Transcript Populacni_genetika_09-metody_vyp_rop_plus_duplicity

GENETIKA POPULACÍ 9
KVANTITATIVNÍCH ZNAKŮ
Genetické parametry a metody jejich
odhadů
prof. Ing. Václav Řehout, CSc.
Přehled genet. parametrů
v populaci kvant. znaků
• heritabilita (dědivost)
• opakovatelnost
• heterozní efekt
• heterozní deprese
• genetický zisk
Opakovatelnost
(Podmínka - opakovaná měření)
• redukuje chybu podmíněnou
prostředím
• velký podíl negenetické variance,
jejíž zdroj neznáme  nelze
eliminovat  nepřesné odhady
genetického založení vlastnosti
• zpřesnění odhadu prostředí 
zpřesnění odhadu GP
Opakovatelnost
• více než 1 měření stejného znaku;
• vyjádří podobnost různých měření
stejného znaku;
• podíl složek vyjadřuje zpřesnění
opakovaným měřením;
• umožní odhadovat budoucí
užitkovost jedinců;
Základní typy
• v čase (užitkovost na 1-2-3 laktaci,
vrhu, snůšce atd.)
• v prostoru (typičtější pro rostliny –
tvar plodů, počty listů ...)
• opakovatelnost pořadí
• opakovatelnost prostředí
Výpočet
• spočívá ve zpřesnění odhadu vlivu dočasného
•
•
•
prostředí, když
rozdíly
projevu
jedince
v
různých
opakováních
jsou
podmíněny
právě
dočasným prostředím;
proměnlivost mezi jedinci podmiňuje trvalé
prostředí + jejich genetické založení
proto opakovatelnost = horní hranice
heritability
rop 
VG  VEp
VP

VA nebo VG
h 
VP
2
Plán analýzy
prasnice
pořadí vrhu
1
2
3
n
1
11
10
12
10
2
12
11
13
11
3
11
11
13
11
4
12
10
14
12
k – p. opakování
m
m
m
m
VP
variance
uvnitř
jedné
prasnice
= VE
proměnlivost mezi prasnicemi
= VE + kVG
Příklady opakovatelnosti
vlastnost
rop
velikost vrhu (myš)
0,45
hmotnost vlny v různých
střížích
0,74
produkce mléka na 1-2 laktaci
0,40
produkce tuku na 1-2 laktaci
0,67
Zisk z opakovaných měření
• vysoká opakovatelnost = nízký zisk
• jediná složka, kterou ovlivníme
opakováním, je dočasné prostředí
• závisí na počtu opakování n
• fenotypová variance n měření:
VP ( n )
1
 VG  VEp  VEt
n
Základní genetické
parametry
b) opakovatelnost
• opakovatelnost
v
čase:
vyjadřuje
opakování vlastností několikrát za život
jedince. Konkrétně nás zajímá, jak se
produkce mléka na první laktaci zopakuje na
druhé laktaci, do jaké míry se vellikost
prvního vrhu prasnice bude blížit velikosti
jejího druhého vrhu, atp.
Základní genetické
parametry
b) opakovatelnost
• opakovatelnost v prostoru (topografická):
sledujeme, jak se daná vlastnost opakuje na
různých částech zvířete. Zajímá nás např.
vztah mezi jemností vlny na hřbetě a bocích
ovce, mezi počtem mléčných žláz prasnice v
pravé a levé polovině, či výskyt pastruků na
pravé a levé čtvrti vemene krávy.
Metody výpočtu
opakovatelnosti
• Opakovatelnost - rop
rop > h2
(podmínka: nepříbuzní jedinci)
• Prakticky lze pro stanovení koeficientu
opakovatelnosti využít dvě základní metody:
a) interklasní korelaci
b) intraklasní korelaci
Metody výpočtu
opakovatelnosti
a) interklasní korelace:
• 2 měření
J1
J2
J3
M1
M1
M1
M2
M2
M2
Jn
M1
M2
rM1M2=rxy=rop
Metody výpočtu
opakovatelnosti
b) intraklasní korelace:
• Počet měření min 3
J1
J2
J3
Jn
M1 , M2 , M3
M1 , M2 , M3
M1 , M2 , M3
1FAR - proměnlivost
uvnitř měření
mezi jedinci
Výpočet:
M1 ,M2 , M3 σ2 +σ2
g
e
σ2p=rop
Heteroze
Vznik heteroze:
1. Heterozygotnost per se – vychází ze zjištění, že
hybridní zdatnost kříženců je v přímé úměře ke
stupni
heterozygotnosti.
Předpokládá
tedy
nahromadění hetorozygotních lokusů v genotypu
hybrida.
Heterozygotnost je nejvyšší u kříženců dvou
outbredních populací, kde je realizován 100%
heterozní efekt. U generací odvozených od této F1
generace se postupně vytrácí.
Podíl hybridních genových kombinací zjišťujeme
na základě rodičovských gamet, jak uvádí následující
tabulka:
Heteroze
Vznik heteroze:
1. Heterozygotnost per se
Heteroze
Vznik heteroze:
2. Teorie dominance vychází z předpokladu, že u
heterozygotních kříženců na jednom lokusu příznivá
alela, zpravidla dominantní, překryje účinek alely
nepříznivé. Tím se stává, že užitkovost kříženců leží
nad střední hodnotou výchozích rodičovských
populací.
Schématicky vyjádříme tuto skutečnost jako
AA = Aa > aa
Heteroze
Vznik heteroze:
3. Teorie superdominance vychází z předpokladu, že
u heterozní efekt může být vyvolán nejen kumulací
příznivých genů obsažených v různých lokusech,
nýbrž také hetorozygotní konstitucí jednotlivých
lokusů. To znamená, že heterozygotní stav je lepší,
než obě homozygotní konstituce
AA < Aa > aa
Heterozní efekt
a) hypotetický heterozní efekt
b) skutečný heterozní efekt
c) obyčejný heterozní efekt
d) specifický heterozní efekt
Heterozní efekt
a) hypotetický heterozní efekt
- je definován jako zvýšení hodnoty hybrida xF1
nad střední hodnotu rodičů nebo rodičovských
populací
xP1 + xP2
xF1 >
2
Heterozní efekt
b) skutečný heterozní efekt
- je dosažen, pokud hybridní potomstvo dosahuje
lepší užitkovosti než obě rodičovská plemena:
P1 < F1 > P2
Heterozní efekt
c) obyčejný heterozní efekt
- vzniká ve zvláštních případech meziplemenného
křížení, kdy hybridní potomek je lepší než
mateřské plemeno, tj.
F1 > P1
Heterozní efekt
d) specifický heterozní efekt
- nastane v případě, když hybridní potomek je
lepší než otcovská populace
F1 > P2
Hybridní deprese
Vvzniká jako důsledek nevyhovující
všeobecné kombinační schopnosti
nebo v důsledku zanesení
nevyhovujících genů do genomu
kříženců. Projeví se snížením
užitkovosti a znaků fitness.
F1 < P 1
F1 < P 2
Selekční efekt
(genetický zisk)
G=d
Δ
.
2
h
d = x̿ – x̅
d = výběrový rozdíl
x̅ = průměr populace
x̿ = průměr selektovaných jedinců
Vztah mezi koeficientem dědivosti,
selekčním efektem, heterozním
efektem a imbrední depresí
vlastnost
h2
selekční
efekt
reprodukce
+
+
+++
+++
výkrmnost
++
++
++
++
jatečná
hodnota
+++
+++
+
+
heterozní
efekt
inbrední
deprese