Transcript Estimação de parâmetros genéticos

Genética Quantitativa no
Melhoramento Florestal
Estimativas de parâmetros genéticos
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
Literatura
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
1
2
 Genética na agropecuária
 Princípios de genética quantitativa
 Gbol
4
Genética Quantitativa no Melhoramento Florestal
INTRODUÇÃO
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
Melhoramento Florestal
Objetivos:
 Madeira
 Carvão
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
 Celulose (Papel)
 Resistência a Pragas e doenças
 Outros (Paisagismo, fixação de CO2, etc.)
1
Alterações
Ambientais e
Tecnológicas
2
4
Melhoria do
Valor Genético
Genética Quantitativa no Melhoramento
Florestal
Genética Quantitativa: é a parte da genética
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
que estuda os caracteres quantitativos,
enfatizando a sua herança e os componentes
determinantes de sua variação
Caráter Quantitativo
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

População
2
4
Herança Poligênica
Forte Influencia Ambiental
Variações continuas

1
• 1) Herança poligênica
• Os caracteres quantitativos.
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
– Caracteres qualitativos são de herança monogênica ou
oligogênica.
•
2) Estudo não se dá a nível de indivíduos e sim em nível
de População
– Os estudos qualitativos são feitos em nível de indivíduos e
a interpretação da herança, com base na contagem e
proporções definidas pelos resultados observados nas
descendências dos cruzamentos
1
2
4
Características Quantitativas se baseiam na
estimação de parâmetros
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
Caracteristicas quantitativas são estudadas em nível de
população e descritas através de parâmetros (média,
variância e covariância).
1
3) Variações contínuas e efeito do meio
Exemplos:
i) Tamanho da leitegada e
ii) Altura de Planta
2
4
A diferença primordial entre a genética quantitativa e
qualitativa é a existência de um gene de efeito maior, que
pode ser avaliado em classes discretas, mesmo sob efeito do
AMBIENTE.
Herança Poligênica
Influência do numero de genes no controle de
0011 0010 1010 1101 0001
1011 quantitativo
um0100
caráter
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
1
2
4
Nº de classes numa geração derivada do cruzamento entre heterozigotos,
considerando dois genes segregantes com dominância completa e ausência de
dominância
Herança Poligênica
Influência do ambiente sobre um caráter
quantitativo
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
Exemplo:
0011 0010 1010 1101 0001 0100
1011 A=B=C=1
Alelos
Alelos a=b=c=0
1
2
4
Calcule os Valores Genotípicos
aabbcc até AABBCC
Influência do ambiente sobre um
caráter quantitativo
Nº de classes numa geração derivada do
cruzamento entre heterozigotos
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
Efeito ambiental
Zero
1
2
4
Efeito ambiental
50%
Influência do ambiente sobre um
caráter quantitativo
Efeito ambiental
Zero
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
8 Genes = 17 Classes
Efeito ambiental
30%
1
2
4
Média e Variância Fenotípica
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
i x i i f i x i
x 

N
i f i
2


d
Xi 


2
2
σ 
  x i 
N
N

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
2

 /N

DP  σ 2
1
2
4
MÉDIA E VARIÂNCIA
A MÉDIA E O DESVIO PADRÃO DE UMA POPULAÇÃO
SÃO
AS EXPRESSÕES ABAIXO:
0011
0010DADOS
1010 1101CONFORME
0001 0100 1011
x

x
x
DP 
DP 
n
 xi f
f
d
Onde:
Xi: média
: somatório
Xi: valor de cada observação individual
N: nº total de observações
Fi: freqüência de observações de Xi
i
1
i
i
2
i
n

