Genetische Verwandtschaft europäischer Apfelsorten (Gelesen 14659 mal)

[Mainsand]

Danke für deine schnelle und ausführliche Erklärung, Bergischer Apfel. Vielleicht versuche ich mich mal in den nächsten Tagen an einem einfachen Programm. Beim einfachen diploiden Erbverlauf, sollte das ja zB mit Python gar nicht so schwer sein.

[Bergischer Apfel]

Hallo Mainsand, kein Problem, ja das wäre cool .

[Bursche]

Ich bin noch lange nicht fertig, habe aber z.B. von der prominenten Goldparmäne 7 diploide Sorten gefunden, die wohl von ihr Abstammen, nach der anderen Elternsorte habe ich noch nicht gesucht.

Mir ist das noch nicht ganz klar, wie du bestimmst, dass es eine Elternsorte sein soll. Ich hab mir jetzt auch mal ein kleines Programm geschrieben, das zu allen 17 Genorten eines Apfels Entsprechungen bei den anderen Sorten sucht, bzw. die Anzahl Entsprechungen bei allen Apfelsorten bestimmt. Das Ergebnis ist also eine Zahl zwischen 0 und 17. Beim Goldparmäner sind es 35 Sorten, die in allen 17 Genorten mindestens eine Übereinstimmung haben, 12 Sorten mit 16 Genorten mit min einer Übereinstimmung usw.
Wenn die Genweitergabe wirklich zufällig ist, könnte man doch nur durch die Kombination zweier Elternteile auf die Elternschaft schließen, oder? Sonst könnte bei einer geringen Übereinstimmung ja der Rest, also der große Teil Nichtübereinstimmung vom anderen, unbekannten Elternteil kommen und selbst ein Apfel mit wenig genetischer Ähnlichkeit könnte Nachkomme sein. Oder gibt es da noch Randbedingungen die man berücksichtigen kann?

[Mainsand]

Mein Programm ist auch fertig und ich komme auf das gleiche Ergebnis. ~50 Zeilen Python-Code, wenn es jemandem hilft und das Forum Code nicht rausfiltert, kann ich es gern hier posten.

Für den Elterntest hatte ich überlegt eine bekannte oder angenommene Elternsorte zu nutzen und mit dem Kind zu vergleichen. Dann kann man die gleichen Marker streichen und entsprechend nach dem anderen Elter suchen. Ich denke aber, das das nicht klappen wird. Bei der Goldparmäne stimmen im Schnitt 8,5 Marker mit allen anderen Sorten überein. Und dadurch gibt es sehr wahrscheinlich zwischen bekanntem Elter und Kind neben den vererbten Genen auch einige zufällig gleiche Gene. Entsprechend streicht man vermutlich nicht nur die vererbten Gene, sondern auch ein paar zufällig gleiche. Und dann kann man das andere Elter nicht mehr richtig finden. Vielleicht probiere ich es nächste Woche trotzdem noch mal aus.

Bursche, wahrscheinlich ist also deine Technik geschickter aus den ermittelten Verwandten alle möglichen Paare zu bilden und mit denen das gesamte Erbgut zu suchen.

Hier noch die Sorten mit 17 gleichen Markern, also wahrscheinliche direkte Verwandte:
81 Goldparmäne
82 Kaiser Wilhelm
117 Gartenmeister Simon
139 MD_0186
227 Linsenhofer Sämling
257 Kardinal Bea
274 Hildesheimer Goldrenette
348 Harberts Renette
357 Neue Orleans Renette
392 Strauwalds Parmäne
424 Zabergäurenette
545 Laxtons Triumph
596 Röthaer Blenheim
602 Schöner aus Mlejew
768 Schöner aus Berwangen
773 Tannenkrüger
823 Orleans Renette
824 Holzhäuser Renette An
860 MD_1020
861 Schöner aus Dorla
883 Maischrenette
975 Ulmer Beckapfel An
997 Königsapfel aus Ulm
1075 Erstetter Luiken
1120 Wittgensteiner Glasapfel
1169 MD_1355
1178 MD_1364
1199 Schorndorfer Renette
1266 MD_1471
1275 Reinette d'Anjou
1280 MD_1491
1281 Rheinlands Ruhm
1287 MD_1502
1299 Körler Edelapfel
1364 Süßapfel Nr. 1509 An
1369 Deutscher Goldpepping

Allerdings ist auch die "neue Orleans Renette" dabei, die ja vermutlich eher eine anderes Kind der Orleans Renette ist.

