NASLEĐIVANJE KVANTITATIVNIH SVOJSTAVA

Παρουσίαση με θέμα: "NASLEĐIVANJE KVANTITATIVNIH SVOJSTAVA"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 NASLEĐIVANJE KVANTITATIVNIH SVOJSTAVA

2 Većina ekonomski važnih svojstava (količina mleka, količina mlečne masti, prirast, konverziaj hrane, prinos vune itd.) pripada kvantitativnim svojstvima. Fenotipska ispoljenost ovih svojstava zavisi od: a) većeg broja (minor ili aditivnih) gena sa slabim pojedinačnim efektom (poligeni tip nasleđivanja) b ) faktora spoljne sredine

3 Populacija  +1δ +2δ +3δ

4 E- faktori spoljne sredine
F = G + E F – fenotip G – genotip E- faktori spoljne sredine

5 FENOTIP I FENOTIPSKI PARAMETRI
Fenotip je spoljašnji izgled ili rezultati merenja kvantitativnih osobina, kao rezultat interakcije genotipa i spoljne sredine.

6 Fenotipski parametri su statistički parametri koji opisuju distribuciju frekvencija rezultata merenja svojstava u populaciji.

7 SVOJSTVO S V% Min Max Količina mleka Dnevni prirast Prinos vune

8 NAČINI DELOVANJA POLIGENA (ADITIVNIH ILI MINOR GENA)
Delovanje poligena može biti: -         aditivno -         dominantno -         epistatično

9 Delovanje gena je aditivno kad fenotip koji oni daju predstavlja zbir negativnih i pozitivnih efekata pojedinačnih gena. Aditivni efekat gena je u tesnoj vezi sa oplemenjivačkom vrednošću grla.

10 Dominantno delovanje gena je posledica interakcije alela unutar lokusa
Dominantno delovanje gena je posledica interakcije alela unutar lokusa. Dominantnost može biti: -         delimična -         puna -         overdominantnost Na dominantnom efektu gena se zasniva pojava heterozisa

11

12 Epistatično delovanje gena je posledica interakcije između lokusa.

13 A B a b Dominans Epistasis

14 FAKTORI SPOLJNE SREDINE I KVANTITATIVNE OSOBINE
Uticaji faktora spoljne sredine na kvantitativne osobine mogu biti: -     trenutni – uticaji ishrane, nege, zdravstvenog stanja itd. koji se eliminišu kada se posmatra srednja vrednost -       trajni – uticaji farme, godine, sezone itd. koji se eliminišu izborom metoda testiranja i matematičko statističkim metodama -    materinski uticaji koji se eliminišu izborom metoda testiranja i matematičko statističkim metodama

15 MATERINSKI EFEKAT Svaki doprinos na fenotip individue na koji direktno utiče fenotip njihove majke. Citoplazmatični efekat - bez ekstranuklearne DNK - sa ekstranuklearnom DNK Prenatalni materinski efekat Transfer antitela majke potomcima Postnatalni materinski efekat

16 Naslednost i promenjivost (interakcija genotip-okolina)
Naslednost - proces razvića novih organizama koji su slični svojim roditeljima i precima. Promenjivost – razlike koje postoje između roditelja i potomaka (nastale kao posledica promena u NASLEDNOJ OSNOVI i uticajem FAKTORA OKOLINE koji se neprekidno menjaju u toku razvića jedinke).

17 Naslednost i faktori okoline
Vinters-ov krug Krug predstavlja individualnu naslednu mogućnost i ograničenost Faktori okoline su mnogobrojni: klima, ishrana, način držanja i sl. Samo u optimalnim uslovima sredine moguće je potpuno ispoljavanje genetskog potencijala.

18 Nasledno variranje Primer: Prinos mleka u zavisnosti od genotipa
Rasa A Rasa B Rasa C

19 Nasledno variranje

20 Nasledno variranje Nasledno variranje ima značaja za: evoluciju
eksperimente u oblasti genetike stvaranje novih rasa

21 Rasa A- visoka mlečnost
Nenasledno variranje Primer: Prinos mleka u zavisnosti od faktora okoline (farma) Rasa A- visoka mlečnost Farma 1 Farma 2 Farma 3

22 Nenasledno variranje Nenasledno variranje značajno je za poljoprivrednu proizvodnju.

23 G E N E T S K I P A R A M E T R I HERITABILNOST REPITABILNOST
HERITABILNOST REPITABILNOST GENETIČKE KORELACIJE FENOTIPSKE KORELACIJE KORELACIJE OKOLINE VARIJANSE I KOVARIJANSE

24 Služe za: · Izučavanje izvora varijabilnosti – pre svega genetske
·        Proučavanje prirodne akcije gena koji determinišu određena svojstva ·        Izbor pravca oplemenjivanja ·        Procenu oplemenjivačkih vrednosti priplodnjaka i plotkinja ·   Izbor metoda selekcije sa odgovarajućim efektom tj. genetičkim trendom ·        Modeliranje kriterijuma selekcije ·        Proučavanje interakcije između genotipa životinje i okoline

