Humangenetik

, Volume 9, Issue 2, pp 150–156 | Cite as

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

  • U. Wolf
  • W. Engel
  • J. Faust
Originalarbeiten

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.

The mechanism of diploidization in vertebrate evolution: Coexistence of tetrasomic and disonic gene loci for the isocitrate dehydrogenases in trout (Salmo irideus)

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.

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Literatur

  1. Beçak, W.: Genic action and polymorphism in polyploid species of amphibians. Genetics Suppl. 61, 183–190 (1969).Google Scholar
  2. —, Schwantes, A. R., Schwantes, M. L. B.: Polymorphism of albumin-like protein in the South American teraploid frog Odontophrynus americanus (Salientia, Ceratophrydidae). J. exp. Zool. 168, 473–476 (1968).Google Scholar
  3. Bender, K., Gaul, H.: Zur Frage der Diploidisierung autotetraploider Gerste. Z. Pflanzenzüchtung 56, 164–183 (1966).Google Scholar
  4. —, Ohno, S.: Duplication of the autosomally inherited 6-phosphogluconate dehydrogenase gene locus in tetraploid species of Cyprinid fish. Biochem. Genet. 2, 101–107 (1968).Google Scholar
  5. Henderson, N. S.: Isozymes of isocitrate dehydrogenase: subunit structure and intracellular location. J. exp. Zool. 158, 263–274 (1965).Google Scholar
  6. —: Intracellular location and genetic control of isozymes of NADP-dependent isocitrate dehydrogenase and malate dehydrogenase. Ann. N. Y. Acad. Sci. 151, 429–440 (1968).Google Scholar
  7. Klose, J., Wolf, U., Hitzeroth, H. Ritter, H., Atkin, N. B., Ohno, S.: Duplication of the LDH gene loci by polyploidization in the fish order Clupeiformes. Humangenetik 5, 190–196 (1968).Google Scholar
  8. —, Ohno, S.: Polyploidization in the fish family Cyprinidae, order Cypriniformes II. Duplication of the gene loci coding for lactate dehydrogenase (EC:1.1.1.27) and 6-phosphogluconate dehydrogenase (EC:1.1.1.44) in various species of Cyprinidae. Humangenetik 7, 245–250 (1969).Google Scholar
  9. Ohno, S.: Sex chromosomes and sex-linked genes. Berlin-Heidelberg-New York: Springer 1967.Google Scholar
  10. —, Wolf, U., Atkin, N. B.: Evolution from fish to mammals by gene duplication. Hereditas (Lund) 59, 169–187 (1968).Google Scholar
  11. —, Muramoto, J.-I., Christian, L., Atkin, N. B.: Diploid-tetraploid relationship among Old-World members of the fish family Cyprinidae. Chromosoma (Berl.) 23, 1–9 (1967).Google Scholar
  12. —, Stenius, C., Faisst, E., Zenzes, M. T.: Postzygotic chromosomal rearrangements in rainbow trout (Salmo irideus Gibbons). Cytogenetics 4, 117–129 (1965).Google Scholar
  13. Penrose, L. S.: in CIBA Foundation Study Group Nr. 25: Mongolism. Eds. G. E. Wolstenholme, R. J. Porter. London: Churchill 1967.Google Scholar
  14. Rieger, R.: Die Genommutationen. Jena: Fischer 1963.Google Scholar
  15. Ritter, H.: Zur transspezifischen Evolution von Proteinen. Humangenetik, 5, 173–189 (1968).Google Scholar
  16. Wolf, U.: Genduplikation in der Evolution der Wirbeltiere. Zool. Anz. (im Druck).Google Scholar
  17. —, Ritter, H., Atkin, N. B., Ohno, S.: Polyploidization in the fish family Cyprinidae, order Cypriniformes I. DNA-content and chromosome sets in various species of Cyprinidae. Humangenetik 7, 240–244 (1969).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1970

Authors and Affiliations

  • U. Wolf
    • 1
  • W. Engel
    • 1
  • J. Faust
    • 1
  1. 1.Institut für Humangenetik und Anthropologie der Universität Freiburg i. Br.Freiburg i. Br.Deutschland

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