Cechy ilościowe i parametry genetyczne

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,
rXY
korelacja
Opis cechy ilościowej
2
N
N

1 
1
 
2
2
Sx 
xi 
  xi 


N  1  i 1
N  i 1  
cov xy


1  N

xi  yi 


N  1 i 1



x

y


i
i 
i 1
i 1


N


N
Sx
Vx 
 100%
x
N
r 
cov xy
Sx  Sy
Zmienność cech
Zad 1. Wyznacz parametry poziomu oraz
zmienności dla masy ciała oraz pobrania
paszy.
Numer
myszy
Płeć
Masa
ciała
Pobranie
paszy
1
♂
22
56
A. Która z cech charakteryzuje
się większą zmiennością?
2
♂
21
65
3
♀
30
51
B. Czy samce pobierają przeciętnie
więcej paszy?
4
♀
28
77
5
♂
26
61
C. Czy istnieje korelacja pomiędzy masą
ciała a pobraniem paszy?
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 h2?
Przy jakich wartościach h2 fenotyp daje nam najbardziej
wiarygodną informacje na temat genów danego osobnika?
Przy jakich wartościach h2 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?
h2=2b
http://www.nature.com/
Współczynnik regresji wydajności potomka względem
wydajności rodzica (zakładamy , że brak jest innych
czynników powodujących podobieństwo osobników)
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 w ramach jednej grupy ojcowskiej powinno
wynosić 0,25
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.