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Genética quantitativa 2010 2v1
 

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    Genética quantitativa 2010 2v1 Genética quantitativa 2010 2v1 Presentation Transcript

    • Genética QuantitativaProf. Dra. Adriana Dantas Uergs – Bento GonçalvesDisciplina: Genetica Geral
    • Efeito do ambiente na expressão gênica Expressão fenotípica depende do ambiente A influência dos fatores ambientais altera o fenótipo Indivíduos geneticamente diferentes desenvolvem-se de modo diferente no mesmo ambiente Indivíduos geneticamente idênticos desenvolvem-se desigualmente em ambientes diferentes  Fenótipo (F) = Genótipo (G) + Ambiente (A)
    • Caracteres qualitativos e quantitativos Caracteres controlados por muitos genes são denominados caracteres poligênicos  Se referem a mensurações de quantidades (pesos, volumes, medidas: kg, m, cm, g, m2, etc) são comumente denominados de caracteres quantitativos Os caracteres controlados por poucos genes são denominados de caracteres qualitativos
    • Caracteres qualitativos Segregações conhecidas (3:1, 1:2:1 e 9:3:3:1) Para um e dois locos, respectivamente, com dois alelos por loco Genótipos classificados em grupos fenotípicos distintos Pouco influenciados pelo ambiente
    • Caracteres qualitativos Exemplo 1: cor de ervilhas
    • Exemplo 2: cor do tegumento de grãos de milho
    • Exemplo 3: milho doceEm F2, 323 grãos normais e 97 grãos doces
    • Caracteres qualitativos avaliados por Mendel
    • Caracteres quantitativos Devido a segregação de um grande número de genes, não há a possibilidade de serem classificados em grupos fenotípicos distintos Apresentam variação contínua e se ajustam a uma distribuição normal Muito influenciados pelo ambiente. Por quê? Como cada loco (gene) é influenciado pelo ambiente, e como são muitos os genes controlando esses caracteres, a influência total do ambiente é alta Existem caracteres mais sensíveis que outros as diferenças ambientais.
    • Exemplo 1: Altura da espiga (cm) de 100 plantas F2 de milhoA produção de grãos é muito afetada pelo ambiente, enquanto quea precocidade é menos afetada. Ambiente = fertilidade, umidade,insolação, etc
    • Exemplo 2: Peso de colmos (kg) de uma população F1 de cana-de-açúcar
    • Exemplo 3: Diferenças na altura na mesma população
    • Explicação: multiplos genes
    • Número de genes e de genótiposPortanto, a consequência de um elevado número degenes controlando um caráter é o elevado númerode genótipos
    • Hipótese dos fatores múltiplos - poligenes Nilsson-Ehle 1910 propuseram a “hipótese dos fatores multiplos” Fundamentada no fato de que uma caracteristica é influenciada por um grande número de genes, cada genes qual com um pequeno efeito no fenotipo. fenotipo A medida que aumentamos o numero de genes, há um genes incremento no numero de classes fenotipicas, diminuindo a diferença entre elas, isto faz com que a elas F2 tenda a distribuição continua. Com o aumento do número de genes diminui a contribuiçào de cada alelo efetivo para o carater.
    • Interações alélicas para caracteres quantitativos Aditivas Dominante Sobredominante  Como atuam?  1 loco com 2 alelos (B1 e B2)  B1 alelo efetivo e B2 não efetivo  Genótipos: B1B1; B1B2; B2B2
    • Valores genotípicos para o Loco BM = ponto médio entre os dois genotipos homozigoticosa = mede o afastamento de cada genotipo homozigótico em relação a médiaD = mede o afastamento do heterozigoto em relação a médiaSe d = 0, não há dominância e sim aditivaSe d = a, existe dominância completaSe 0 < d < a, dominância parciald > a , sobredominância
    • Relação a/d A relação a/d mede o que se denomina grau de dominância de um gene, o qual da a idéia de qual interação alélica esta atuando. d/a = 0 = aditiva d/a = 1,0 = dominância completa d/a >1,0 = sobredominancia
    • Interação Aditiva Cada alelo contribui com um pequeno efeito fenotípico o qual é somado aos efeitos dos demais alelos? 2 genes:  A e B – de efeitos iguais com 2 alelos cada Contribuições:  A1 = B1 = 30 unidades  A2 = B2 = 5 unidades  A1A1B1B1 = 120 un.  A2A2B2B2 = 20 un.
