CECHY ILOŚCIOWE PARAMETRY GENETYCZNE Zarządzanie populacjami zwierząt, ćwiczenia V Dr Wioleta Drobik
Rodzaje cech Jakościowe o prostym dziedziczeniu uwarunkowane zwykle przez kilka genów Słaba podatność na wpływy środowiska Np.: umaszczenie, kolor oczu, posiadanie rogów, grupy krwi Ilościowe (poligeniczne) uwarunkowane przez wiele genów duża podatność na wpływy środowiska Np.: masa, wzrost, przyrost, obwód, powierzchnia, wydajność
Rodzaje cech Cechy progowe zmienność genetyczna jest ciągła, a fenotypowa ma charakter cech jakościowych, często zero-jedynkowych Posiadają tzw. próg odnoszący się do posiadanych genów, którego przekroczenie powoduje zasadniczą zmianę fenotypu Np.: odporność na choroby, wielkość miotu u dużych ssaków Źródło: Strabel T. Cechy ilościowe w praktyce
Opis cechy ilościowej Parametry statystyczne Poziomu średnia, min, max, mediana, dominanta Zmienności wariancja, odchylenie standardowe, wskaźnik zmienności Związki pomiędzy cechami kowariancja, korelacja r XY
Opis cechy ilościowej N i N i i i x x N x N S 1 2 1 2 2 1 1 1 100% x S V x x N y x y x N N i N i i i N i i i xy 1 1 1 1 1 cov y x xy S S r cov
Zmienność cech Zad 1. Wyznacz parametry poziomu oraz zmienności dla masy ciała oraz pobrania paszy. A. Która z cech charakteryzuje się większą zmiennością? B. Czy samce pobierają przeciętnie więcej paszy? C. Czy istnieje korelacja pomiędzy masą ciała a pobraniem paszy? Numer myszy Płeć Masa ciała Pobranie paszy 1 22 56 2 21 65 3 30 51 4 28 77 5 26 61 6 20 72 7 25 80 8 22 44 9 21 79 10 29 67
Komponenty wariancji fenotypowej Zmienność fenotypowa ( ) zróżnicowanie pod względem wartości czy poziomu cechy Zmienność genetyczna ( ) zróżnicowanie pod względem informacji genetycznej jaką posiadają poszczególne osobniki Zmienność środowiskowa ( ) zmienność czynników zewnętrznych mających wpływ na cechy zwierzęcia Interakcja genotyp-środowisko ( ) gdy zwierzęta posiadające takie same geny charakteryzują się różnymi fenotypami w różnych środowiskach.
Podział zmienności fenotypowej na komponenty
Wariancja genetyczna Zmienność genetyczna Addytywna (wartość hodowlana) Dominacyjna (współdziałanie genów w parach) Interakcyjna (inaczej epistatyczna, współdziałania genów z różnych loci) Zmienność addytywna, Środowisko może wpływać na cechę z różną siłą i w obydwu kierunkach Źródło: Strabel T. Cechy ilościowe w praktyce
Parametry genetyczne Odziedziczalność Powtarzalność Korelacja genetyczna
Odziedziczalność Siła związku między fenotypem zwierzęcia, a wartością genów osobnika dla jego potomstwa (wartością hodowlaną) Niska (<0,16), średnia (0,16-0,4) lub wysoka (>0,4) Dotyczy określonej populacji i jest zmienna w czasie Regularnie powtarzanie szacowanie
Po co szacujemy odziedziczalność? Szacowanie wartości hodowlanej Przewidywanie odpowiedzi na selekcję Programy hodowlane
Odziedziczalność Jakie wartości przyjmuje h 2? Przy jakich wartościach h 2 fenotyp daje nam najbardziej wiarygodną informacje na temat genów danego osobnika? Przy jakich wartościach h 2 obserwujemy największe podobieństwo fenotypowe pomiędzy krewnymi? Czy posiadanie dzioba u ptaków jest odziedziczalne? Źrebięta po pewnym ogierze osiągają bardzo dobre wyniki w wyścigach. Czy można powiedzieć, że jego odziedziczalność jest wysoka dla tej cechy?
Odziedziczalność - przykłady wysokość w kłębie od 0,18 do 0,67 obwód klatki piersiowej od 0,12 do 0,33 obwód nadpęcia od 0,13 do 0,39 wyniki prób dzielności od 0,25 do 0,75 wyniki skoków w próbach dzielności od 0,11 do 0,18 wyniki ujeżdżenia od 0,06 do 0,08 obszerność stępa od 0,24 do 0,51 obszerność kłusa od 0,33 do 0,53
Szacowanie odziedziczalności Jaka jest korelacja pomiędzy średnim fenotypem rodziców a fenotypem potomstwa? h 2 =2b Współczynnik regresji wydajności potomka względem wydajności rodzica (zakładamy, że brak jest innych czynników powodujących podobieństwo osobników) http://www.nature.com/
Szacowanie odziedziczalności Analiza wariancji dla klasyfikacji pojedynczej Wymagania i założenia: Jednorodne wariancje dla poszczególnych grup ojcowskich Liczebność grupy ojcowskiej nie mniejsza niż 10 Co najmniej kilkadziesiąt grup ojcowskich Wymagany jest rozkład normalny (w przypadku testowania hipotez) Spokrewnienie wynosić 0,25 w ramach jednej grupy ojcowskiej powinno spokrewnienie między osobnikami z różnych grup ojcowskich powinno być równe zeru
Szacowanie odziedziczalności
Szacowanie odziedziczalności
Powtarzalność (repeatability) stopień siły zależności między powtarzanymi wartościami fenotypowymi osobników dla danej cechy Re
Szacowanie powtarzalności Re
Szacowanie powtarzalności metod jest wiele i wybór zależny od cechy, gatunku, ect. popularna metoda: analiza wariancji dla klasyfikacji pojedynczej odpowiednio duża liczba pomiarów od jednego osobnika założenie: poza stałymi czynnikami losowymi na obserwacje nie oddziałują żadne inne czynniki dzielące wydajności na grupy
Powtarzalność - przykłady drób grubość skorupy 0,65 masa jaja 0,9 owce liczba jagniąt w miocie 0,9 masa runa 0,4 klasa wełny 0,6 konie charakter 0,41 lisy polarne termin wystąpienia rui 0,21
Literatura Strabel T. 2006. Genetyka cech ilościowych zwierząt w praktyce. Wersja PDF z 7.12.2006. Żuk B., Wierzbicki H., Zatoń-Dobrowolska M., Kulisiewicz Z. 2011. Genetyka populacji i metody hodowlane. Powszechne wydawnictwo Rolnicze i Leśne. Warszawa.