und mit 16 gleichen Markern, also direkte Verwandte mit einer Mutation (oder einem sehr ähnlichen Erbgut)
18 Bayhs Mostapfel
247 Karmeliter Renette
279 Goldrenette von Blenheim
289 Biesterfelder Renette
394 Hansa Renette
460 Geheimrat Wesener
464 Fraas Sommerkalvill
597 MD_0720_a
651 MD_0783
771 Spielberger Wieslesapfel
840 MD_0994
994 Fränkischer Süßapfel An

[knoepfle]

Das Beispiel vom Cellini zeigt schön, wie jedes Elternteil genau die Hälfte beisteuert. Deswegen habe ich mal den Brettacher ausprobiert, der eine Kreuzung aus Champagnerrenette und wahrscheinlich Jakob Lebel sein soll. Der Jakob Lebel passt von seinen Allelen überhaupt nicht, die CR aber sehr wohl (mit Einschränkung, dazu später). Wenn man von den Allelen des Brettachers abzieht, was die CR beitragen kann, weiß man, was der andere Partner mitbringen muss. Und wenn man danach sucht, erhält man den Öhringer Blutstreifling. Kaum älter, aber immerhin aus der direkten Nachbarschaft. Er würde absolut perfekt passen, denn bei allen Genen, die beim Brettacher dreifach vorliegen, kämen immer zwei vom ÖB und eine von der CR. Aber bei den letzten 5 Genen (deren Überschrift gelb hinterlegt ist) würde die CR drei mal gar nichts beitragen, sondern nur der ÖB.
Dasselbe beim Siebenkant. Kombiniert man Weißer Winterkalvill mit dem Weißen Wintertaffetapfel, könnte man den Siebenkant erhalten. Bis auf Gen CH04f10 (das 5. Gen von rechts in der Tabelle), das wird beim Siebenkant als 190-190 angegeben. Der Winterkalvill hätte 190-241 und der Wintertaffet 235-235 und hätte somit nichts beigetragen.

Kann man sich darauf verlassen, dass bei jedem aufgeführten Gen BEIDE Eltern einen genetischen Beitrag leisten? Oder haben vielleicht die gelb markierten Gene eine Sonderrolle?

[Bergischer Apfel]

Wow, vielen Dank! Ich hatte die letzten tage wenig Zeit mal drüber zu gucken, das sieht auf jeden Fall mega interessant aus und es sind wieder ein paar Eltern darunter die ich noch nicht kannte.

Bei den Sorten der Verwadntschaft mit Goldparmäne sieht man auch schon die ganzen triploiden Sorten, welche von de Orelans abstammen, also Kaiser Wilhelm, Harberts, Neue Orleans, Röthaer Blenheim, Goldtenette von Blenheim u.a. Die haben natürlich auch eine Kopie gemeinsam, da sie den kompletten Gensatz von der Orleans geerbt haben.

@Bursche: Wenn die Sorten 17 übereinstimmende Genorte haben, sind sie sehr sicher in erster Generaton miteinander verwandt, bei den 16 sind es dann vielleicht Untersuchungsfehler oder serh enge Verwadntschaft in einer andern Generation.
Die Genweitergabe ist zufällig, sie bekommen aber immer den halben Gensatz der Elternsorte, deswegen kann ein Apfel mit wenig übereinstimmungen auch kein direkter Nachkomme sein. Oft kann man auch abschätzen, welche die ältere Sorte ist. Und halt mit der anderen Hälfte auch Sortensuche gehen.

Ich habe ja gar keine Ahnung on Programmieren, könnte man da irgendwie alle Sorten durchlaufen lassen und die übereinstimmenden Marker finden? Oder geht das nur einzeln? Und wie komme ich an so ein Programm?

Interessante Elternsorten wären wahrscheinlich u.a. noch Reinette Franche, Orleans, Kaiser Alexander, Danzinger Kantapfel oder Ananasrenette .

[Bursche]

Hier mal das Programm als Exe für Windows. Einfach entzippen und per Doppelklick starten, keine Installation nötig. Die Apfel-Daten sind im Programm eingebunden. Benutzung sollte selbsterklärend sein. Gewünschte Sorte in der Tabelle anklicken und dann den Knopf "Sorte Auswerten" drücken. In der orangenen Spalte "Matches" wird dann die Anzahl an Genorten angezeigt, die mindestens eine Übereinstimmung am Genort der Vergleichssorte hat. Mehr Funktionalität gibt es bisher nicht.