25 KOEFICIJENT NASLEDNOSTI
HERITABILNOST KOEFICIJENT NASLEDNOSTI h2

26 Jay L. Lush.

27 U širem smislu

28 U izrazu regresije heritabilnost predstavlja očekivanu promenu u aditivnoj genetskoj vrednosti potomaka za svaku jedinicu promene u fenotipu roditelja: h2 = bAP

29 Vrednosti heritabilnosti se mogu kretati u intervalu od 0 do 1.

30 Heritabilnost nije biološka konstanta
Heritabilnost između svojstava se razlikuje: Niskonasledna , sa vrednošću 0,0-0,10 ili 0-10% Srednjenasledna, sa vrednošću 0,1-0,4 ili 10-40% Visokonasledna, preko 0,4 ili 40% Heritabilnost nije biološka konstanta

31 Metode za izračunavanje heritabilnosti na osnovu:
sličnosti između srodnika h2 = 2( regresija potomaka na jednog od roditelja )= 2b h2 = ( regresija potomaka na prosek roditelja )= b h2 = 4 (interklasna korelacija unutar polusrodnika )= 4t h2 = 2 (interklasna korelacija unutar punih srodnika )= 2t aktuelnih selekcijskih ogleda izučavanja monozigotnih blizanaca

32 METOD INTRAKLASNE KORELACIJE

33 STATISTIČKI DEO METODA INTRAKLASNE KORELACIJE
Yik =  + Ai + Eik gde je: Yik – opažanje (merenje) na k-toj individui (potomku) i-tog oca  - opšta srednja vrednost posmatrane osobine Ai – uticaj i-tog oca Eik – nekontrolisani izvori varijabilnosti

34 Tabela 1: Analiza varijanse
IZVORI VARIJABILNOSTI STEPENI SLOBODE SUME KVADRATA SREDINE KVADRATA E2 IZMEĐU OČEVA S-1 SKs MKs 2w+k2S IZMEĐU POTOMAKA UNUTAR OČEVA n.-S SKw MKw 2w s - broj očeva n.- ukupan broj potomaka ni- broj potomaka po očevima k- koeficijent korekcije za nejednak broj potomaka po očevima ni=k kod jednakog broja potomaka po očevima

35 SUME KVADRATA OČEVA POTOMSTVA

36 SREDINE KVADRATA OČEVA POTOMSTVA

37 VARIJANSE OČEVA

38 POTOMSTVA

39 UKUPNA FENOTIPSKA VARIJANSA
= +

40 INTRAKLASNI KORELACIONI KOEFICIJENT
HERITABILNOST h2=4*t

41 STANDARDNA GREŠKA HERITABILNOSTI

42 RAZLIKE U SLUČAJU NEJEDNAKOG BROJA POTOMAKA PO OČEVIMA
STANDARDNA GREŠKA HERITABILNOSTI

43 Koeficijent ponovljivosti (Repeatability-Repitabilitet)
Definicija: Repitabilitet (R) predstavlja vrednost intraklasnog koeficijenta korelacije između ponovljenih merenja iste osobine (laktacija, osobine plodnosti, proizvodnja jaja, vune ) i individue. Po pravilu pokazuje veću vrednost od heritabiliteta i predstavlja njegovu gornju granicu (uticaj spoljne sredine na ispoljavanje osobina). Vrednost R se kreće od 0-1

44 Koeficijent ponovljivosti (Repeatability-Repitabilitet)
Izračunavanje Postupakom analize varijanse. Ukupna varijansa se rasčlanjava na varijabilnost između i unutar merenja. Za izračunavanje R nije potrebno grupisati grla po srodstvu Metod analize varijanse

45 Primena Za ocenu celokupne genetske varijanse, pri čemu moramo uvažiti, da 2G ocenjuje i deo varijanse spoljne sredine Za proveru tačnosti merenja te izbor tehnike merenja Za korekciju h2. Heritabilnost obično ocenjujemo na osnovu jednog merenja. Ako je na raspolaganju veći broj merenja h2 je veća. Tada h2 množimo faktorom

46 Korelacije Koeficijent korelacije rxy
Pokazuje stepen slaganja između dve promenjive veličine. Korelacije: Fenotipske Genetske Okoline Genetske korelacije uslovljene su: Plejotropijom – pojava da isti geni utiču na ispoljavanje više osobina. Ukopčanošću gena – koja potiče od blizine lokusa na istom hromozomu na kojima se nalaze geni koji utuču na ispoljavanje 2 osobine. Koeficijent korelacije ima vrednosti od -1 do +1.

