Farbgenetik - vom Allel zum Genotyp

Um Farbgenetik in der Zucht anwenden zu können, braucht es paar Grundlagen der Genetik, die im Folgenden erklärt werden.

• Allel: Allele sind Varianten an einer spezifischen Stelle (Locus) eines Gens, die den Phänotyp bestimmen, wie zum Beispiel die Augenfarbe, die Vliesfarbe usw.. Allele treten immer paarweise auf. Dabei stammt ein Allel vom Vater und ein Allel von der Mutter.
• Gen: Gene sind einzelne Abschnitte auf der DNA.
• Dominant: Dominante Allele bestimmen den Phänotyp, also das äußere Erscheinungsbild eines Alpakas. Dominante Allele werden als Großbuchstaben, z.B. A, E geschrieben.
• Rezessiv: Treten rezessive Allele einzeln auf, dann sind sie im Phänotyp häufig nicht erkennbar. Sind jedoch beide Allele rezessiv, dann sind sie merkmalbildend; reszessive Allele werden als Kleinbuchstaben, z.B. a, e geschrieben.
• Homozygot: Beide Allele tragen dieselbe Erbinformation, zum Beispiel die Erbinformation für die Produktion von Phäomelanin (rot-gelb) oder Eumelanin (schwarz). Ein Beispiel: Beinhaltet der Farbgenotyp "ee", dann besteht dieser Teil des Genotyps aus rezessiv homozygoten Allelen. Das bedeutet, es kann nur Phäomelanin produziert werden - das Vlies ist fawnfarben.
• Heterozygot: In diesem Fall tragen die beiden Allele unterschiedliche Erbinformationen. Bei der Vliesfarbe kann es zum Beispiel sein, dass ein Allel die Produktion von Eumelanin (schwarzen Farbstoffen) und das andere Allel nur die Produktion von Phäomelanin (rot-gelbem Farbstoff) ermöglicht. Liegen diese zweiunterschiedlichen Allele in ein und demselben Tier vor, dann sind diese Allele gemischterbig, also heterozygot. Ein Beispiel: Beinhaltet ein Farbgenotyp "Ee", dann kann auch Eumelanin produziert werden.
• Genotyp: Der Genotyp ist die Kombination aller Allele, die den Phänotyp bestimmen, zum Beispiel die Augen- oder die Vliesfarbe.

Das Zusammenspiel der Allele und welche Farbgenotypen welche Vliesfarben hervorbringen, wird im Grundlagenseminar erklärt und im Aufbauseminar weiter vertieft..

Hilfreiche Videos zum Verständnis dieser Begriffe und Zusammenhänge

• Erklärvideo: Allel 
• Erklärvideo: Homozygot oder heterozygot
• Erklärvideo: Genotyp

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Mit diesem Hintergrundwissen können wir nun direkt in die Farbgenetik von Alpakas starten.

Das Zusammenspiel der genetischen Marker und wie sich diese auf die Produktion der beiden Farbstoffe (Pigmente) Phäomelanin (rot-gelb) und Eumelanin (schwarz) auswirken, ist sehr komplex und noch nicht bis ins Detail erforscht. Nachgewiesen wurden aber zwei Gene, die für die Vliesfarbe zusammenwirken:

• der Extension-Locus MC1R, aus dem sich die Allele E oder e ableiten. Der Extension-Locus ist dafür verantwortlich, ob rot-gelb oder schwarz produziert werden kann.
• sowie die ASIP-Marker, aus denen sich die Allele A oder a ableiten. Die ASIP-Marker haben eine Signalwirkung auf den Extension-Locus und scheinen bestimmend zu sein für die Menge an Pigmenten, die dort gebildet werden.

Diese vier Farb-Allele E, e, A, a sind für alle Grundvliesfarben (base coat color) zuständig.

Bereits an der Schreibweise ist erkennbar, dass E und A dominant und e und a rezessiv sind. Schauen wir uns nun die Funktionen und das Zusammenspiel der einzelnen Allele an:

E = das große E ermöglicht die Produktion schwarzer Pigmente (Eumelanin). Der Schwarzschalter ist also an. Voraussetzung ist aber, dass ein Schwarz-Allel a vorhanden ist, das das Signal gibt, schwarze Pigmente zu produzieren.

e = das kleine e kann nur rot-gelbe Pigmente produzieren. Weil es aber rezessiv ist, muss es homozygot, also ee sein, um wirksam werden zu können. Der Genotyp ee kann recht unterschiedliche Farbintensitäten hervorrufen. Die Einflussfaktoren auf die Produktion rot-gelber Pigmente, bzw. wie stark diese im Vlies zum Ausdruck kommen, ist noch ungeklärt.

A = das große A bewirkt, dass keine oder nur wenig Farbe im Vlies zum Ausdruck kommt. Wie viel Farbe zum Ausdruck kommt, hängt davon ab, ob ein großes E oder eine kleines e im Genotyp vorhanden ist.

a = das kleine a ist der Signalgeber für die Produktion schwarzer Pigmente. Liegt eines großes E vor, dann kann Schwarz produziert werden. Liegen zwei kleine ee vor, dann kann (eigentlich) kein Eumelanin produziert werden. Trotzdem zeigt der Genotyp ee aa zwar ein helles Vlies, aber eine dunkle Haut und dunkle Zehen. Warum das so ist, ist noch nicht eindeutig geklärt.

Daraus ergeben sich nach heutigem Stand und Datenlage folgende Genotypen und Phänotypen:

ee AA = weiß bis beige, eher selten fawn, helle Haut/helle Zehen
ee Aa = weiß bis beige, eher selten fawn, helle Haut/helle Zehen
ee aa = beige bis (light) fawn, selten weiß, (meist) dunkle Haut/dunkle Zehen
EE AA oder Ee AA = weiß bis (light) fawn, dunkle Haut/eher dunkle Zehen
EE Aa oder Ee Aa = fawn bis dark fawn oder hellbraun, dunkle Haut/dunkle Zehen
Ee aa = braun bis schwarz, dunkle Haut/dunkle Zehen - je nach Konstellation der Schwarz-Allele
EE aa = dunkelbraun bis schwarz, dunkle Haut/dunkle Zehen - je nach Konstellation der Schwarz-Allele

Die Schwarz-Allele a¹, a² und a³

Es gilt als gesichert, dass drei unterschiedliche Schwarz-Allele a existieren, die unterschiedliche Farbintensitäten bewirken. Diese drei Schwarz-Allele werden als a¹, a² und a³ bezeichnet. Es wird aktuell davon ausgegangen, dass a¹ Schwarz-Pigmente in der höchsten Dichte bewirkt, wogegen a² und a³ eher weniger dicht gepackte Schwarz-Pigmente bewirken und die Vliese deshalb fawn bis braun erscheinen.

Je dichter die Schwarz-Pigmente gepackt sind, umso schwärzer erscheint das Vlies. Weniger dicht gepackte Schwarz-Pigmente lassen das Vlies braun erscheinen.

Mit diesem Grundlagenwissen über Genetik, Pigmente und den Farb-Allelen bei Alpakas können wir nun direkt in die Anwendung für die Zucht einsteigen. Das geht am einfachsten mit den Genotypen heller Alpakas.