Neuendorf e.V.
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Berechnung von Erblichkeiten und genetischen Beziehungen zwischen Eigenschaften der Honigbiene.

Biene mit Hofstaat

Volkseigenschaften

Honigertrag und Verhalten eines Bienenvolkes können direkt gewogen oder subjektiv beurteilt werden Die Tatsache, dass man das Volk durch eine Messgröße pro Eigenschaft charakterisieren kann verleitet dazu, es als einen homogenen Organismus zu betrachten. Das Bienenvolk muss selbstverständlich als Einheit agieren, genetisch gesehen ist es aber ein aus zwei Generationen zusammengesetzter Verband unterschiedlich verwandter Individuen. Der Nektar wird von den Arbeiterinnen gesammelt und die Aggressivität wird ausschließlich an deren Verhalten beurteilt, aber diese Eigenschaften sind auch durch Legeleistung und Pheromonproduktion etc. der Königin beeinflusst. Konventionelle Methoden der genetischen Analysen sind bei den aus der wechselseitigen Beeinflussung der beiden Kasten resultierenden Volkeigenschaften nicht geeignet. Für maternal beeinflusste Merkmale bei Säugern entwickelte Modelle werden dafür an die Verhältnisse der Honigbiene angepasst. Hierbei wird die gemessene Volkleistung als Linearkombination des Phänotyps der Arbeiterinnen (direkte Effekte) und des diese Leistungsausprägung mitbeeinflussenden maternalen Phänotyps (Königin) interpretiert. Durch Pleiotropie sind auch genetische Korrelationen zwischen direkten und maternalen Effekten möglich und müssen berücksichtigt werden.

Bestimmte an einzelnen Arbeiterinnen erfassbare Eigenschaften (z. B. Öffnung- und Ausräumreaktionen varroaparasitierter Bienenbrut) erfordern aber andere Konzepte. Diese Merkmale sind wie z.B. krank-gesund oder trächtig- nicht trächtig typische "Alles-oder Nichts-Eigenschaften". Die Merkmale zeigen keine kontinuierliche Variabilität, so dass die für die Heritabilitätsschätzung notwendige Aufteilung der Varianz in einen genetischen und einen umweltbedingten Anteil mit den traditionellen Methoden nicht möglich ist. Entscheidend für das Verständnis der Vererbung von "Alles- oder Nichts-Merkmalen" ist die Idee, dass ihnen eine Kontinuität mit Schwellenwerten zugrunde liegt. Der Ausbruch einer Krankheit ist z.B. von der Höhe der Antikörperkonzentration des Individuums abhängig. Liegt die Konzentration unterhalb einer Schwelle, wird das Tier krank, liegt der Wert über der Schwelle, bleibt das Tier gesund. Es gilt mit entsprechenden statistischen Verfahren, die zugrundeliegende Variabilität der nur in 2 Stufen wahrnehmbaren Merkmalsausprägung zu berechnen. Dies ist möglich mit sogenannten Schwellenmodellen. Hierbei werden aus dem Prozentsatz Tiere mit Merkmalsausprägung, der Annahme einer konstanten Schwelle und einer standardisierten Normalverteilung, Differenzen zwischen den Völkern errechnet. Je größer der Anteil Merkmalsträger, desto größer errechnet sich der Mittelwert auf der transformierten Verteilung. Mittels der Gipps-Sampling-Methode werden nun unter Berücksichtigung des unterschiedlichen Anteils Merkmalsträger je Geschwistergruppe und den Vorgaben durch die Normalverteilung Zufallszahlen generiert und damit die diskontinuierliche Verteilung (ja-nein) in eine Normalverteilung transformiert. Die Erblichkeit errechnet sich nun aus der Intraclasskorrelation, d.h. dem Quotienten der Varianz zwischen den Geschwistergruppen zur Gesamtvarianz.

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