Parametry genetyczne

Parametry genetyczne opisują zmienność i współzmienność genetyczną cech ilościowych (jak częstości genów i genotypów dla cech prostych) zazwyczaj ilorazy składowych wariancji i kowariancji mogą być oszacowane ale nie wyliczone charakterystyczne dla cechy mierzonej w danej populacji i czasie

Najważniejsze parametry genetyczne Odziedziczalność (h2) heritability w szerszym sensie w węższym sensie Powtarzalność (r - repeatability) Korelacja genetyczna

Składowe zmienności fenotypowej wariancja genotypowa addytywna dominacyjna epistatyczna pozagenetyczna środowiskowa trwała pozostała

Odziedziczalność w szerszym sensie Odpowiada na pytanie jaki jest udział genów w zmienności cechy? w węższym sensie Podobieństwo między fenotypem i wartością hodowlaną. Czy selekcja będzie trafna?

Odziedziczalność BMI 0,40-0,70 ciśnienie krwi 0,64 szczęście 0,50-0,80 inteligencja 0,48-0,70 poszukiwanie nowości 0,50

Odziedziczalność masa ciała 0,65 wydajność mleczna 0,12-0,38 % tłuszczu 0,40

Odziedziczalność przyrost 0,50 grubość słoniny 0,70 wielkość miotu 0,05

Odziedziczalność masa ciała 0,55 nieśność 0,30 % jaj zapłodnionych 0,20

Odziedziczalność Ogólna tendencja cechy budowy ciała – średnie lub wysokie h2 cechy reprodukcyjne – niskie h2

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)

Szacowanie odziedziczalności kowariancja fenotypowa czyli podobieństwo między krewnymi Dobre przybliżenie gdy wariancja addytywna dominuje wariancja fenotypowa spokrewnienie między x i y Np. pary matka-córka

Uwaga! Różne dane mogą prowadzić do różnych oszacowań h2 Badano wrażliwość skorupiana na szok termiczny Spokrewnienie Samce Samice Rodzic-potomek 0,72 0,14 Pełne rodzeństwo 0,82 0,20 Półrodzeństwo po wspólnym ojcu 0,84 0,40 Półrodzeństwo po wspólnej matce 0,73 Bradley 1978

Szacowanie h2 w grupach ojcowskich Buhaj 3 córka y =  + s + d + e Buhaj 2 córka Buhaj 1 córka przy s=d y =  + 2s + e var(y)=var(2s)+var(e) var(y)=4var(s)+var(e) estymator

Szacowanie odziedziczalności w grupach ojcowskich Źródło zmienności Liczba stopni swobody Suma kwadratów Średni kwadrat Wartość oczekiwana średniego kwadratu Buhaj N-1 SSs MSs var(e)+ kvar(s) reszta n.-N SSe MSe var(e) 1. Przyrównaj średnie kwadraty do wartości oczekiwanych 2. Rozwiąż układ równań 3. Podstaw var(s) i var(e) do estymatora

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 Odziedziczalność nie może być większa od powtarzalności!

Szacowanie powtarzalności – przykład dla dwóch pomiarów Prędkość biegu jaszczurki. Powtarzalność  0,70 Czyli co najwyżej 70% zmienności to zmienność genetyczna! Wyniki można uzyskać bez informacji rodowodowej! Korelacja między pomiarami

Korelacje P1 = G1 + E1 P2 = G2 + E2 Cecha 1 Cecha 2 Współzmienność fenotypowa Współzmienność środowiskowa Współzmienność genetyczna

Przyczyny korelacji genetycznej Plejotropia Sprzężenie genów Selekcja preferująca pewne kombinacje genów Sprzężenie genów spowalnia proces osiągnięcie stanu równowagi równowagi gametycznej. Plejotropia – jeden gen kształtuje obie cechy. Bardziej reguła niż wyjątek.

Nierównowaga gametyczna Równowaga gametyczna: częstości haplotypów wynikają z częstości genów: P(AB) = P(A)  P(B) Locus 1 allele A i a P(AB) = P(A)  P(B) + D Locus 2 allele B i b D = odchylenie od stanu równowagi. Niektóre haplotypy występują częściej/rzadziej niż przy niezależnej segregacji genów. W skrajnym przypadku występują tylko 2 haplotypy

Znaczenie korelacji genetycznych Przewidywanie negatywnych skutków selekcji: Zdolność do szybkich przyrostów kurcząt pociaga za sobą odwapnienie kości – szkoda, że tego nieprzewidzieliśmy! Ocena wartości hodowlanej względem jednej cechy na podstawie pomiarów drugiej. Zmniejszenie gromadzenia tkanki tłuszczowej świń można oprzeć na pomiarze grubości słoniny. Ogólne otłuszczenie i grubość słoniny są skorelowane genetycznie.

Korelacja genetycza - przykłady Bydło mięsne Waga przy odsadzeniu – kruchość mięsa -0,82 Bydło mleczne Wydajność mleczna – produkcja tłuszczu w mleku 0,79 Świnie: Grubość słoniny - % mięsa w tuszy -0,57

Natura korelacji genetycznej jest złożona Selekcja na przyrost zwiększa spożycie i konwersje paszy Selekcja na zwiększone spożycie paszy nie wpływa na konwersje Selekcja na zmniejszoną konwersje paszy zwiększyła spożycie Konwersja=spożycie paszy/masa produktu