    • Interação alélica aditivaF1 = P1 + P2 2P: Genotipos: A1A1B1B1-P1 x A2A2B2B2-P2 Fenotipos: 120 unidades 20 unidadesF1: Genotipos: A1A2B1B2 Fenotipo: 70 unidades B2B2 B1B2 B1B1 10 -a 35 +a 60
    • Resultado A = 25 unidades (60-35=25; 35-10=25)  contribuição do alelo efetivo d = 0; (60+10=70)  valor fenotípico do genótipo heterozigoto corresponde a média dos progenitores d/a = 0 = interação aditiva
    • Media na geração F2, com 2 genesGenótipos Frequencia (Fe) Valor fenotipico (F) Fe . FA1A1B1B1 1/16 120 7.500A1A1B1B2 2/16 95 11.875A1A1B2B2 1/16 70 4.375A1A2B1B1 2/16 95 11.876A1A2B1B2 4/16 70 17.500A1A2B2B2 2/16 45 5.625A2A2B1B1 1/16 70 4.375A2A2B1B2 2/16 45 5.625A2A2B2B2 1/16 20 1.250 Média F2 = 70.000
    •  Média dos progenitores da F1 = F2 (70) A1A2B1B1 = 95 unidades Genótipos dos descendentes obtidos por autofecundação do indivíduo A1A2B1B2Genótipos Frequencia (Fe) Valor fenotipico Fe . F (F)A1A1B1B1 1/4 120 30.0A1A2B1B1 2/4 95 47.5A2A2B1B1 1/4 70 17.5 Média = 95.0
    • Interação Dominante Avalia-se o desempenho de cada loco e nao de cada alelo AA = Aa = BB = Bb = 60 unidades aa = bb = 10 unidadesP: Genotipos: AABB - P1 x aabb - P2 Fenotipos: 120 unidades 20 unidadesF1: Genotipos: AaBb Fenotipo: 120 unidadesbb m BB Bb a = d; d/a = 1,0 = dominância10 -a 35 +a = d 60 completa
    • Interaçao sobredominante O heterozigoto é superior aos homozigotos AA = BB = 60 unidades aa = bb = 10 unidades Aa = Bb = 80 unidadesP: Genotipos: AABB - P1 x aabb - P2 Fenotipos: 120 unidades 20 unidadesF1: Genotipos: AaBb Fenotipo: 160 unidadesbb m BB Bb d = 450 -a 35 +a 60 80 d/a = 45/25 = 1,8 d
    • Heterose – Obtenção de híbridos Heterose ou vigor hibrido é definida pela expressão: h = F1 – P1 + P2 2 F2 = F1 – h F3 = F2 - h 2 4
    • HeteroseP: Genotipos: AABB - P1 x aabb - P2 Fenotipos: 120 unidades 20 unidadesF1: Genotipos: AaBb Fenotipo: 160 unidadesHeterose será: h = 120 – 120 + 20 = 120 – 70 = 50 unidades 2Média na geração F2 = 120 – 50 = 96 unidades 2
    • Qual o tipo de interação predominante? Compara-se a média dos progenitores com a media das gerações F1 e F2:P1 = 445 mg; P2=179mg; F1= 279 mg; F2= 266mgMedia dos progenitores = 445 + 179 = 312 mg 2Interação aditiva = F1 = F2 = media dos progenitores Ocorrência em campo, os valores oscilam devido ao erro experimental e desvio padrao. Analisa-se as medias e verifica se estatisticamente as médias são iguais.
    • Estimativa dos componentes de variância Para o melhoramento, não interessa conhecer somente os fenótipos individuais das plantas mas, principalmente, as diferenças entre os fenótipos ou a variabilidade que se expressa entre os indivíduos. Para quantificar a variabilidade utiliza-se da estatística conhecida como variância, que é uma medida da dispersão dos dados. Quanto mais dispersos os dados em torno da média, maior a variância.
