13.12.2013r.
WYKŁAD 9
Współczynniki odziedziczalności (h2) i powtarzalności (R) i ich zastosowanie w pracy hodowlanej. Współzależności genetyczne pomiędzy cechami.
Parametry genetyczne – opisują zmienność i współzmienność genetyczną cech ilościowych (jak i częstość genów i genotypów dla cech prostych). Zazwyczaj iloraz składowych wariancji i kowariancji. Mogą być oszacowane ale nie zaniżone. Charakterystyczne dla cechy mierzonej w danej populacji i czasie.
Najważniejsze parametry:
-odziedziczalność (h2) heritobility:
*w szerszym sensie;
*w węższym sensie;
-powtarzalność (r) repeatability;
-korelacja genetyczna.
Składowe zmienności fenotypowej:
-wariancja genotypowa:
*addatywna;
*dominacyjna;
*epistatyczna;
-pozagenetyczna:
*środowiskowa trwała;
*pozostała.
ODZIEDZICZALNOŚĆ:
-stosunek wariancji genetycznej wynikającej z sumującego się działania genów do wariancji fenotypowej;
-informuje, jaka część ogólnej wariancji fenotypowej stanowi wariancja genetyczna;
-określa się też jako współczynnik regresji wartości hodowlanej względem wartości fenotypowej cechy tego samego osobnika.
Definiując ściśle termin odziedziczalności pod tym pojęciem należy rozumieć stosunek wariancji genetycznej бG2 w zakresie określonej cechy do ogólnej wariancji fenotypowej (бP2), która jest sumą wariancji genetycznej (бG2) i środowiskowej (бE2).
Odziedziczalność:
-w szerszym sensie
h2=бG2бP2
Odpowiada na pytanie, jaki jest udział genów w zmienności cechy?
-w węższym sensie
hA2=бA2бP2
Podobieństwo między fenotypem i wartością hodowlaną.
Czy selekcja będzie trafna?
Szacowanie odziedziczalności:
-czym cecha bardziej uwarunkowana genetycznie tym krewni bardziej podobni (większa korelacja);
-wszystkie metody bazują na porównaniu osobników o różnym stopniu spokrewnienia;
-prosta metoda porównuje pary o jednakowym typie spokrewnienia – np. bliźnięta jednojajowe;
-zaawansowane metody wykorzystują wszystkie spokrewnienia (wszystkie dane).
P=G+E Phenotype (fenotyp) = Genotype (genotyp) + Environment (warunki środowiskowe)
бP2=бG2+бE2
h2=бG2бP2=бG2бG2+бE2
-niska 0,01 – 0,1 (0,2);
-średnia 0,2 – 0,5 (0,6);
-wysoka 0,6 (0,7) i powyżej.
Odziedziczalność jest pojęciem populacyjnym i nie można go odnosić do pojedynczego osobnika.
Jeżeli h2 jakiejś cechy wynosi 0,25 to oznacza, że zmienność fenotypowa tej cechy jest wywołana w 25% przez geny i w 75% przez środowisko.
Od czego zależy odziedziczalność:
-zależy od stopnia zmienności genetycznej i środowiskowej zwierząt w stadzie;
-h2 nie jest wielkością stałą dla danej cechy i może przybierać wartość w jednych stadach wyższe, w innych nieco niższe.
-bydło:
*masa ciała 0,65;
*wydajność mleczna 0,12-0,38;
-% tłuszczu 0,40;
-świnia:
*przyrost – 0,50;
*grubość słoniny – 0,70;
*wielkość miotu – 0,05;
-drób:
*masa ciała – 0,55;
*nieśność – 0,30;
*% jaj zapłodnionych – 0,20.
Ogólna tendencja:
-cechy budowy ciała – średnie lub wysokie h2;
-cechy reprodukcyjne – niskie h2.
Szacowanie współczynnika odziedziczalności.
Metody szacowania:
1.Regresja rodzic-potomek
h2=2bpr p – potomek; r – rodzic
Współczynnik regresji pomnożony przez 2 (podobieństwo genetyczne między rodzicem a potomkiem wynosi ½.
bpr – kowariancja rodzic-potomek/wariancja rodzica, stąd:
h2 = 2covxy/ wariancję rodziców.
Metoda obarczona jest dużym błędem, gdyż nie jest wyeliminowany efekt matki.
