Zarządzanie populacjami zwierząt. Relacje między osobnikami w populacji spokrewnienie i inbred Wykład 5

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Zarządzanie populacjami zwierząt. Relacje między osobnikami w populacji spokrewnienie i inbred Wykład 5"

Magda Filipiak
7 lat temu
Przeglądów:

1 Zarządzanie populacjami zwierząt Relacje między osobnikami w populacji spokrewnienie i inbred Wykład 5

2 Podobieństwo między rodzicem a potomkiem ½ ½ ½ ½ R RP = ½

3 Podobieństwo pełnego rodzeństwa (FS full sibs) 1 ½ ½ 0 ½ 1 0 ½ ½ 0 1 ½ 0 ½ ½ 1 R FS = ½

4 Podobieństwo pół rodzeństwa (HS half sibs) ½ 0 ½ 0 0 ½ 0 ½ ½ 0 ½ 0 0 ½ 0 ½ R HS = ¼

5 Co to jest inbred kojarzenie FS F = 1 / 4

6 Co to jest inbred kojarzenie HS F = 1 / 8

7 Inbred Miara wynikająca ze spokrewnienia (podobieństwa) gamet tworzących zygotę. Inbred to prawdopodobieństwo, że obydwie gamety na tym samym locus mają identyczne allele. Identyczne czyli stanowiące kopię allelu wspólnego przodka. Biorąc pod uwagę wiele loci liczba informująca o homozygotyczności o wartości od 0 do 1

8 Rodowód uporządkowany zestaw przodków

10 PLATON II 4736 PLAMARUS 1469 PLAMA PLEWNIK PLATON II 6834 PLOTKARA 1367 PLOTKA PLUD PLAMBOR 5528 PLESO 1994 PLACENTA PLUDKA PLATON II PLAŻA 1357 PLATYNA II PLATON II PLAWIANT 4736 PLAMARUS 1469 PLAMA PLEWNIK PLATON II 6055 PLOTKARA 1367 PLOTKA PLAWNA PLAMIEC 3291 PLUTON 912 KAMIONKA PLEŚNA PLATON II PLOMBA 1367 PLOTKA PLAMBOR POTOMKA 5307 PLESO 1994 PLACENTA PLANUS PLATON II 8056 PLAŻA 1357 PLATYNA II PLARON PLESO 7050 PLANUS 2678 PLAŻA PLATORA PLAMARUS PLOTA 1994 PLACENTA PLAMARUS PORCJA II 6832 PLEWNIK 2544 PLOTKARA POWAŻNIK PLESO 8308 POWAGA II 3057 PLINTA PONTKA PLAMARUS 6827 PLEWNIK 2544 PLOTKARA PONITA PLESO PONURA II 4276 PODPINKA

12 Rodowód strzałkowy A B C E F H L N M

13 Współczynnik inbredu n n F X 1 F A 2

14 Współczynnik spokrewnienia R XY 1 2 (1 F n i X n j (1 F ) (1 F Y A ) ) Gdzie: F A - współczynnik inbredu wspólnego przodka F X (F Y ) współczynnik inbredu osobnika X (Y) n i (n j ) liczba ścieżek między osobnikiem X (Y) a wspólnym przodkiem

15 Relacja między współczynnikami inbredu i spokrewnienia Współczynnik inbredu jest połową spokrewnienia rodziców jeśli są oni nie zinbredowani F X F A n n ) (1 ) (1 ) (1 2 1 Y X A n n XY F F F R j i

16 Rodowód strzałkowy R AB = 0 A B C R AE = ½ E F H R CN = ¼ L N R AL ( 1 2 ) 2 ( 1 2 (1 0) (1 0,25) ) 2 0,5 1,25 0,447 P

17 Rodowód strzałkowy A B C E L F N H Ścieżki P N P L E N P L E B H N P L F B H N P L F B E N P L F A E N P R PN ( 1 2 ) (1 0,125) ( (1 0,25) (1 0,125) 0,5 1,125 0,125 0,125 1,251, ) 3 4 ( 0,8125 1, ) 5 0,685

Średnie spokrewnienie osobników w stadzie R 0,3651 A B C F H L M N P A 0 0 0,5 0,5 0 0,447 0,236 0,335 B 0 0 0,5 0,5 0,5 0,447 0,471 0,447 C 0 0 0 0 0,5 0 0,236 0,112 F 0,5 0,5 0 0,5 0,25 0,671 0,589

