Post on 31-Dec-2015
description
GENETIKA POPULACÍ 9 GENETIKA POPULACÍ 9 KVANTITATIVNÍCH ZNAKŮKVANTITATIVNÍCH ZNAKŮ
Genetické parametryGenetické parametry a metody jejich a metody jejich odhadůodhadů
prof. Ing. Václav Řehout, CSc.prof. Ing. Václav Řehout, CSc.
Přehled genet. parametrů Přehled genet. parametrů v populaci kvant. v populaci kvant.
znakůznaků
•heritabilita (dědivost) heritabilita (dědivost)
•opakovatelnost opakovatelnost
•heterozní efekt heterozní efekt
•heterozní deprese heterozní deprese
•genetický ziskgenetický zisk
OpakovatelnostOpakovatelnost(Podmínka - (Podmínka - oopakovaná pakovaná
měření)měření)• redukuje chybu podmíněnou redukuje chybu podmíněnou
prostředímprostředím
• velký podíl negenetické variance, velký podíl negenetické variance, jejíž zdroj neznáme jejíž zdroj neznáme nelze nelze eliminovat eliminovat nepřesné odhady nepřesné odhady genetického založení vlastnostigenetického založení vlastnosti
• zpřesnění odhadu prostředí zpřesnění odhadu prostředí zpřesnění odhadu GPzpřesnění odhadu GP
OpakovatelnostOpakovatelnost
• více než 1 měření stejného znaku;více než 1 měření stejného znaku;
• vyjádří podobnost různých měření vyjádří podobnost různých měření stejného znaku;stejného znaku;
• podíl složek vyjadřuje zpřesnění podíl složek vyjadřuje zpřesnění opakovaným měřením;opakovaným měřením;
• umožní odhadovat budoucí umožní odhadovat budoucí užitkovost jedinců;užitkovost jedinců;
Základní typyZákladní typy
• v čase (užitkovost na 1-2-3 v čase (užitkovost na 1-2-3 laktaci, vrhu, snůšce atd.)laktaci, vrhu, snůšce atd.)
• v prostoru (typičtější pro rostliny v prostoru (typičtější pro rostliny – tvar plodů, počty listů ...)– tvar plodů, počty listů ...)
• opakovatelnost pořadíopakovatelnost pořadí
• opakovatelnost prostředíopakovatelnost prostředí
VýpočetVýpočet• spočívá ve zpřesnění odhadu vlivu dočasného spočívá ve zpřesnění odhadu vlivu dočasného
prostředí, kdyžprostředí, když
• rozdíly projevu jedince v různých opakováních rozdíly projevu jedince v různých opakováních jsou podmíněny právě dočasným prostředím;jsou podmíněny právě dočasným prostředím;
• proměnlivost mezi jedinci podmiňuje trvalé proměnlivost mezi jedinci podmiňuje trvalé prostředí + jejich genetické založeníprostředí + jejich genetické založení
• proto opakovatelnost = horní hranice proto opakovatelnost = horní hranice heritability heritability
P
GA
P
EpGop V
VneboVh
V
VVr
2
VVPP
variance variance uvnitř uvnitř jedné jedné
prasniceprasnice
= = VVEE
proměnlivost mezi proměnlivost mezi prasnicemiprasnicemi= = VVEE + kV + kVGG
Plán analýzyPlán analýzyprasnice
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
Příklady Příklady opakovatelnostiopakovatelnosti
vlastnostvlastnost rropopvelikost vrhu (myš)velikost vrhu (myš) 0,450,45
hmotnost vlny v různých hmotnost vlny v různých střížíchstřížích
0,740,74
produkce mléka na 1-2 laktaciprodukce mléka na 1-2 laktaci 0,400,40
produkce tuku na 1-2 laktaciprodukce tuku na 1-2 laktaci 0,670,67
Zisk z opakovaných Zisk z opakovaných měřeníměření
• vysoká opakovatelnost = nízký ziskvysoká opakovatelnost = nízký zisk
• jediná složka, kterou ovlivníme jediná složka, kterou ovlivníme opakováním, je dočasné prostředíopakováním, je dočasné prostředí
• závisí na počtu opakování závisí na počtu opakování nn
• fenotypová variance fenotypová variance nn měření: měření:
EtEpGnP Vn
VVV1
)(
Základní genetické Základní genetické parametryparametry
b) opakovatelnostb) opakovatelnost
•opakovatelnost v časeopakovatelnost v čase: : vyjadřuje vyjadřuje opakování vlastností několikrát za život opakování vlastností několikrát za život jedince. Konkrétně nás zajímá, jak se jedince. Konkrétně nás zajímá, jak se produkce mléka na první laktaci produkce mléka na první laktaci zopakuje na druhé laktaci, do jaké míry zopakuje na druhé laktaci, do jaké míry se vellikost prvního vrhu prasnice bude se vellikost prvního vrhu prasnice bude blížit velikosti jejího druhého vrhu, atp.blížit velikosti jejího druhého vrhu, atp.
