, Volume 9, Issue 2, pp 150-156

Zum Mechanismus der Diploidisierung in der Wirbeltierevolution: Koexistenz von tetrasomen und disomen Genloci der Isocitrat-Dehydrogenasen bei der Regenbogenforelle (Salmo irideus )

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Summary

In the herring (Clupea harengus) and trout (Salmo irideus), the supernatant (S-) and mitochondrial (M-)form of the NADP-dependent isocitrate dehydrogenases (IDH) exhibit genetically determined polymorphisms. Both enzyme forms behave as dimeric molecules. In the herring, for each form, it can be inferred that 1 gene locus with 2 alleles exists. According to the tetraploid origin of the trout, individual gene loci are duplicated as compared to those of the herring. For the M-form of the enzyme, 2 different gene loci exist in the trout; at 1 of these loci 2 alleles were found. For the S-form only a single gene locus can be demonstrated. In a random sample of 135 individuals, 9 different phenotypes were observed, among which 3 exhibited a 3-allele combination. This finding can be interpreted, assuming a tetrasomic inheritance of the S-form IDH. The diploidization mechanism of phylogenetically tetraploid organisms is discussed with respect to mammalian evolution.

Zusammenfassung

Beim Hering und bei der Regenbogenforelle finden sich genetisch determinierte Polymorphismen für die Überstands-(S-) und die mitochondriale (M-)Form der NADP-abhängigen Isocitrat-Dehydrogenasen (IDH). Beide Enzymformen verhalten sich wie dimere Moleküle. Beim Hering ist für beide Formen auf jeweils einen Genlocus mit 2 Allelen zu schließen. Entsprechend der tetraploiden Herkunft sind bei der Regenbogenforelle individuelle Genloci gegenüber dem Hering verdoppelt. Für die M-Form der NADP-IDH existieren bei dieser Forelle 2 verschiedene Genloci; an einem der beiden loci wurden 2 Allele gefunden. Für die S-Form ist nur 1 Genlocus mit 4 Allelen nachweisbar. In einer Stichprobe von 135 Individuen fanden sich 9 verschiedene Phänotypen, darunter 3 mit einer 3-Allelen-Kombination. Dieser Befund ist interpretierbar unter der Annahme eines tetrasomen Erbganges für die S-IDH. Der Mechanismus der Diploidisierung phylogenetisch tetraploider Organismen wird im Hinblick auf die Säugerevolution diskutiert.