18 Średnie spokrewnienie osobników w stadzie R 0,3651 A B C F H L M N P A 0 0 0,5 0,5 0 0,447 0,236 0,335 B 0 0 0,5 0,5 0,5 0,447 0,471 0,447 C ,5 0 0,236 0,112 F 0,5 0,5 0 0,5 0,25 0,671 0,589 0,615 H 0,5 0,5 0 0,5 0,25 0,671 0,354 0,503 L 0 0,5 0,5 0,25 0,25 0,224 0,589 0,391 M 0,447 0, ,671 0,671 0,224 0,422 0,700 N 0,236 0,471 0,236 0,589 0,354 0,589 0,422 0,685 P 0,335 0,447 0,112 0,615 0,503 0,391 0,700 0,685

0,5 0,5 0,5 0,25 0 0,25 B 0 1 0 0 0,5 0 0 0,5 0 0,25 0,25 0,25 0 0,25 0,375 C 0 0 1 0 0 0,5 0,5 0 0,5 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,125 D 0 0 0 1 0 0 0 0,5 0,5 0 0 0 0,25 0,5 0,25 E 0,5 0,5 0 0 1 0,25

19 Obliczanie inbredu i spokrewnienia w tabeli licznik wsp. spokrewnienia oraz na przekątnej jeden plus wsp.inbredu Połowa wartości w kolumnach A oraz C Jeden plus połowa wartości na skrzyżowaniu H oraz K A B C D A B E A C F A C H B D I C D K E F L E H N L N M H K P I K R N I S A ,5 0,5 0, ,5 0,5 0,5 0,25 0 0,25 B , ,5 0 0,25 0,25 0,25 0 0,25 0,375 C ,5 0,5 0 0,5 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,125 D ,5 0, ,25 0,5 0,25 E 0,5 0, ,25 0,25 0,25 0 0,625 0,625 0,625 0,125 0,125 0,4375 F 0,5 0 0,5 0 0,25 1 0,5 0 0,25 0,625 0,375 0,5 0,375 0,125 0,1875 H 0,5 0 0,5 0 0,25 0, ,25 0,375 0,625 0,5 0,625 0,125 0,3125 I 0 0,5 0 0,5 0, ,25 0,125 0,125 0,125 0,125 0,625 0,5625 K 0 0 0,5 0,5 0 0,25 0,25 0,25 1 0,125 0,125 0,125 0,625 0,625 0,1875 L 0,5 0,25 0,25 0 0,625 0,625 0,375 0,125 0,125 1,125 0,5 0,8125 0,25 0,125 0,3125 N 0,5 0,25 0,25 0 0,625 0,375 0,625 0,125 0,125 0,5 1,125 0,8125 0,375 0,125 0,625 M 0,5 0,25 0,25 0 0,625 0,5 0,5 0,125 0,125 0,8125 0,8125 1,25 0,3125 0,125 0,4688 P 0,25 0 0,5 0,25 0,125 0,375 0,625 0,125 0,625 0,25 0,375 0,3125 1,125 0,375 0,25 R 0 0,25 0,25 0,5 0,125 0,125 0,125 0,625 0,625 0,125 0,125 0,125 0,375 1,125 0,375 S 0,25 0,375 0,125 0,25 0,4375 0,1875 0,3125 0,5625 0,1875 0,3125 0,625 0,4688 0,25 0,375 1,0625

20 przyrost inbredu na pokolenie jest funkcją efektywnej wielkości stada (populacji) F 1 2 N e wielkość inbredu w pokoleniu t w populacji F t F F( 1 F ) t 1 t1 o jednakowej efektywnej wielkości F 1 (1 F) t t

21 Poziom inbredu w pokoleniach zależnie od Ne , ,6 0,4 0,

22 F t = 1 / 2 (1+F t-1 ) F t = 1 / 4 (1+2F t-1 +F t-2 ) pokolenie samozapłodnienie kojarzenia FS ,5 0,25 3 0,75 0, ,875 0,5 5 0,9375 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Narastanie poziomu inbredu

23 Inbred w modelu jednego locus W populacji frekwencje genotypów AA, Aa, aa wynoszą p 2, 2pq i q 2. W populacji z kojarzeniami w pokrewieństwie genotypy homozygotyczne są częstsze, zatem frekwencja genotypów niech będzie p 2 +, 2pq-2 i q 2 +. Wartość możemy wyznaczyć opierając się na definicji inbredu jako korelacji między gametami, zakładając wartość gamety z allelem A na poziomie 1, a gamety z allelem a równą 0.