Základní genetické Základní genetické parametryparametry
b) opakovatelnostb) opakovatelnost
•opakovatelnost v prostoru opakovatelnost v prostoru ((topografickátopografická)): : sledujeme, jak se daná sledujeme, jak se daná vlastnost opakuje na různých částech vlastnost opakuje na různých částech zvířete. Zajímá nás např. vztah mezi zvířete. Zajímá nás např. vztah mezi jemností vlny na hřbetě a bocích ovce, jemností vlny na hřbetě a bocích ovce, mezi počtem mléčných žláz prasnice v mezi počtem mléčných žláz prasnice v pravé a levé polovině, či výskyt pravé a levé polovině, či výskyt pastruků na pravé a levé čtvrti vemene pastruků na pravé a levé čtvrti vemene krávy.krávy.
Metody výpočtu Metody výpočtu opakovatelnostiopakovatelnosti
• Opakovatelnost - rOpakovatelnost - ropop
rropop >> h h22
((podmínka: podmínka: nepříbuzní jedinci)nepříbuzní jedinci)
• Prakticky lze pro stanovení koeficientu opakovatelnosti využít dvě Prakticky lze pro stanovení koeficientu opakovatelnosti využít dvě základní metody:základní metody:a)a)interklasní korelaciinterklasní korelaci
b)b)intraklasní korelaciintraklasní korelaci
Metody výpočtu Metody výpočtu opakovatelnostiopakovatelnosti
JJ11 M M11 M M2 2
JJ22 M M11 M M2 2
JJ33 M M11 M M2 2
JJnn M M11 M M2 2
a) interklasní korelace:a) interklasní korelace:• 2 měření2 měření
rrM1M2M1M2=r=rxyxy=r=ropop
1FA1FARR
Metody výpočtu Metody výpočtu opakovatelnostiopakovatelnosti
JJ11 M M1 1 , M, M2 2 , M, M33
JJ22 M M1 1 , M, M2 2 , M, M33
JJ33 M M1 1 , M, M2 2 , M, M33
JJnn MM1 1 ,M,M2 2 , M, M33
b) intraklasní korelace:b) intraklasní korelace:• Počet měření min 3Počet měření min 3
uvnitř měřeníuvnitř měření
mezi jedincimezi jedinci
Výpočet:Výpočet:
σσ22gg++σσ22 ee σσ22
pp=r=ropop
- proměnlivost- proměnlivost
HeterozeHeteroze
1.1. Heterozygotnost per se Heterozygotnost per se – – vychází ze zjištění, že hybridní vychází ze zjištění, že hybridní zdatnost kříženců je v přímé úměře ke stupni heterozygotnosti. zdatnost kříženců je v přímé úměře ke stupni heterozygotnosti. Předpokládá tedy nahromadění hetorozygotních lokusů v Předpokládá tedy nahromadění hetorozygotních lokusů v genotypu hybrida.genotypu hybrida.Heterozygotnost je nejvyšší u kříženců dvou outbredních Heterozygotnost je nejvyšší u kříženců dvou outbredních populací, kde je realizován 100% heterozní efekt. U generací populací, kde je realizován 100% heterozní efekt. U generací odvozených od této Fodvozených od této F11 generace se postupně vytrácí. generace se postupně vytrácí.
Podíl hybridních genových kombinací Podíl hybridních genových kombinací zjišťujeme na základě zjišťujeme na základě rodičovských gamet, jak uvádí následující tabulka:rodičovských gamet, jak uvádí následující tabulka:
Vznik heteroze:Vznik heteroze:
HeterozeHeteroze
1.1. Heterozygotnost per seHeterozygotnost per se
Vznik heteroze:Vznik heteroze:
HeterozeHeteroze
2.2. Teorie dominance Teorie dominance vychází z předpokladu, že u vychází z předpokladu, že u heterozygotních kříženců na jednom lokusu heterozygotních kříženců na jednom lokusu příznivá alela, zpravidla dominantní, překryje příznivá alela, zpravidla dominantní, překryje účinek alely nepříznivé. Tím se stává, že užitkovost účinek alely nepříznivé. Tím se stává, že užitkovost kříženců leží nad střední hodnotou výchozích kříženců leží nad střední hodnotou výchozích rodičovských populací.rodičovských populací.
