Toegepaste Genetica
Table of Contents
HC 1 ......................................................................................................................................................... 2
Genetica in natuurbeheer .................................................................................................................... 2
Plantenveredeling en fokkerij .............................................................................................................. 5
HC2 .......................................................................................................................................................... 9
Nakomelingen selecteren (selectiemethodes) .................................................................................... 9
HC 3 ....................................................................................................................................................... 15
Zelfbevruchters en klonale gewassen ................................................................................................ 15
HC 4 ....................................................................................................................................................... 22
Effectieve populatiegrootte ............................................................................................................... 22
Inteelt/ inteeltcoëfficiënt berekenen................................................................................................. 24
HC 5 ....................................................................................................................................................... 27
Resistentie veredeling........................................................................................................................ 27
Mutatie veredeling ............................................................................................................................ 31
Fokwaarde en selectieresultaat ......................................................................................................... 38
1
, Toegepaste Genetica
HC 1
Genetica in natuurbeheer
Er komen hier verschillende aspecten bij kijken zoals geneflow, genetische drift en inteelt. Je wilt bij
een populatie in de natuur er voor zorgen dat het in hardy-weinberg evenwicht is. En dat vooral
inteelt en genetische drift niet te veel voorkomen, hierdoor verlies je namelijk diversiteit.
Je hebt een extinctiespiraal:
Vanwege allerlei omstandigheden vanuit de maatschappij zoals habitatverlies, vervuiling,
klimaatverandering etc. kunnen populaties van bepaalde organisme kleiner en geïsoleerd worden.
Hierdoor heb je een verlies aan genetische diversiteit.
Het loopt als een spiraal omdat je elke keer terugkomt bij
een kleinere populatie. Dit lijdt tot inteelt en genetische
drift, wat weer lijdt tot verlies van genetische diversiteit.
Dit zorgt voor een verminderde individuele fitness,
verminderde voortplanting en een verhoogde sterfte.
Uiteindelijk kom je weer uit op een kleinere populatie.
2
, Toegepaste Genetica
Bottleneck effect nogmaals kennen:
Voor het bottleneck effect heb je een grote populatie of veel verschillende plekken, na de bottleneck
heb je nog maar twee locaties waar zich populaties bevinden. Een ander duidelijk verschil na een
bottleneck is dat de genetische diversiteit (aantal allelen per locus) een stuk lager is. Dit is ook direct
te zien bij het voortplantingssucces, die ook aanzienlijk lager is.
Genetische drift nogmaals kennen:
Dit lijdt tot verlies aan diversiteit. Want genetische drift
lijdt tot fixatie, dit houdt in dat het gen compleet
homozygoot wordt binnen de gehele populatie. Dus een
allel verdwijnt gewoon uit de populatie.
Bovenaan een populatie van 25 individuen, onderaan
een populatie van 500 individuen. Beide populaties
beginnen met een frequentieallel van 0,5. Op de X-as zie
je het aantal generaties. Bij de grote populatie zie je dat
na verschillende generaties er fluctuatie optreedt tussen
de allelen, maar geen een allel verdwijnt.
Bij de kleine populatie zie je dat afhankelijk van toeval
het ene allel verdwijnt en het andere allel heeft een
frequentie van 1,0. Als je zo’n allel kwijt bent, komt hij
ook niet meer terug.
Als de populatie kleiner wordt en minder genetische
diversiteit heeft, gaat ook dat aanpassingsvermogen
achteruit. Zo’n populatie kan dan minder goed omgaan
met ziektes en veranderde omstandigheden.
3
, Toegepaste Genetica
Hoe kan je ervoor zorgen dat een populatie minder geïsoleerd is? Dit kun je bijvoorbeeld doen door
verbindingen (zoals ecoducten) te maken. Hierdoor breng je de gene flow weer op gang waardoor je
weer nieuwe diversiteit binnen een populatie terecht gaat komen.
Een andere mogelijkheid in plaats van verbinden is een populatie aanvullen. Dit kan je doen door
dieren uit te zetten binnen een populatie. Je moet er hierbij wel voor zorgen dat de omstandigheden
waardoor de populatie in eerste instantie kleiner is geworden weg zijn. Hier kan verschillende kritiek
op zijn, bijvoorbeeld dat er dieren uit het buitenland worden gehaald om uit te zetten. Hier kan de
populatie heel anders worden. Of je zet dieren uit die vervolgens gelijk opgegeten worden door de
roofdieren die in dat gebied leven. Hierbij ben je dus eigenlijk gewoon dieren aan het voeren en
verandert er verder ook niks.
Je wilt populaties behouden, dus bijvoorbeeld inheemse bomen en struiken. Dit noem je in situ
behoud. Hierbij bewaar je dus bijvoorbeeld niet de zaden etc, maar wil je er echt voor zorgen dat ze
op hun plek zelf kunnen blijven groeien. Wat daarbij belangrijk is om te weten, is of de populaties die
je wilt bewaren ook daadwerkelijk inheems zijn. Is vervolgens die diversiteit binnen die populatie ook
hoog genoeg om die populatie in stand te houden. Als de populatie te klein is, ga je richting die
extinctiecyclus en veranderd de populatie alsnog.
Je kunt de populaties ook monitoren, je kan met behulp van de hardy-weinberg al kunnen berekenen
of je bijvoorbeeld te maken hebt met gene flow etc.:
• Populatie structuur – migratie
• Verwantschap – inteelt
• Effectieve populatie grootte (zie colleges dier, dit komt nog)
• Genetische diversiteit over de jaren heen
• Effectiviteit verbindingszones (doen die wel wat ze moeten doen etc.)
