Die Gentestbeschreibung

Geschlechtsbestimmung ist von besonderer Wichtigkeit für das Studium von Verhalten, Ökologie, evolutionärer Biologie und Genetik von Vögeln sowie für den Erhalt vom Aussterben bedrohter Vogelarten.

Mehr als 50 % der Vogelarten sind monomorphisch, was ihre Geschlechtsbestimmung auf Basis der äußeren Morphologie unmöglich macht. Selbst bei dimorphischen Arten ist die Geschlechtsbestimmung bei Nestlingen problematisch.

Das Geschlecht von Vögeln wird von den Z- und W-Geschlechtschromosomen bestimmt. Bei Vögeln sind, anders als bei Säugetieren, Weibchen das heterogametische Geschlecht, d.h. sie haben zwei verschiedene Geschlechtschromosomen (ZW), während Männchen das homogametische Geschlecht sind (ZZ). Das W-Chromosom hat im Laufe der Evolution die meisten seiner Gene verloren und ist daher in seiner Größe reduziert, während das Z-Chromosom hoch konserviert und daher größer ist. Die Chromosom-Untersuchung hat sich im Laufe der Zeit von der zytogenetischen zur molekularen Ebene weiterentwickelt.

Die Entdeckung des chromo-helicase-DNA-binding protein-Gens (CHD), das auf dem W-Chromosom (CHD1W) von Vögeln konserviert ist, ermöglichte die Geschlechtsbestimmung bei den meisten Vogelarten. Eine sehr eng verwandte Kopie dieses Gens wurde danach ebenfalls auf dem Z-Chromosom (CHD1Z) entdeckt. Allerdings lassen sich durch die Gemeinsamkeiten des CHD-Genes auf W- und Z-Chromosomen diese Gene bei Laufvögeln wie Emus, Kiwis, Rheas und Strauße nicht voneinander unterscheiden.

Die molekulare Geschlechtsbestimmung basiert auf der Verstärkung der CHD1W- und CHD1Z-Gens und wurde zuerst erfolgreich von Griffith et al durchgeführt. Später wurden verschiedene PCR-Methoden auf der Basis der Längenunterschiede zwischen Introns in den CHD1W und CHD1Z-Genen entwickelt.

Die PCR-basierte Methode nutzt spezifische Primer für die weiblichen Fragmente SS1 und SS2 und wurde für die Geschlechtsbestimmung bei Laufvögeln entwickelt.

Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist aufgrund Ihrer Genauigkeit, Sensibilität und Effizienz bei der Geschlechtsbestimmung besonders nützlich. Sie erfordert nur einen Tropfen Blut, eine einzelne Feder oder Eierschale und kann bei juvenilen Vögeln genutzt werden.

Referenzen:

Griffiths, R., Double, M.C., Orr, K., and Dawson, R.J.G. (1998). A DNA test to sex most birds. Molecular Ecology 7, 1071–1075.

Ito, H., Sudo-Yamaji, A., Abe, M., Murase, T., and Tsubota, T. (2003). Sex Identification by Alternative Polymerase Chain Reaction Methods in Falconiformes. Zoological Science 20, 339–344.

Jirajaroenrat, K., Thammakarn, C. (2007). Sex identification of some pet birds by Polymerase Chain Reaction-based methods. International Conference on Integration of Science & Technology for Sustainable Development, Bangkok, Thailand.  26-27 April, 376-379.

Malagó, W., Franco, H.M., Matheucci, E., Medaglia, A., and Henrique-Silva, F. (2002). Large scale sex typing of ostriches using DNA extracted from feathers. BMC Biotechnol 2, 19.

Vucicevic, M., Stevanov-Pavlovic, M., Stevanovic, J., Bosnjak, J., Gajic, B., Aleksic, N., and Stanimirovic, Z. (2013). Sex determination in 58 bird species and evaluation of CHD gene as a universal molecular marker in bird sexing. Zoo Biol. 32, 269–276.