    • Estimativas das variânciasVP1 = 482,76 mgVP2 = 132,80 mgVF1 = 323, 68 mgVF2 = 2220,98 mgVRC1 = 2401,00 mgVRC2 = 831,76 mgConsidera-se que a variância observada no P1, P2 e F1 é toda ambiental (E)Assim, estimamos a variancia ambiental (VE)VE = (VP1 + VP2 + VF1) / 3 = 482,76 + 132,80 + 323,68 = 313,08 3
    • Variância fenotípica da geração F2 (VF2) Dois componentes:  1 ambiental (VE);  1 segregaçao da recombinação dos genes que é a variancia genetica (VG) VF2 = variação fenotipica da geraçao F2 VE = variaçao ambiental VG = variaçao genética VG = VF2 – VE = 2220,98 – 313,08 = 1907,90
    • Variância genética na F2 Componentes:  Efeito aditivo (VA)  Efeito de dominancia (VD) VF2 = VA + VD (VRC1 + VRC2) = VA + 2.VD VF2 = 2220,98 = VA + VD + VE(VRC1+VRC2) = (2401,00 + 831,76) = 3232,76 = VA + 2VD + 2VE Sendo assim: VA = 2VF2 – (VRC1 + VRC) VA = 1.209,20Como VE = 313,08, estimamos a VD = VF2 – VA – VE = 698,70
    • Estimativas dos parâmetros genéticos Coeficiente de Herdabilidade (h2) Exemplo: Feijoeiro Caracteres de alta herdabilidade:  Número de vagens por planta (0,87 ou 87%)  Número de sementes por vagem (0,94 ou 94%)  Peso de sementes (0,99 ou 99%) Caráter de baixa herdabilidade:  Produção de grãos (0,46 ou 46%)
    • Herdabilidade Herdabilidade no sentido amplo (ha2):  adequada para plantas de propagação vegetativa (toda a variação genética é transmitida à descendência) Herdabilidade no sentido restrito (hr2):  plantas de propagação sexuada (variação genética pode estar dividida entre os efeitos aditivos e dominantes)
    • Herdabilidade (ha2) = VG x 100 = VF2 – VE x 100 VF2 VF= VF2 – VE X 100 = 2220,98 – 313,08 X 100 = 85,90% VF2 2220,98 (hr2) = VA X 100 = 2.VF2 – (VRC1 + VRC2) X 100 VF2 VF2= 2 X 2220,98 – (2401,00 + 831,76) X 100 = 54,44% 2220,98
    • Observações sobre herdabilidade A herdabilidade não é apenas propriedade do caráter, mas também da população e das condições ambientais 55,54% da variação fenotípica do peso de sementes é devida a variação genetica aditiva A herdabilidade pode ser aumentada não somente pela introduçao de mais variação genética na população, mas pelas condições experimentais.
    • Utilidades da herdabilidade Permitir estimar o ganho genético com a seleção de novos individuos. Permite escolher o metodo de seleção mais eficiente A seleção pode ser realizada já na F2 desde que apresente variabilidade genética.
    • Exemplo: Obter nova população em que o pesomedio dos grãos de feijão seja maior que os obtidosna F2.  Na F2 o peso médio foi de 266 mg  Amplitude de variaçao: 160 a 390 mg  Selecionamos o peso médio de 350 mg ou +  Qual sera o peso médio da nova população (Mm) descendentes dos individuos selecionados?  Qual será o progresso genético (∆g)?  E a população a ser submetida a seleção (Mo)
    • Estimativa do ganho genético (∆ g) Mm = Mo + ∆g ∆g = hr2 . ds ds = é o diferencial de seleção, ou seja, a superioridade dos indivíduos selecionados em relação a todos os indivíduos da população. Ms = Media dos indivíduos selecionados
    •  Ms = (6x350) + (2x360) + (2x370) + (1x380) + (2x390) = 363,08 mg 13E o diferencial de seleçao é :Ds = Ms – Mo = 363,08 – 266,00 = 97,08 mgSendo assim, ∆g = 0,5444 x 97,08 = 52,85 mg Mm = 266,00 + 52,85 = 318,mgRes.: Esta será a média esperada da nova população, se forem selecionados os indivíduos com peso médio dos grão superiores a 350 mg
    • Estimativa de número de poligenes Importante para estudo de herança dos caracteres quantitativos Utiliza-se variâncias genéticas: VGF2 = 1 (P1 – P2)2 8 n n = (P1 – P2)2 8VGF2
    • Exemplo: P1 = 445 mg P2 = 179 mg VGF2 = 1907,90 n = (445 – 179) = 4,63 = 5 genes 8x1907,90