Inne metody:
-regresja średnia wartość rodziców-potomek – jest to metoda dokładniejsza od poprzedniej, ale możliwa do stosowania tylko w zakresie cech występujących u obydwojga rodziców;
-współczynnik korelacji wewnątrzklasowej – wskaźnik odziedziczalności możemy obliczyć tą metodą opierając się na grupach półrodzeństwa (według komponentu ojcowskiego lub matecznego) i pełnego rodzeństwa (wykorzystujemy komponent ojcowski i matczyny.
Genetyczna interpretacja zmienności fenotypowej istniejącej pomiędzy krewnymi.
Między osobnikami niespokrewnionymi (matki i ojcowie różni) pełna zmienność genetyczna i środowiskowa.
Między półrodzeństwem (potomstwo po wspólnych ojcach i różnych matkach – 0,75 zmienności genetycznej i pełna zmienność środowiskowa (współczynnik pokrewieństwa 0,25).
Między pełnym rodzeństwem (potomstwo tych samych rodziców – 0,50 zmienności genetycznej i pełna zmienność środowiskowa; współczynnik pokrewieństwa 0,50).
Szacowanie odziedziczalności
h2≈бP2RxyбP2
Różne dane mogą prowadzić do różnych oszacowań h2.
Znaczenie współczynnika odziedziczalności:
-dostarcza miary genetycznej zmienności;
-pozwala rozstrzygnąć, czy stosowanie metod hodowlanych ma sens w danej populacji;
-pozwala określić w jakim stopniu genotyp może być utożsamiany z fenotypem;
-pozwala na wybór metody selekcji (gdy h2 wysokie to wybierając zwierzęta najlepsze fenotypowo są również dobre genetycznie – kryterium selekcji może być wydajność własna);
-uwzględnia się przy ocenie wartość hodowlanej zwierząt.
POWTARZALNOŚĆ:
-podobieństwo kolejnych obserwacji tych samych osobników;
-przydatny dla opisu cech powtarzalnych w cyklach fizjologicznych (laktacja, miot, nieśność);
-duże podobieństwo kolejnych wydajności pozwala ocenić zwierzęta wcześniej.
Powtarzalność
r=бG2+бEP2бP2
Odziedziczalność nie może być większa od powtarzalności.
KORELACJE GENETYCZNE
W hodowli zwierząt często mamy do czynienia ze współzależnością cech. Występujące zależności mogą mieć podłoże zarówno genetyczne jak i środowiskowe. Jedną z miar współzależności cech stosowaną w pracy hodowlanej jest wskaźnik korelacji, który określa moc i kierunek współzależności.
W genetyce cech ilościowych wyróżniamy trzy rodzaje wskaźników korelacji:
-wskaźnik korelacji fenotypowej (rP), który mierzy współzależność wynikającą zarówno z oddziaływania czynników genetycznych jak i środowiskowych na obie cechy;
-wskaźnik korelacji genetycznej (rG), który mierzy współzależność wywołaną oddziaływaniem tych samych założeń dziedzicznych na obydwie cechy;
-wskaźnik korelacji środowiskowej (rE), który mierzy współzależność spowodowaną działaniem tych samych czynników środowiska na obydwie cechy.
Poszczególne rodzaje wskaźników korelacji można wyrazić następującymi wzorami:
-korelacja genetyczna rG=covGбG12×бG22
-korelacja środowiskowa rE=covEбE12×бE22
-korelacja fenotypowa rP=covPбP12×бP22
Gdzie poszczególne symbole oznaczają:
-covG,covE,covP – odpowiednio kowariancja między oddziaływaniami genetycznymi (G), środowiskowymi €, wpływającymi na obydwie cechy, a także pomiędzy wartościami fenotypowymi (P) obu cech;
-бG12,бE12,бP12 – wariancje odpowiednio genetyczna, środowiskowa i fenotypowa pierwszej cechy;
-бG22,бE22,бP22 – wariancje odpowiednio genetyczna, środowiskowa i fenotypowa drugiej cechy.
Zagadnienie współzależności cech odgrywa doniosłą rolę przy prowadzeniu hodowli. Od mocy i kierunku współzależności cech zależy wybór metody doskonalenia genetycznego zwierząt, a w konsekwencji uzyskane wyniki pracy hodowlanej. Jeżeli np. dwie selekcjonowane cechy są ze sobą ujemnie skorelowane, a wartość wskaźnika korelacji jest wysoka, to doskonalenie jednej z nich będzie iść w parze z pogarszaniem drugiej. Natomiast, gdy współzależność pomiędzy dwiema cechami wykazuje znak dodatni i wartość wskaźnika korelacji jest wysoka prowadzać selekcję w kierunku poprawy jednej cechy możemy oczekiwać jednocześnie doskonalenia drugiej.
Gacololo00