4
Table of Contents
HC 1 ......................................................................................................................................................... 2
Genetica in natuurbeheer .................................................................................................................... 2
Plantenveredeling en fokkerij .............................................................................................................. 5
HC2 .......................................................................................................................................................... 9
Nakomelingen selecteren (selectiemethodes) .................................................................................... 9
HC 3 ....................................................................................................................................................... 15
Zelfbevruchters en klonale gewassen ................................................................................................ 15
HC 4 ....................................................................................................................................................... 22
Effectieve populatiegrootte ............................................................................................................... 22
Inteelt/ inteeltcoëfficiënt berekenen................................................................................................. 24
HC 5 ....................................................................................................................................................... 27
Resistentie veredeling........................................................................................................................ 27
Mutatie veredeling ............................................................................................................................ 31
Fokwaarde en selectieresultaat ......................................................................................................... 38
1
, Toegepaste Genetica
HC 1
Genetica in natuurbeheer
Er komen hier verschillende aspecten bij kijken zoals geneflow, genetische drift en inteelt. Je wilt bij
een populatie in de natuur er voor zorgen dat het in hardy-weinberg evenwicht is. En dat vooral
inteelt en genetische drift niet te veel voorkomen, hierdoor verlies je namelijk diversiteit.
Je hebt een extinctiespiraal:
Vanwege allerlei omstandigheden vanuit de maatschappij zoals habitatverlies, vervuiling,
klimaatverandering etc. kunnen populaties van bepaalde organisme kleiner en geïsoleerd worden.
Hierdoor heb je een verlies aan genetische diversiteit.
Het loopt als een spiraal omdat je elke keer terugkomt bij
een kleinere populatie. Dit lijdt tot inteelt en genetische
drift, wat weer lijdt tot verlies van genetische diversiteit.
Dit zorgt voor een verminderde individuele fitness,
verminderde voortplanting en een verhoogde sterfte.
Uiteindelijk kom je weer uit op een kleinere populatie.
2
, Toegepaste Genetica
Bottleneck effect nogmaals kennen:
Voor het bottleneck effect heb je een grote populatie of veel verschillende plekken, na de bottleneck
heb je nog maar twee locaties waar zich populaties bevinden. Een ander duidelijk verschil na een
bottleneck is dat de genetische diversiteit (aantal allelen per locus) een stuk lager is. Dit is ook direct
te zien bij het voortplantingssucces, die ook aanzienlijk lager is.
Genetische drift nogmaals kennen:
Dit lijdt tot verlies aan diversiteit. Want genetische drift
lijdt tot fixatie, dit houdt in dat het gen compleet
homozygoot wordt binnen de gehele populatie. Dus een
allel verdwijnt gewoon uit de populatie.
Bovenaan een populatie van 25 individuen, onderaan
een populatie van 500 individuen. Beide populaties
beginnen met een frequentieallel van 0,5. Op de X-as zie
je het aantal generaties. Bij de grote populatie zie je dat
na verschillende generaties er fluctuatie optreedt tussen
de allelen, maar geen een allel verdwijnt.
Bij de kleine populatie zie je dat afhankelijk van toeval
het ene allel verdwijnt en het andere allel heeft een
frequentie van 1,0. Als je zo’n allel kwijt bent, komt hij
ook niet meer terug.
Als de populatie kleiner wordt en minder genetische
diversiteit heeft, gaat ook dat aanpassingsvermogen
achteruit. Zo’n populatie kan dan minder goed omgaan
met ziektes en veranderde omstandigheden.
3
, Toegepaste Genetica
Hoe kan je ervoor zorgen dat een populatie minder geïsoleerd is? Dit kun je bijvoorbeeld doen door
verbindingen (zoals ecoducten) te maken. Hierdoor breng je de gene flow weer op gang waardoor je
weer nieuwe diversiteit binnen een populatie terecht gaat komen.
Een andere mogelijkheid in plaats van verbinden is een populatie aanvullen. Dit kan je doen door
dieren uit te zetten binnen een populatie. Je moet er hierbij wel voor zorgen dat de omstandigheden
waardoor de populatie in eerste instantie kleiner is geworden weg zijn. Hier kan verschillende kritiek
op zijn, bijvoorbeeld dat er dieren uit het buitenland worden gehaald om uit te zetten. Hier kan de
populatie heel anders worden. Of je zet dieren uit die vervolgens gelijk opgegeten worden door de
roofdieren die in dat gebied leven. Hierbij ben je dus eigenlijk gewoon dieren aan het voeren en
verandert er verder ook niks.
Je wilt populaties behouden, dus bijvoorbeeld inheemse bomen en struiken. Dit noem je in situ
behoud. Hierbij bewaar je dus bijvoorbeeld niet de zaden etc, maar wil je er echt voor zorgen dat ze
op hun plek zelf kunnen blijven groeien. Wat daarbij belangrijk is om te weten, is of de populaties die
je wilt bewaren ook daadwerkelijk inheems zijn. Is vervolgens die diversiteit binnen die populatie ook
hoog genoeg om die populatie in stand te houden. Als de populatie te klein is, ga je richting die
extinctiecyclus en veranderd de populatie alsnog.
Je kunt de populaties ook monitoren, je kan met behulp van de hardy-weinberg al kunnen berekenen
of je bijvoorbeeld te maken hebt met gene flow etc.:
• Populatie structuur – migratie
• Verwantschap – inteelt
• Effectieve populatie grootte (zie colleges dier, dit komt nog)
• Genetische diversiteit over de jaren heen
• Effectiviteit verbindingszones (doen die wel wat ze moeten doen etc.)
4