[Bursche]

sie bekommen aber immer den halben Gensatz der Elternsorte

OK, dann hab ichs verstanden.

Ich hab mir schon überlegt auch doppelte Gleichheit an einem Genort auszuwerten. Das hilft dann zwar nicht bei der Frage der Abstammung, könnte aber einen Hinweis auf Ähnlichkeit geben und evtl auch auf mehrfache Einkreuzung hinweisen?

Ich habe ja gar keine Ahnung on Programmieren, könnte man da irgendwie alle Sorten durchlaufen lassen und die übereinstimmenden Marker finden? Oder geht das nur einzeln?

Man kann prinzipiell alles machen, ist halt immer ein gewisser Aufwand. Man muss sich auch Gedanken über die Darstellung der Ergebnisse machen. Wenn man alles durchläuft, was möchte man dann darstellen? Alle Sorten mit 17 "Treffern" oder zu jeder Sorte ein oder mehrere mögliche Elternpaare finden?

[meiby]

Zitat aus Ariane Müller, Dankwart Seipp, Apfelsorten in Deutschland:

Die größte SNP-Datensammlung wurde von Nicholas Howard im Rahmen
des Projektes Groß angelegte Zusammenarbeit bei der Prüfung der Abstammungen
von Apfelsorten an der Carl-von-Ossietzky Universität in Oldenburg und der
Universität von Minnesota, USA zusammengetragen. Diese Datensammlung fußt
auf den Untersuchungen und Ergebnissen aus verschiedenen Einzelprojekten und
umfasst zur Zeit mehr als 4000 Apfelsorten und Züchtungsmaterial. Ähnlich wie
in der SSR Datensammlung sind in dieser SNP-Datensammlung Prüfungen auf
Duplikate möglich, aber es können auch von vielen Apfelsorten die Abstammungen
mit den beteiligten Elternsorten nachgewiesen werden. Inzwischen liegen einige
Veröffentlichungen vor, in denen auf der Basis von SNP-Daten viele Eltern von
einzelnen Sorten ermittelt werden konnten. Kürzlich sind die Daten auch genutzt
worden, um komplexere Verwandtschaftsverhältnisse wie Geschwistersorten oder
Großelternsorten mit deren Enkelsorten und noch weitere Beziehungen darzu-
stellen. (Howard u.a. 2021). Mit diesen Forschungen zur Genetik von Apfelsorten
kann Licht in die Geschichte von vielen Apfelsorten gebracht werden.

Vielleicht hilft dies https://www.openagrar.de/receive/opena ... s_00092714
bzw. diese darinaufgeführte Excel-Tabelle https://www.openagrar.de/servlets/MCRFi ... 31218.xlsx

[Bergischer Apfel]

Hey Bursche,

das ist super! Wirklich eine große Erleichterung. Die triploiden oder solche Sorten mit viel Verwandtschaft wie Orleans, Goldparmäne, Kaseler Renette und deren Nachkommen sind immer noch etwas "tricky" bzw. braucht man dafür schon ein wenig Vorwissen. Ich habe heute mal den ganzen Tag damit rumprobiert und viele interessante Kombinationen gefunden. Ich werde vorraussichtlich um Neujahr rum mal eine Zusammenfassung, mit allem was ich so gefunden habe hier reinstellen.

Besonders interessant finde ich das neben Glockenapfel, Finkenwerder Herbstprinz und Horneburger Pfannkuchen noch eine vierte Sorte, nämlich der Wilstedter Apfel aus der Kombi Prinzenapfel x Boikenapfel oder umgekehrt herausgekommen ist. Da scheint es eine gute Quote zu geben .

@hackman: Was ist das für ein Link so ganz ohne Berschreibung?