 x i2 


 x 
2
i
n

/n


2
4
Em que:
: somatório
di: desvio dado por di= (Xi-X)
Cálculo da média e desvio padrão
por meio de quadros auxiliares
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
xi
Fi
xiFi
Xi fi=n XiFi
di = xi – x
zero
(di )2
d2
(xi )2
1
2
4
x2
IMPORTANTE: valores indicados em vermelho são válidos
em casos de observações não repetidas (em que fi=1 para
cada xi)
Média e Variância Genotípica
Considerando apenas dois alelos, tem-se:
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
Genótipo
AA
Aa
Valor Genotípico VG (codificado
Freqüência
(VG)
para o PM)
x1
a
D
x2
d
H
x3 1011
0011 0010aa
1010 1101 0001 0100
-a
1
2
R
Assim: PM = (x1 + x3)/2 : ponto médio
Média genotípica = µg = aD + dH + (-a)R = a(D-R) + dH
Variância genotípica = V(G) = Da² + Hd² + R(-a)² - [a(D-R)+ dH ]²
formula generalizada:
4
V(G) = a²[(D+R) - (D-R)²] + d²H(1 - H) - 2adH (D - R)
Grau médio de dominância
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
+a
AA
GMD= d/a
Aa
PM
d
-a
1
2
aa
4
Efeito de dominância
Aa
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
PM
d=a
AA
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
1
aa
2
4
O valor genotípico do heterozigoto é igual ao valor
genotípico de um dos homozigotos. O alelo “A” domina
sobre o alelo “a”, bastando haver um único “A” para a
manifestação do fenótipo.
Efeito aditivo
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
PM
d=0
AA
Aa
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
1
aa
2
4
O valor genotípico do heterozigoto é a média dos valores
genotípicos dos homozigotos. Cada alelo “a” adiciona um
valor constante, daí o nome.
Influência do ambiente e da dominância sobre
um caráter quantitativo
Grau médio de dominância (gmd)
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
gmd
Tipo de ação gênica
0
Ausência de dominância
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
1
entre 0 e 1
Dominância parcial
1
Dominância completa
maior que 1
Sobredominância
2
4
Análise Genética de Médias e
Variâncias
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
Um dos meios para se analisar um caráter
quantitativo é o estudo dos valores
fenotípicos obtidos de progenitores
contrastantes
e 1011
de suas progênies. Nesse
0011 0010
1010 1101 0001 0100
estudo, são considerados os valores obtidos
de progenitores P1 e P2 e de suas
descendência F1 e F2. A natureza da
variância de cada geração pode ser avaliada,
considerando-se os dados a seguir.
1
2
4
Análise Genética de médias e
Variâncias
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
P1 x P2

F1

F2
Variabilidade atribuída ao Meio – v(M)
(P1) = v(P2) = v(F1) = v(M)
Variabilidade Ambiental
v(M) = [v(P1) + v(P2) + 2v(F1)]/4
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
AA x aa

Aa

1AA:2Aa:1aa
1
Variância detectada na geração F2
v(F2) = v(G) + v(M)
2
4
Detalhamento no programa Gbol
Estimação de parâmetros
genéticos
População
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
 Média,
 Variância,
 Herdabilidade,
0011 0010 1010 1101
0001 0100
 Ganhos
de1011
seleção
 Média predita da Pop. Melhorada
 Nº de Genes envolvidos no Controle do caráter
 Heterose
 Outros:
covariância, adaptabilidade, estabilidade, etc.
1
2
4
Estimação de parâmetros
genéticos
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
HERDABILIDADE (h2)
h2 
v (G )
[v (G ) v (M )
hF2 
2
v (G ) 11

