Pokrewieństwo, rodowód, chów wsobny Pokrewieństwo

Pokrewieństwo, rodowód, chów
wsobny
Pokrewieństwo
• Pokrewieństwo, z punktu widzenia genetyki, jest
podobieństwem genetycznym. Im osobniki są bliżej
spokrewnione, tym bardziej są podobne pod
względem genetycznym.
• Pokrewieństwo jest pojeciem dotyczącym
przynajmniej dwóch osobników.
• Pokrewieństwo wynika z posiadania jednego, lub
kilku, wspólnych przodków.
• Im bliżej dwa osobniki są spokrewnione, tym więcej
mają takich samych genów pochodzących od
wspólnego przodka.
• Miarą pokrewieństwa jest wskaźnik pokrewieństwa.
1
Pokrewieństwo
samiec
samica
Pokrewieństwo
A
B
C
D
E
F
G
H
I
A-E – spokrewnione w linii prostej
A-I – spokrewnione w linii prostej
Rxy=Σ0,5n
n = liczba pokoleń pomiedzy dwoma osobnikami
C-G - spokrewnione w linii bocznej
Rxy=Σ0,5n+m
n+m = suma liczb pokoleń dzielących dwa
osobniki od wspólnego przodka
2
Chów wsobny (inbred)
• Chów wsobny (inbred) jest zjawiskiem zachodzącym
przy kojarzeniu ze sobą osobników spokrewnionych.
• Chów wsobny prowadzi do wzrostu homozygotyczności – rośnie prawdopodobieństwo, że
osobnik będący wynikiem chowu wsobnego będzie
miał dwa identyczne allele pochodzące od wspólnego
przodka rodziców.
• Miarą stopnia chowu wsobnego jest współczynnik
inbredu.
• Współczynnik inbredu wskazuje na
prawdopodobieństwo spotkania się w formie
homozygotycznej alleli pochodzących od wspólnego
przodka rodziców.
• Współczynnik inbredu jest parametrem dotyczącym
pojedyńczego osobnika.
Chów wsobny (inbred)
A
B
C
D
E
F
G
H
I
Wskaźnik inbredu - Fx
Fx=0,5*ROM (jeśli rodzice nie są zinbredowani)
Fx=0,5*ROM*sqr[(1+FO)*(1+FM)] (jeśli rodzice
są zinbredowani)
3
Chów wsobny (inbred)
• Wzrost homozygotyczności stwarza niebezpieczeństwo
spotkania się w formie homozygotycznej alleli
niekorzystnych, np. genów letalnych.
• W populacji wsobnej szkodliwe allele szybko stają się
homozygotyczne i są eliminowane w wyniku selekcji.
• Szkodliwe allele są, w wyniku tego, eliminowane z
populacji wkrótce po powstaniu w wyniku mutacji.
• Śmiertelność w populacji wsobnej nie wzrasta,
ponieważ powodowana jest mutacją, a nie wsobnością.
Chów wsobny (inbred)
4
Chów wsobny (inbred)
• Chów wsobny prowadzi do obniżenia żywotności
osobników w wyniku tzw. depresji inbredowej.
– Spadek wydajności (strata 20 kg mleka/1% inbredu; strata
1,3 kg tłuszczu/1% inbredu; dwukrotnie większa
smiertelność cieląt)
• Wiele ras powstałych w wyniku selekcji hodowlanej
wykazuje depresje inbredową.
– Są bardziej delikatne i wrażliwe na czynniki środowiskowe
– Wykazują mniejszą płodność i plenność
• Kojarzenie ze sobą dwóch linii wsobnych prowadzi
do powstania tzw. wybujałości mieszańców
(heterozji).
