Kvantitatīvo pazīmju ģenētika

1. Kvantitatīvo pazīmju ģenētika • pazīmes kuras mēra vai skaita • nosaka • daudz gēnu ar nelielu efektu katram (poligēni) • neliels gēnu skaits ar lielu vides ietekmi • liels G x E

2. Kvantitatīvās un kvalitatīvāspazīmes

3. Ārējās vides iedarbība uz genotipa izpausmi (G x E)

4. Atsevišķu pazīmju mainība

5. Kvantitatīvo pazīmju ģenētika • nevar izdalīt atsevišķa gēna efektus • nevar ģenētisko analīzi tradicionālā veidā 2ph = 2g + 2e

6. Kvantitatīvo pazīmju ģenētika 2ph = 2g + 2e Iedzimstamības koeficients h2 = 2g / (2g + 2e ) Reakcija uz izlasi R = S• h2

7. Kvantitatīvo pazīmju ģenētika R = S• h2 h2= R/S Iedzimstamības koeficients • ir raksturīgs konkrētai īpatņu kopai • svārstās no 0 līdz [gandrīz] 1 QTL – quantitativetrait loci

8. Termini • iedzimstamība [i. koef.] – heritability • iedzimtība – heredity • iedzimšana – inheritance • variation – mainība • variability - variabilitāte • selection – izlase • breeding - selekcija

9. Konkordancedvīņu salīdzināšana

10. Iedzimstamības koeficients: konkordance

11. Iedzimstamības koeficients • Raksturo konkrēto populāciju • vienai un tai pašai pazīmei var atšķirties starp populācījām • Nedod informāciju par konkrētu indivīdu • nevar izmantot izlasei

12. QTL – quantitative trait loci • Kartējošas populācijas • Marķieru meklēšana, kuri saistīti ar attiecīgās pazīmes izpausmi • Indivīdu izlase balstoties uz marķieru klātbūtni

13. QTL kas nosaka rīsu veldrēšanos http://www.jircas.affrc.go.jp/english/publication/highlights/2003/2003_12.html

14. Pazīmju saistība • Korelācija • fenotipiska (rph) • genotipiska (rg) • paratipiska (re) rph ≠ rg + re

15. Selekcija • ražošana, māksla, zinātne • cilvēka vadīta evolūcija Selekcija – cilvēkam vajadzīgo genotipu izveidošana un izlase Ģenētika – selekcijas teorētiskā bāze Augu selekcijā izmanto daudzveidīgākas ģenētiskās metodes

16. Selekcijas galvenie etapi • Ģenētiskās daudzveidības izveidošana • Labāko genotipu identifikācija un izlase • Izlasīto genotipu pavairošana un pārbaude

17. Ģenētiskās mainības veidi • rekombinācijas • jaunas alēļu kombinācijas • mutācijas • jauna mainība

18. Gēnu dažādība selekcijaiDzīvnieku domestikācija

19. Gēnu dažādība selekcijaiSavvaļas formas

20. Gēnu dažādība selekcijaiSavvaļas formas kartupeļi

21. Ģenētiskie resursi Riodeženeiro Konvencija par bioloģisko daudzveidību • Latvija parakstīja 1992. g. 5. jūlijā • Latvijas Saeima ratificēja 1995. g. 8. septembrī Saskaņā ar Konvenciju par ģenētiskajiem resursiem tiek uzskatīts ģenētiskais materiāls ar esošu vai potenciālu vērtību. • visa pieejamā ģenētiskā daudzveidība var tikt pieskaitīta pie ģenētiskajiem resursiem

22. Ģenētiskie resursi • katra valsts, kas ir pievienojusies Konvencijai, uzņemas arī atbildību par tās ģenētisko resursu saglabāšanu • ģenētiskiem resursiem ir liels potenciāls izmantošanai selekcijā, zinātnē un izglītībā • ģenētiskiem resursiem ir arī kultūrvēsturiska nozīme kā tautas garīgās un saimnieciskās darbības rezultātam.

23. Kultūraugu izcelšanās centri

24. Ģenētisko resursu saglabāšana • In situ Saglabāšana dabiskās izplatības areālos • teritorijas ar īpašu aizsardzības statusu • turpinās populāciju evolūcija • Ex situ Saglabāšana speciālās kolekcijās • gēnu bankas (sēklas!, sperma, DNS paraugi) • “lauku” kolekcijas (veģetatīvi pavairojamie augi) • speciāli ganāmpulki (arī īpaša retu dzīvnieku saglabāšanas stimulācija) • in vitro kolekcijas

25. Latvijas augu ģenētisko resursu (AĢR) saglabāšanas nacionālā sistēma Zemkopības ministrija Latvijas Zinātnes padome Latvijas AĢŖ centrs (Salaspils) Latvijas AĢR padome Latvijas kultūraugu gēnu banka Lauku un in vitro kolekcijas Sēklu pavairošana, izvērtēšana Latvijas AĢR datu bāze

26. Latvijas kultūraugu gēnu banka • izveidota 1997. g. • mērķis – saglabāt Latvijas izcelsmes kultūraugu ģenētiskos resursus, ieskaitot to savvaļas radiniekus

27. Mājdzīvnieku ģenētisko resursu (MĢR) saglabāšana Latvijā • MĢR saglabāšanu Latvijā koordinē LR Zemkopības ministrija, kas šī uzdevuma veikšanai 2001.g. jūlijā nodibināja Šķirnes dzīvnieku ģenētisko resursu saglabāšanas konsultatīvo padomi. • Akcents uz Gēnu rezerves ganāmpulku izveidi.