47 Korelacije Koeficijent korelacije Greška koeficijenta korelacije

48 rp rg Mlečna goveda Prinos mleka - Prinos ml. masti
Fenotipske i genetske korelacije između važnijih osobina domaćih životinja rp rg Mlečna goveda Prinos mleka - Prinos ml. masti Prinos mleka - Prinos proteina Prinos mleka - Sadržaj proteina Prinos mleka - Sadržaj ml. masti + 0.80 + 0.90 - 0.30 + 0.95 - 0.20 Svinje Dnevni prirast - Dnevna konzumacija Dnevni prirast - Konverzija hrane Prinos mesa - Debljina leđne slanine - 0.40 - 0.45 Ovce Masa čistog runa - Prinos vune Masa čistog runa - Dužina vlakna Masa čistog runa - Vijugavost + 0.50 + 0.40 + 0.30 Živina Broj jaja - Masa tela Broj jaja - Masa jaja Masa tela - Masa jaja 0.00 + 0.33

49 Principi i efekat selekcije

50 Selekcija Najznačajniji faktor promene frekvencije gena
Selekcijom se ne stvaraju novi geni već se povećava frekvencija poželjnih, a smanjuje frekvencija nepoželjnih gena. Doprinos svake od odabranih individua zavisi od broja potomaka.

51 Selekcija Promene frekvencije gena mogu se sprovoditi putem:
Izbora roditeljskih parova Kontrole načina parenja roditelja (metod odgajivanja) koji uključuje inbriding i ukrštanje

52 Selekcija se zasniva samo na aditivnim efektima gena
1954 2008 Selekcija omogućava menjanje i poboljšanje nasledne osnove domaćih životinaja (prošlost i sadašnjost). Selekcija se zasniva samo na aditivnim efektima gena

53 Efekat selekcije (∆ G ili R ili ES)
Očekivani uspeh selekcije-uspeh koji se očekuje i unapred prognozira. Zasniva se na saznanjima populacione genetike. Odstupanje ostvarenog od očekivanog uspeha selekcije zavisi od tačnosti ocene PV domaćih životinja (aditivna genetska vrednost individua u odnosu na populaciju iz koje potiče). PV se zasniva na podacima fenotipa, porekla, srodnika i potomaka.

54 Efekat selekcije (∆ G) G = h2 ( Ps – P ) = h2  SD
Efekat (uspeh selekcije) pokazuje promene u frekvenciji gena koje su izazvane selekcijom. Izračunava se na osnovu sledeće formule : G = h2 ( Ps – P ) = h2  SD u kojoj je: G = efekat (uspeh selekcije) ili genetski napredak za generaciju Ps = prosek odabranih roditelja P = prosek populacije h2 = heritabilitet SD = selekcijski diferencijal

55 Selekcijski diferencijal
Selekcijski diferencijal (SD) predstavlja razliku između prosečne vrednosti roditelja i prosečne vrednosti grupe ili populacije SD = (Ps - P) SD = i × δ

56 Selekcijski diferencijal
Vrednost selekcijskog diferencijala zavisi od: 1. Ukupne varijabilnosti posmatrane osobine (veća varijabilnost > SD a time i efekat selekcije) 2. Reproduktivne sposobnosti dom. živ. (veća reproduktivna sposobnost manje potrebnih životinja za zamenu > SD) 3. Broj odabranih životinja (manji broj životinja > SD) 4. Dugovečnosti (dugovečnije životinje manje potrebnih životinja za zamenu (remont) > SD) 5. Pola (muška grla po pravilu imaju > SD, razlog: potreban manji broj prilodnih grla u odnosu na ženska)

57 Selekcijski diferencijal
SD = 2 SD m + SD ž Ukupan SD

58 Intenzitet selekcije Intenzitet selekcije je strogost pri odabiranju grla za priplod. Što je veći intenzitet selekcije veća je i njena efikasnost. Može se povećati: povećanjem broja testiranih životinja izborom načina testiranja : centralna testna stanica - farmski test; grupno – individualno držanje u testu smanjenjem broja izabranih životinja tačne metode za ocene oplemenjivačkih vrednosti primena savremenih biotehnologija (VO, zamrzavanje sperme, embrio transfer)

59

60 Heritabilitet Koeficijet heritabiliteta većine ekonomski važnih osobina domaćih životinja je nizak ili srednji . Veće vrednosti heritabiliteta > efekat selekcije

61 Efekat selekcije za godinu (∆ g)
Osim za generaciju, efekat selekcije može da se odredi i za godinu. Genetski napredak za godinu je važan sa ekonomske tačke gledišta i dobija se kada se genetska promena za generaciju podeli sa generacijskim intervalom (t ili L). ∆ g = h2 (Ps - P) t

62 Generacijski interval (L, t)
Generacijski interval jednak je prosečnoj starosti roditelja prilikom rađanja potomaka i predstavlja vreme u kome se geni prenose u narednu generaciju. Kraći generacijski interval > efekat selekcije Progeni test (test po potomstvu) i ponavljanje rezultata (veći broj merenja povećavaju t, ali istovremeno čine selekciju uspešnijom-tačnijom)

63 Metode odabiranja (selekcije) tj
Metode odabiranja (selekcije) tj. procene oplemenjivačke vrednosti domaćih životinja Individualna selekcija (fenotip) -Selekcija po familijama - Selekcija unutar familija -Kombinovana (unutar i između familija) -Selekcija po braći i sestrama (sib) -Selekcija po poreklu -Selekcija po potomstvu -Indirektna selekcija -Selekcija na više osobina -nezavisni nivo selekcije -tandem selekcija -SI -Selekcija na osnovu linearnih modela -BLUP (AM)