Schématicky vyjádříme tuto skutečnost jakoSchématicky vyjádříme tuto skutečnost jako
Vznik heteroze:Vznik heteroze:
AA = Aa > aaAA = Aa > aa
HeterozeHeteroze
3.3. Teorie superdominance Teorie superdominance vychází z předpokladu, vychází z předpokladu, že u heterozní efekt může být vyvolán nejen že u heterozní efekt může být vyvolán nejen kumulací příznivých genů obsažených v různých kumulací příznivých genů obsažených v různých lokusech, nýbrž také hetorozygotní konstitucí lokusech, nýbrž také hetorozygotní konstitucí jednotlivých lokusů. To znamená, že heterozygotní jednotlivých lokusů. To znamená, že heterozygotní stav je lepší, než obě homozygotní konstitucestav je lepší, než obě homozygotní konstituce
Vznik heteroze:Vznik heteroze:
AA < Aa > aaAA < Aa > aa
Heterozní efektHeterozní efekt
a)a)hypotetický heterozní efekthypotetický heterozní efekt
b)b)skutečný heterozní efektskutečný heterozní efekt
c)c) obyčejný heterozní efektobyčejný heterozní efekt
d)d)specifický heterozní efektspecifický heterozní efekt
Heterozní efektHeterozní efekt
- je definován jako zvýšení hodnoty hybrida x- je definován jako zvýšení hodnoty hybrida xF1F1 nad střední hodnotu rodičů nebo nad střední hodnotu rodičů nebo rodičovských populacírodičovských populací
xxF1F1 > >
a)a) hypotetický heterozní efekthypotetický heterozní efekt
xxP1P1 + x + xP2P2
22
Heterozní efektHeterozní efekt
- je dosažen, pokud hybridní potomstvo dosahuje lepší užitkovosti než obě - je dosažen, pokud hybridní potomstvo dosahuje lepší užitkovosti než obě rodičovská plemena:rodičovská plemena:
PP11 < F < F11 > P > P22
b)b) skutečný heterozní efektskutečný heterozní efekt
Heterozní efektHeterozní efekt
- vzniká ve zvláštních případech meziplemenného křížení, kdy hybridní - vzniká ve zvláštních případech meziplemenného křížení, kdy hybridní potomek je lepší než mateřské plemeno, tj.potomek je lepší než mateřské plemeno, tj.
FF11 > P > P11
c)c) obyčejný heterozní efektobyčejný heterozní efekt
Heterozní efektHeterozní efekt
- nastane v případě, když hybridní potomek je lepší než otcovská populace- nastane v případě, když hybridní potomek je lepší než otcovská populace
FF11 > P > P22
d)d) specifický heterozní efektspecifický heterozní efekt
Hybridní depreseHybridní deprese
Vvzniká jako důsledek nevyhovující Vvzniká jako důsledek nevyhovující všeobecné kombinační schopnosti nebo všeobecné kombinační schopnosti nebo
v důsledku zanesení nevyhovujících v důsledku zanesení nevyhovujících genů do genomu kříženců. Projeví se genů do genomu kříženců. Projeví se snížením užitkovosti a znaků fitness.snížením užitkovosti a znaků fitness.
FF11 < P < P1 1 FF11 < P < P22
d = x – x d = x – x
Selekční efektSelekční efekt((genetický ziskgenetický zisk))
ΔΔG=d G=d .. h h22
d = výběrový rozdíld = výběrový rozdílx = průměr populacex = průměr populacex = průměr selektovaných x = průměr selektovaných jedincůjedinců
N N ̿P̿P
: : ̿<̿<
Vztah mezi koeficientem Vztah mezi koeficientem dědivosti, selekčním efektem, dědivosti, selekčním efektem,
heterozním efektem a heterozním efektem a imbrední depresíimbrední depresí
vlastnost h2
selekční efekt
heterozní efekt
inbrední deprese
reprodukce + + +++ +++
výkrmnost ++ ++ ++ ++
jatečná hodnota +++ +++ + +