Rückkreuzung
Unter Rückkreuzung versteht man die Kreuzung eines Individuums, dessen Genotyp unbekannt ist, mit einem homozygot-rezessiven Individuum.
Wozu ist die Rückkreuzung relevant?
Durch diese Kreuzung kann der Genotyp des unbekannten Individuums (mit dem dominanten Merkmal) ermittelt werden. Dazu schaut man sich die Verteilung der Nachkommen dieser Kreuzung. Falls alle Nachkommen Uniform sind, dann müsste der Elternteil mit dem unbekannten Genotyp homozygot sein (1. Mendelsche Regel). Dagegen ist ein Verhältnis 1:1 ein Hinweis darauf, dass der Elternteil mit dem unbekannten Genotyp heterozygot sein müsste.
Betrachten wir die Farbe der Erbsen, wobei gelb (G) gegenüber grün (g) dominant ist. Gelbe Erbsen können also theoretisch den Genotypen GG oder Gg haben. Um den Genotyp einer gelben Erbse zu bestimmen, wird dieser mit einer homozygot-rezessiven Erbse, also mit einer grünen Erbse gekreuzt. Welchen Genotyp hat nun eine grüne Erbse?
Eine grüne Erbse hat immer den Genotypen gg, da sie homozygot-rezessiv ist. Falls nun die grüne Erbse mit einer gelben Erbse gekreuzt werden würde und die gelbe Erbse homozygot wäre, also den Genotyp GG hätte, wie würden die Nachkommen dieser Kreuzung aussehen?
Die Nachkommen bekommen jeweils ein g und ein G und sind alle gelb mit dem Genotyp Gg. Falls nun die grüne Erbse mit einer gelben Erbse gekreuzt werden würde und die gelbe Erbse homozygot wäre, also den Genotyp GG hätte, dann würde es sich bei dieser Kreuzung exakt um die 1. Mendelsche Regel handeln, d. h. alle Nachkommen der F1-Generation wären gelb (Uniformitätsregel). Falls die gelbe Erbse heterozygot wäre, also den Genotyp (Gg) hätte, würde eine Kreuzung mit der grünen Erbse (Genotyp gg) sowohl gelbe als auch grüne Erbsen liefern, und dies im Verhältnis von 1:1. Dies bedeutet, dass die Hälfte (50%) der Individuen der F1-Generation gelb (Genotyp: Gg) und die andere Hälfte der F1-Individuen grün (Genotyp: gg) sind. Somit ist die Rückkreuzung eine Technik, um aus dem Verhältnis der Nachkommen, den Genotyp eines unbekannten Individuums zu bestimmen.
Anwendung der Mendelschen Regeln
Bei der Anwendung von Mendelschen Regeln, ist es besonders hilfreich sich die Verteilung der Nachkommen anzusehen. Dies werden wir jetzt anhand eines konkreten Beispiels besprechen.
Wenn die Individuen der F1-Generation, d. h. die Nachkommen einer Kreuzung, bezüglich eines Merkmals alle identisch aussehen und genotypisch gleich sind, dann sind BEIDE Elternteile homozygot.
Beispiel: die Kreuzungen von homozygoten Individuen AA x AA, AA x aa und aa x aa ergeben Individuen, die alle genotypisch – und deshalb auch phänotypisch – identisch sind.
Vorsicht: Die Kreuzung AA x Aa ergibt im vollständig dominanten Fall Individuen, die alle phänotypisch identisch sind, sich aber genotypisch unterscheiden (nämlich AA und Aa). Bei der unvollständigen Dominanz existiert das Problem nicht, da AA und Aa sich auch phänotypisch unterscheiden.
Wenn die Individuen der F1-Generation, d. h. die Nachkommen einer Kreuzung, bezüglich eines Merkmals das Verhältnis 3:1 (bei der vollständigen Dominanz) oder das Verhältnis 1:2:1 (bei der unvollständigen Dominanz) zeigen, dann sind BEIDE Elternteile heterozygot.
Beispiel: die Kreuzungen von heterozygoten Individuen Aa x Aa ergibt gemäß der 2. Mendelschen Regel Nachkommen, die sich genotypisch im Verhältnis 1:2:1 aufspalten. Bei einer dominant-rezessiven Vererbung (vollständige Dominanz) wird aus diesem Verhältnis das Phänotypenverhältnis 3:1.
Bei einem multihybriden Erbgang, wenn also die Vererbung von mehreren Merkmalen untersucht wird, sollen die Merkmale SEPARAT und UNABHÄNGIG voneinander berücksichtigt werden. Dazu kann es notwendig werden, die Verhältnisse nochmal zu bestimmen.
Beispiel: Die Kreuzung von rund-gelben Erbsen mit runzelig-grünen Erbsen ergab 50 rund-gelbe und 52 runzelig-gelbe Erbsen. Betrachten wir zuerst die Erbsenfarbe unabhängig von der Erbsenform. Da Alle Nachkommen gelb sind, kann man sofort erkennen, dass Beide Elternteile bezüglich der Farbe homozygot sind (Uniformitätsregel). Nun schauen wir uns die Erbsenform an, ohne die Farbe zu berücksichtigen. Die Hälfte der Nachkommen ist rund, die andere Hälfte ist runzelig. Dies ist ein Phänotypenverhältnis von 1:1. Das bedeutet, dass bezüglich des Merkmals „Erbsenform“ ein Elternteil auf jeden Fall homozygot und der andere auf jeden Fall heterozygot sein muss (Rückkreuzung).
Wenn die Individuen der F1-Generation, d. h. die Nachkommen einer Kreuzung, bezüglich eines Merkmals genotypisch das Verhältnis 1:1 zeigen, dann ist ein Elternteil homozygot und ein Elternteil heterozygot.
Beispiel: die Kreuzungen von Individuen AA x Aa und Aa x aa ergeben alle Individuen, die genotypisch das Verhältnis 1:1 zeigen. Wenn also die F1-Hybriden bezüglich eines Merkmals das Phänotypenverhältnis 1:1 zeigen, ist ein Elternteil homozygot und ein Elternteil heterozygot.
Vorsicht: Die Kreuzung AA x Aa ergibt im vollständig dominanten Fall (d. h. bei dominant-rezessiver Erbgang) Individuen, die alle phänotypisch identisch sind, sich aber genotypisch unterscheiden (nämlich AA und Aa). Bei der unvollständigen Dominanz existiert das Problem nicht, da AA und Aa sich auch phänotypisch unterscheiden.