Transcript Genetisk variation o..

Hundens evolution, genetik
och beteende 7.5 hp
HT 2009
Hur mäts mängden genetisk variation?
1. Heterozygositet
Genetisk variation,
inavel och hundavel
2. Antal alleler per locus
Selektivt uttag
Hur förloras genetisk variation?
• förändrad genetisk
sammansättning
• minskad genetisk
variation
Förädlingsavel leder alltid till minskad genetisk variation
Genetisk drift
Hur förloras genetisk variation?
Liten populationsstorlek under lång tid
(flera generationer) - större förluster av
genetisk variation
Få individer reproducerar sig
Få individer för gener vidare
till kommande generationer
1
Många hundpopulationer är genetiskt små!
Effekter av en (effektivt) liten
populationsstorlek
Förlust av genetisk variation
Inavel
Bevarandeavelns målsättning:
Inavel och
förlust av
genetisk
variation
kan leda till:
Minimera inavel och förlust av genetisk
variation
Hastigheten med vilken inaveln ökar och den
genetiska variationen förloras bestäms av
Den genetiskt effektiva populationsstorleken
Ne
F=
1
2Ne
2
IDEAL
POPULATION
Ne
N
Ne
Diskreta generationer
Ne
Jämn könskvot
Alla individer har samma förväntade reproduktion
Populationen är exakt lika stor från generation till generation
Ingen selektion förekommer
Ingen mutation förekommer
Ingen immigration från andra populationer förekommer
OBS!
Den effektiva populationsstorleken är
INTE ”den del av populationen som
reproducerar sig”
Den effektiva populationsstorleken är i praktiken
alltid betydligt mindre än
den verkliga populationsstorleken.
Avkommor (som överlever till reproduktiv ålder) per individ
5 4 2
3 1
2
Ne ≈ 4
0 2
Nm + Nf
1
Vk = 2
Ne = N
4 x Nm x Nf
Ne =
3
Ne ≈
4N
2
2
5
10 2
0
1 0
0
0
1 6
2
0
Vk = 5
Ne = 0.6 • N
Vk + 2
3
Den effektiva populationsstorleken är i praktiken
alltid betydligt mindre än
den verkliga populationsstorleken.
Bevarandegenetisk tumregel
Inom hundaveln är den ofta
extremt mycket mindre
F=
Släktskap känd
1
2Ne
Släktskap okänd
Founders = förmodat obesläktade djur som grundar en
population
Förlust: 42%
Molekylärgenetiska metoder
Pedigree-analys
Sannolikhetsbaserad analys
och statistisk analys av molekylärgenetiska data
Stamtavla
Bertil
Pelle
Fia
Valp
Bertil
Märta
Fia
Pelle
Lotta
Bertil
Lotta
Märta
Förlust: ~ 4%
Inavelsgrad = ?
4
Inavel – kopior av samma arvsanlag hos en
förfader ”möter sig själv” hos ättling
Fia
Bertil
Pelle
Inavel – endast arvsanlag från föräldrarnas
gemensamma förfäder kan ”möta sig själva”
Lotta
Märta
Valp
Inavel – kopior av samma arvsanlag hos en
förfader ”möter sig själv” hos ättling
Stamtavla
Bertil
Pelle
Fia
Valp
Bertil
Märta
Lotta
Bertil
Fia
Lotta
Aa
½
Sannolikheten för
identiska kopior
av samma arvsanlag 12.5%
Pelle
Inavelsgraden (F) = 12.5%
4
Inavelsgrad = (1/2)
a
2 = 0.125
½
½ ½
aa
a
Märta
AA
aa
Identisk homozygoti
Vad spelar identisk homozygoti för roll?
Exempel på recessiva arvsanlag hos hund:
PRA
Recessiva anlag kommer till uttryck
Recessiva (”vikande”)
arvsanlag krävs i dubbel
uppsättning för att komma
till uttryck
Collie eye anomaly, Perthes sjukdom, PNA,
hemivertebra (vissa raser), mfl.
5
Inavel = parning mellan nära
släktingar
Inavelsdepression
(negativa effekter av inavel)
Ökad förekomst av ärftliga defekter
Negativa effekter av inavel =
inavelsdepression
Nedsatt livskraft
Inavelsdepression
Observationer hos många vilda och domesticerade djurarter
•
•
•
•
•
•
•
Ungdödlighet
Kullstorlek
Fertilitet
Kroppsstorlek
Livslängd
Tillväxthastighet
Beteende
”Inbreeding opens Pandora´s box of hereditary disorders”
Strong 1978
6
Blindhet förekommer
4/23
4/10
1/22
9/34
3/10
1/4
Mest sannolika modell:
Ett autosomalt recessivt anlag med
ofullständig penetrans.
Sannolikhet för blindhet om
homozygot troligast 60%
2/38
Observerade effekter
av inavel hos varg
Kullstorlek
Vikt
Livslängd
Inavel för gener från svenska founders
Inavel för gener från finska founders
Reproduktion (hona)
Inavel för gener från finska
påverkas negativt av inavel
Genomsnittsvärdena för dessa karaktärer minskar med 6-7%
vid 10% inavelsökning
En ärftlig form av blindhet kopplad till inavel –
införd av finsk founder
7
L1
Pedigree-analys kopplat
till molekylärgenetiska studier
av den vilda svenska vargpopulationen
Mycket stark inavel
Genetiskt
viktig
Genetiskt
viktig
Inavelsdepression: minskad kullstorlek
Kotdefekter
Sannolikhet bära blindanlaget < 10%
Bär på 60% av kvarvarande variation
Ryggradsdefekter hos vilda vargar –
Ryggradsdefekter hos vilda vargar –
Hemivertebra hos 8-årig varghanne (Dalarna 1999)
Anses ärftlig hos flera hundraser
Lumbosakrala övergångskotor observerat hos tre vilda vargar
Anses ärftliga hos vissa hundraser, kan ge kliniska symptom
Foto: Jannikke Räikkönen
Foto: Jannikke Räikkönen
Vuxen hane illegalt skjuten i Stöllet juni 1999
Hane 3-4 år, trafikdödad i Jumkil, Uppsala
nov 2000
Hane 4 år, skjuten Hedmark, Norge
mars 2001
Sjunde bröstkotan sedd framifrån – t.v. normal, t.h. hemivertebra
Sjunde ländkotan – lumbosakral övergångskota
8
Linjeavel och matadoravel
Linjeavel:
inavel med avseende
på viss individ
Har i hög utsträckning använts
inom hundaveln
Minskar snabbt den genetiska
variationen och ökar inaveln
Matadoravel: enskilda individer (främst hanar) får mycket stora
mängder avkommor
Syringomyelia
Recent data suggests inherited
(Rusbridge & Knowler 2003, 2004)
Friskare hundar med högre utvecklingspotential
kräver ändrad avelsinriktning
More severe in subsequent generations
Breeding mildly affected dogs can result in
offspring with more severe disease and
earlier onset (Rusbridge 2007)
Mer bevarandegenetiskt ”tänk” behövs
inom hundaveln
“All affected dogs could be traced back through both the dam
and the sire to at least one of four significant ancestors –
three champion dogs D, S and M and one non champion bitch
C. These four dogs were all descended from one bitch.”
Rusbridge 2007
9