 0,687
v (F 2 ) 16
1
2
4
Estimação de parâmetros
genéticos
0011 0010
1010 1101
Heterose
(h)0001 0100 1011
Heterose, ou vigor híbrido, é a medida da superioridade do
F1 em relação à média de seus pais.
h  F 1
P 1 P 2
2
hcomercial  F 1  P 1
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
Seleção
X0
XS
Xm
DS
GS
1
2
4
Média da Pop original
Média dos Indiv selecionados
Média da Pop Melhorada
Diferencial de seleção
Ganho de Seleção
Estimação de parâmetros genéticos
Diferencial de Seleção
DS1010
= Xs1101
- Xo0001 0100 1011
0011 0010
Estimativa do Ganho de Seleção (GS)
GS = h² . DS 
GS%= (GS/ Xo) x 100
1
Estimativa da Média da População Melhorada (Xm)
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
Xm = X0 + GS
2
4
Estimativa do nº mínimo de genes (n) controlando o
caráter
n = R²/[8v(G)]
Em que:
R é a amplitude dos progenitores
v(G) é a Variância genética (genotípica)
Estimação de parâmetros genéticos
GS < DS, na maioria das vezes, pois a seleção é
fenotípica.
GS =1101
DS,0001
quando
não existir influência do meio. A
0011 0010 1010
0100 1011
variação proporcionada pelo meio é considerada igual a
zero.
GS = 0, quando não existir variabilidade genética.
Assim, pode-se definir:
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
1
2
GS/DS = Variância genética/(Var. genética + Var. meio ) =
H²
4
A herdabilidade expressa a confiabilidade do valor fenotípico como
indicação do valor genético, ou seja, é o grau de correspondência entre o
valor fenotípico e o valor genético, ou entre o diferencial de seleção e o
ganho de seleção.
Assim, pode-se fazer uso das seguintes equações preditivas:
GS = H² . DS
Modelo para estudos genéticos de
caracteres quantitativos
0011 0010 1010 1101 0001 0100
1011 Fenotípico
Valor
F=G+M
F = G + M +GM
Variância Fenotípica
VF = VG + VM
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
1
VF = VG + VM +VGM
Interesse do melhorista está em conhecer
2
4
1- A fração Herdável ( h2) do Valor fenotípico ou da Variância
fenotípica
2- A fração herdável por processos sexuados
3- A fração não herdável por processos sexuados
Variância
fenotípica
VF
=
Variância
genética
VG
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
+
Variância
ambiental
VE
Variância genética = V. aditiva + Variância de dominância
VG
VF
=
VA
então
=
+
1
VD
fração herdável por processos sexuados
2
4
VA + VD + VE
A fração não herdável por processos sexuados
Decomposição da
Variância Genotípica
Exemplo: População F2
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
População
f(AA)
D
f(Aa)
H
f(aa)
R
F2
1/4
2/4
1/4
Aplicando a fórmula Geral
1
2
V(G) = a²[(D+R) - (D-R)²] + d²H(1 - H) - 2adH (D - R)
Conclusão:
4
Em F2 v(G) = 1/2a² + 1/4d²
Estimativas de parâmetros genéticos
INTRODUÇÃO
População
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
 Média,
 Variância,
 Herdabilidade,
0011 0010 1010 1101
0001 0100
 Ganhos
de1011
seleção
 Média predita da Pop. Melhorada
 Nº de Genes envolvidos no Controle do caráter
 Heterose
 Outros:
covariância, adaptabilidade, estabilidade, etc.
1
2
4
Número mínimo de Genes
controlando o caráter
Considerando R a amplitude total na F2, expresso
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
pela diferença entre os progenitores, tem-se:
R = 2a, para apenas um loco
2
Pressuposição de que os efeitos a sejam todos iguais,
0011 0010 1010 1101 0001 0100
n 1011
= R²/[8v(G)]
1
4
Para o exemplo em consideração, tem-se:
n = R²/[8v(G)] = (50-10)²/(8x11) = 18,18
Exercício
Diâmetro
à altura
peito
(DAP) de árvores de
0011 0010
1010 1101
0001 do
0100
1011
uma população de
Eucaiiptus cloesiana obtido em Bocaiuva-MG
População
Clone
11,30
14,00
8,33
2,30
Média (cm)
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
Variância (cm2)
1
2
4
Estimar Ganho de seleção considerando a média dos selecionados igual
a 5,3 cm
Para Pensar
Decomposição da variância genotípica
Predição da média de híbridos duplos
Heterose em Pop Fn
Melhor Combinação de Genitores
Melhor estratégia de melhoramento para um
0011 0010
1010 1101
1011 (linhagens ou híbridos)
caráter
de 0001
uma0100
espécie
1.
2.
3.
4.
5.
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
1
2
4
Disciplina “melhoramento de plantas”