Genetische Kontrolle reproduktiver Hierarchien im Bienenvolk (Apis mellifera L.)

Staatenbildende Insekten zeichnen sich durch eine hohe reproduktive Dominanz eines oder weniger Weibchen, der Königin, aus. Die Arbeiterinnen sind zwar in der Regel steril, können sich jedoch unter bestimmten Bedingungen, Z.B. nach Verlust der Königin, reproduzieren. Reproduktive Arbeiterinnen entwickeln zahlreiche königinnenähnliche Merkmale. Bei Arbeiterinnen der Honigbiene (Apis mellifera L.) konnte gezeigt werden, dass die Expression dieser Merkmale (Pheromone, Ovaraktivierung etc.) einer starken genetischen Varianz unterliegt. Es könnte vermutet werden, dass Königinnen und Arbeiterinnen die gleichen Genkaskaden nutzen, um die reproduktive Dominanz zu steuern. Theoretische Überlegungen stehen dem jedoch entgegen, da die Selektion reproduktiver Dominanz auf der Königinnen- und Arbeiterinnenebene sehr unterschiedliche Prozesse darstellen. Die Kaphonigbiene (Apis mellifera capensis Esch.) stellt ein ideales Testsystem dar, die genetische Kontrolle der reproduktiven Dominanz in den verschiedenen Kasten zu überprüfen. Legende Arbeiterinnen der Kaphonigbiene produzieren parthogenetisch weiblichen Nachwuchs (Thelytokie), der aufgrund des Fehlens von meiotischer Rekombination einem genetischen Klon entspricht. Durch die Zucht von Königinnen und Arbeiterinnen aus dem Nachwuchs einzelner legender Arbeiterinnen können Individuen verschiedener Kasten mit identischem Gentyp erhalten werden. Diese Individuen können unter Zuhilfenahme von cDNA-Banken auf eine differentielle Expression von Genen und/oder Genkaskaden untersucht werden. Somit erhält man Aufschluss über beteiligte Gene der Kastendeternimation, sowie der Evolution und Selektion von Genen der reproduktiven Dominanz. Mit Hilfe von hochvariablen DNA-Markern (AFLP) sollen Merkmale, die für die reproduktive Dominanz verantwortlich sind, in einer Quantitative-Trait-Loci (QTL)-Analyse auf der Ebene des Genoms kartiert werden.