LG

[Mainsand]

Ich hab mal geschaut, welche Äpfel Triploide als vermeintliche Kinder (als Eltern scheiden Triploide ja eher aus) haben und denen den doppelten Chromosomensatz vererbt haben, um zu schauen, ob das eher gleichmäßig verteilt ist, oder ob es Sorten gibt, die eher die Tendenz dazu haben. Triploide wachsen ja allgemein stärker und die Bäume sind robuster. Wenn man also potentielle Tripoidenbildende Sorten findet, hätte man vielleicht Kerne für robustere Zufallssämlinge.
Ich hab doch ein paar Sorten gefunden, bei denen (wenn man von ähnlich strikter Selektion ausgeht) ein höherer Anteil der Kinder triploid ist. zB der Purpurote Cusinot mit 60% Triploidennachwuchs (Bischofshut, Kesseltaler Streifling und Klausdorfer Hänger), der Rote Bellefleur mit 44% (rh. Winterrambur, roter rh. Winterrambur An, Pollinger Klosterapfel und Rambur Bick An) oder der Kleine Brünnerling mit 30% (Welschisner, Brünnerling 2 An, Oberösterreichischer Brünnerling, Welschbrunner, Bayerischer Brünnerling, Winterscheibling). Andere Sorten haben kleinere Triploidenanteile: zB. Boikeinapfel 17%, Danziger Kant 17%, Orleans Renette 16%, Cox Orange 10% oder die Goldparmäne mit 4%. Und andere Sorten scheinen gar nicht zur diploiden Vererbung zu neigen.

Bei der Aktion bin ich außerdem auf die finnische Sorte Maikki gestoßen die laut dem englischen Wikipedia eine Kreuzung aus Melba und Huvitus sein soll. Huvitus ist leider nicht in der Datenbank drin, aber Melba scheint nicht drinzustecken. Stattdessen scheint es ein triploides Kind vom Cox orange zu sein. Also entweder passt die Info von Wikipedia und einer Dissertation nicht, in der ich indirekte Hinweise auf Melba als Elter gefunden habe oder es scheint eine Verwechselung bei der Apfelsorte im Sortengarten oder bei der Genanalyse zu geben. Oder ich hab irgendwas falsch gemacht

[Boyar]

Danke *Bursche*,

das Programm werde ich mir in einer ruhigen Stunde mal anschauen.
Mal sehen, was ich über die Äpfel in meinem Garten herausfinde.
Ich bin schon gespannt!

[Microcitrus]

Damit könnte ich in den nächsten Jahren theoretisch die Kreuzung wiederholen welche zu Cox Orange geführt hat. Wäre spannend ob solche Kreuzungen, aus denen so bekannte Sorten "zufällig" entstanden sind, vielleicht sogar bessere Äpfel hervorbringen können, also einen "robusteren Cox" (es gitb ja sehr viel Nachfahren von Cox, darunter auch robustere Sorten, nur so als Beispiel).

Also bei den Menschen gleichen sich Geschwister trotz gleicher Eltern selten, warum sollte es bei Äpfeln anders sein?

[Mainsand]

Vermutlich kriegt man eher robustere oder anders verbesserte Coxe, wenn man sich die Coxkinder anschaut und auf den anderen Erbteil achtet. Mit der Eigenschaft vom Cox orange sehr grob abgeschätzt ca 10% triploide Kinder zu haben (vermutlich aber etwas weniger), kriegt man, wenn man genug Samen aussäht sicherlich ein paar triploide Bäume mit vollen Cox-Erbgut + einem weiteren haploiden Erbsatz.

Normale diploide Sämlinge sollten statistisch genauso viel Coxerbgut haben wie seine Geschwister, die entstehen, wenn man die Kreuzung wiederholt. Oder hab ich einen Denkfehler?

[Monti]

Danke Bursche für das Programm auch von mir, das macht spaß.

Ich hab ja schon lange vermutet, dass der Spätblühende Taffetapfel vom Luikenapfel abstammt. Späte Blüte, der Wuchs und der Kelch sind einfach sehr naheliegend. Und siehe da, 17 übereinstimmende Genorte mit dem Luiken und: mit Oberöstereichischer Brünnerling (Triploid).
Letztgenannter wurder schon 1659 beschrieben und hat nur 16 übereinstimmende Genorte mit dem Luikenapfel, der jedenfalls Ende 18. Jh erwähnt wurde. Der Spätblühende Taffetapfel angeblich 1860 von Lucas entdeckt und diploid.
Ich hab keine Ahnung von Gehnen und Vererbungsregeln. Kann man damit näher eine Eltern-Kind-Aussage machen?

Noch etwas (für mich) spannendes: Der Heslacher Gereutapfel (angeblich entstanden 1820) wurde immer als Abkömmling vom Luikenapfel gehandelt. Und er sieht diesem ja sehr ähnlich und hat auch eine sehr späte Blüte. Aber: nur 11 übereinstimmende Genorte. Da ist der Spätblühende Taffetapfel mit 15 deutlich näher dran.