24 Inbred w modelu jednego locus Gameta żeńska oznaczona będzie przez X, a męska literą Y. Rozkład alleli w gamecie allel częstość A p EX = EY = p a q DX = DY = pq W wyniku kojarzenia dochodzi do połączenia gamet: gameta X gameta Y XY częstość allel wartość allel wartość A 1 A 1 1 p 2 + A 1 a 0 0 pq - a 0 A 1 0 pq - a 0 a 0 0 q 2 +

25 Inbred w modelu jednego locus EXY = 1 x (p 2 +)+0 x (pq-)+0 x (pq-)+0 x (q 2 +) = p 2 + COVXY = EXY EX x EY = p p 2 = w populacji zinbredowanej genotyp AA Aa aa F pq częstość p 2 +pqf 2pq(1-F) q 2 +pqf pqf

26 Depresja inbredowa (ID) d w jednym locus AA ID 2 pq d F a dla wielu loci 0 -a ID 2 F p i q i d i aa

27 Depresja inbredowa Różnica między średnią wartością cechy w populacji zinbredowanej i outbredowej Może być względna (względem populacji outbredowej) m inb m m out out m ID out m m inb out 1

28 Wyjaśnienie depresji inbredowej: dużo loci o małym efekcie albo mało loci o dużym efekcie malo loci duzo loci ,2 0,4 0,6 0,8 1

29 ocena depresji inbredowej dla przeżywalności S W przedziałowym szeregu rozdzielczym ln S β β F 0 1 e 0 e 0 1 szacowana przeżywalność w populacji outbredowej bo F=0 szacowana przeżywalność w populacji inbredowej 2 1 letalny równoważnik genotypu

30 Przykład dla okapi: ln S 0,48 1, 80 F e -0,48 = 0,619 Jeśli F=0,25 e -0,48-0,251,80 = 0,395 0,395 0,619 0,619 0,224 0,25 0,619 0,36

31 Jeśli przeżywalność będzie zmienną o rozkładzie dwupunktowym Regresja logistyczna: S e 1 β 0 e β β 0 1 F β 1 F. Analiza wariancji S ij β α β 0 i 1 F ij e ij

32 Poziom inbredu dla populacji w niewoli Gatunek N Średni inbred % osobników o F>0 Lew azjatycki (Panthera leo persica) 151 0,197 80,8 Koń Przewalskiego (Equus przewalskii) ,207 95,7 Hipopotam karłowaty (Choeropsis liberiensis) 641 0,057 25,9 Muntiak (Muntiacus reevesi) 136 0,112 69,1 Jeleń (Cervus eldi thamin) 314 0,110 51,6 Gaur (Bos gaurus) 518 0,145 69,5 Żubr (Bison bonasus) ,247 93,8 Gazela dorkas (Gazella dorcas) 184 0,118 60,3 Gazela spekei (Gazella spekei) 164 0,166 82,9

33 Wielkość depresji inbredowej gatunek cecha Depresja na 1% of F absolutna względna [%] bydło Wydajność mleka - 12 ; -19 kg Wydajność tłuszczu kg 0.51 trzoda Wielkość miotu (dzień 0) szt 0.46 Wielkość miotu (wiek 5 m-cy) szt 0.55 Masa ciała (5 m-cy) kg 0.27 owce Wydajność wełny kg 0.55 wysadność cm 0.13 Masa ciała (1 rok) kg kury nieśność szt 0.62 % wyklucia % 0.64 Masa ciała kg 0.50

34 Wpływ inbredu na śmiertelność młodych % śmiertelności P Liczebność gatunek F=0 F>0 F=0 F>0 kudu 28,6 27,3 ns zebra 25,9 40,0 ns 27 5 jeleń Dawida 11,8 13,6 ns żyrafa 21,4 60,0, słoń indyjski 15,3 66,7, hipopotam karłowaty 24,5 54,9, oryks 0,1 100,

35 Depresja inbredowa u wilka (Canis lupus) Cecha N Wielkość depresji na 1 % inbredu Masa ciała w wieku 8 m-cy [kg] 48-0,232*** Długość życia [dni] ,78 Plenność samic [szt] 36-0,027

36 rząd gatunek Wiek [dni] N Dokładność oszacowania Koszt inbredu F=0.25 [%] torbacze opos walabia naczelne lemur czarny lemur brązowy makak szympans gryzonie szczur akuczi drapieżne wilk grzywiasty tygrys sumatrzański ,3 nieparzystokopytne zebra parzystokopytne hipopotam karłowaty jeleń Dawida żyrafa kudu bongo gaur oryks gazela Spekes a

37 Dziękuję, na dzisiaj wystarczy

Podobne dokumenty

Zarządzanie populacjami zwierząt. Relacje między osobnikami w populacji spokrewnienie i inbred Depresja inbredowa Ocena efektów krzyżowania

Zarządzanie populacjami zwierząt Relacje między osobnikami w populacji spokrewnienie i inbred Depresja inbredowa Ocena efektów krzyżowania Podobieństwo między rodzicem a potomkiem ½ ½ ½ ½ R RP = ½ Podobieństwo