Depresja inbredowa
5
Ograniczenia dotyczące kojarzeń w
pokrewieństwie
• Prawo cywilne – stosunki pokrewieństwa są
określone liczbą stopni drzewa genealogicznego
pomiędzy dwiema spokrewnionymi osobami
– I stopień – rodzice i dzieci
– II stopień – dziadkowie i wnuki
• Prawo kanoniczne – stosunki pokrewieństwa są
określane liczbą stopni dzielących wspólnego
przodka od tylko jednej ze spokrewnionych osób,
która jest dalej spokrewniona
Ograniczenia dotyczące kojarzeń w
pokrewieństwie
• USA – różne zasady (zależy od stanu)
–
–
–
–
Rodzeństwo
Rodzic i jego dziecko
Wuj i siostrzenica, siostrzeniec i ciotka (rzadziej)
Rodzeństwo cioteczne (1/3 stanów)
• Europa
– Rodzeństwo
– Rodzic i jego dziecko
• Chiny (dawno)
– Tylko małżeństwa dzieci dwóch braci (małżeństwa dzieci
dwóch sióstr były dozwolone)
6
Ograniczenia dotyczące kojarzeń w
pokrewieństwie
• Prawo kanoniczne
– Rodzeństwo
– Rodzic i jego dziecko
– Rodzeństwo cioteczne (bez dyspensy)
Rodowód (drzewo rodowodowe)
probant
7
Rodowód (używane symbole)
Rodowód tabelaryczny
Jemioła
Jetta
Jetta
Jetta
X
Konsul
Neron
Kuba
Rosje
V
Aden
Naksea
Aida
Mnich
Arnold Malina Tjeerd
8
Chów wsobny (inbred)
• Praktycznie, za spokrewnione uważa się osobniki, w
których rodowodach uwzględniających pięć pokoleń
występuje chociaż jeden wspólny przodek
• Kojarzenie kazirodcze – kojarzenie rodzica z
potomkiem, lub pełnego rodzeństwa (RAB≥0,5).
• Kojarzenie krewniacze właściwe – kojarzenie
półrodzeństwa, lub dziadka z wnuczką (RAB>0,1).
• Kojarzenie krewniacze umiarkowane – kojarzenie
wnuków spokrewnionych przez wspólnego dziadka
(RAB<0,1).
Metody kojarzenia
• Kojarzenie wolne – kojarzenie osobników nie
mających w rodowodzie wspólnych przodków do
piątego pokolenia. Osobniki te uważa się za
praktycznie niespokrewnione.
– Stosowane w masowej produkcji przy zachowaniu zasady
rotacji rozplodników
– Utrudnia ujawnianie się genów letalnych
– zapewnia dobrą kondycję potomstwa
– Wywołuje tendencje do wzrostu heterozygotyczności
9
Metody kojarzenia
• Kojarzenie krewniacze – kojarzenie osobników
spokrewnionych ze sobą w stopniu wyższym niż
wynosi średnia dla całej populacji. Jest ważnym
narzędziem w hodowli, ale musi być stosowane w
sposób przemyślany.
– Musi być traktowane jako środek do osiągnięcia określonego
celu
– Może być stosowane tylko pod ścisłą kontrolą w hodowli
zwierząt zarodowych
– Nie można zwracać uwagi na średnią wartość
selekcjonowanej cechy w populacji, ale zatrzymywać do
dalszej hodowli osobniki najlepsze
– Wywołuje tendencje do wzrostu homozygotyczności
Metody kojarzenia
• Kojarzenie szczytowe – połączenie zinbredowanego
samca z heterozygotycznymi, niespokrewnionymi z
nim samicami
• Powoduje uzyskanie potomstwa o wysokich
wartościach cech produkcyjnych i wyrównanych
walorach genetycznych i fenotypowych.
• Jest łatwe w stosowaniu
– Lokalne samice są inseminowane nasieniem
zinbredowanego reproduktora
– Wyniki są lepsze niż w kojarzeniu wolnym
10
Metody kojarzenia
•
•
•
•
Hodowla na linię – kojarzenie ze sobą potomków określonego
osobnika – założyciela linii.
Linię hodowlaną tworzą osobniki o wspólnym pochodzeniu, a w
związku z tym, wykazujące większe genetyczne i fenotypowe
podobieństwo, niż osobniki całej populacji.
Za linię hodowlaną uważa się grupę osobników o współczynniku
pokrewieństwa minimum 0,125.
Często hodowla na linię rozpoczyna się po śmierci wybitnego
osobnika i jest kierowana na jednego z jego synów.
– Identyfikacja wybitnego osobnika
– Kojarzenie krewniacze jego potomstwa
– Rozmnażanie osobników danej linii w umiarkowanym
pokrewieństwie
•
Hodowla na linię powoduje utrwalenie w populacji genów
założyciela linii
Linie zinbredowane
• Tworzą je osobniki będące produktami kojarzenia
krewniaczego.
• Za linię zinbredowaną uważa się grupę zwierząt o
współczynniku inbredu minimum 0,375
• Najczęściej spotyka się takie linie w hodowli zwierzą
laboratoryjnych (np. szczury Wistar, myszy Balb/c,
itd.)
– Linia izogeniczne – grupa zwierząt identyczna pod
względem genetycznym, najczęściej o 100%
homozygotyczności)
– Linia ko-izogeniczne – grupa zwierząt, w której osobniki
różnią się między sobą najwyżej w obrębie jednego lokus.
11