28. Visapdraudētākā (?) mājdzīvnieku populācija Latvijā • Viskritiskākajā situācijā Latvijas zilā govju šķirne

29. 3 6 14 6 1 10 1 3 2 2 13 5 1 1 4 5 Zilās govis Latvijā, 2001

30. Latvijas Zilā govju šķirne, 2001 • Populācijas efektīvais lielums (Ne = 18) ir tālu zem apdraudējuma teorētiskās robežas (Ne = 50). • Pie Ne = 18, kāds ir Latvijas zilai šķirnei, Latvijaszilās populācijas inbrīdinga pieaugums prognozējams aptuveni 2.8% paaudzē. • Pie šāda inbrīdinga līmeņa populācijas ģenētiskās daudzveidības saglabāšana ir apdraudēta.

31. Zilās govis Latvijā, 2005 • 2005. g. jūlijā, nacionālā datu bāzē 852 Zilās govs īpatņi, t. sk. 175 buļļu un 677 govis. • Zilās govs populācija joprojām galvenokārt koncentrējas piekrastes reģionā (Liepāja, Talsi, Ventspils, Kuldīga), tomēr novērojama tās izplatīšanās tendence visā Latvijas teritorijā. • Galvenā problēma ir mazs neradniecisko reprodukcijā izmantojamo buļļu skaits.

32. Zilās govis Latvijā, 2005 • 155 Zilās govis reproduktīvā vecumā (dzimušas pirms 2003), kuru abi vecāki ir Zilās govis. • Tikai 2 līniju 7 Zilās govs buļļi no tiek izmantoti mākslīgā apsēklošanā • Ne = 27.5 • Arī pie šāda inbrīdinga līmeņa populācijas ģenētiskās daudzveidības saglabāšana joprojām ir apdraudēta.

33. Latvijas zilā govju šķirne • Populācijas efektīvais lielums (Ne = 18) ir tālu zem apdraudējuma teorētiskās robežas (Ne = 50). • Pie Ne = 18, kāds ir Latvijas zilai šķirnei, Latvijaszilās populācijas inbrīdinga pieaugums prognozējams aptuveni 2.8% paaudzē. • Pie šāda inbrīdinga līmeņa populācijas ģenētiskās daudzveidības saglabāšana ir apdraudēta.

34. Latvijā saglabājamās lauksaimniecības dzīvnieku šķirnes • Latvijas brūnās šķirnes govs; • Latvijas zilās šķirnes govs; • Latvijas baltās šķirnes cūka; • Latvijas tumšgalves šķirnes aita; • Latvijas zirgu šķirnes braucamā tipa dzīvnieks; • Latvijas vietējo kazu šķirnes dzīvnieks.

35. Selekcijas galvenie etapi 45% 45% 10% • Ģenētiskās daudzveidības izveidošana • Labāko genotipu identifikācija un izlase • Izlasīto genotipu pavairošana un pārbaude

36. Selekcijas metodes • izlase no vietējām populācijām ________________________________________ • hibridizācija    • mutaģenēze    • heteroze   • poliploīdija   • attālā hibridizācija    • kvantitatīvā ģenētika    • audu kultūras    • molekulārie marķieri    • ģenētiskā inženierija   

37. Selekcijas metodes • izlase no vietējām populācijām ________________________________________ • hibridizācija   • mutaģenēze    • heteroze   • poliploīdija   • attālā hibridizācija    • kvantitatīvā ģenētika    • audu kultūras    • molekulārie marķieri    • ģenētiskā inženierija   

38. Selekcijas metodes • izlase no vietējām populācijām ________________________________________ • hibridizācija    • mutaģenēze   • heteroze   • poliploīdija   • attālā hibridizācija    • kvantitatīvā ģenētika    • audu kultūras    • molekulārie marķieri    • ģenētiskā inženierija   

39. Dabisko mutāciju izmantošana

40. Dabisko mutāciju izmantošana

41. Selekcijas metodes • izlase no vietējām populācijām ________________________________________ • hibridizācija    • mutaģenēze    • heteroze   • poliploīdija   • attālā hibridizācija    • kvantitatīvā ģenētika    • audu kultūras    • molekulārie marķieri    • ģenētiskā inženierija   

42. Heterozes efekts • Sēklu iegūšanai nepieciešama regulāra krustošana • Lai masveidā iegūtu hibrīdās sēklas izmanto citoplazmatisko vīrišķo sterilitāti

43. Selekcijas metodes • izlase no vietējām populācijām ________________________________________ • hibridizācija    • mutaģenēze    • heteroze   • poliploīdija   • attālā hibridizācija    • kvantitatīvā ģenētika    • audu kultūras    • molekulārie marķieri    • ģenētiskā inženierija   

44. Poliploīdija • autopoliploīdija • allopoliploīdija • Lopbarības augi • Dārzeņi • Dekoratīve augi • Pazemināta fertilitāte http://cannanews.blogspot.com/2007_11_01_archive.html Kolhicīns Colchicum autumnaleL. (rudensvēlziede) 'Wintzer's Colossal‘ (triploīda kanna)

45. Selekcijas metodes • izlase no vietējām populācijām ________________________________________ • hibridizācija    • mutaģenēze    • heteroze   • poliploīdija   • attālā hibridizācija   • kvantitatīvā ģenētika    • audu kultūras    • molekulārie marķieri    • ģenētiskā inženierija   

46. Starpģinšu hibrīds tritikāle ×Triticosecale Allopoliploīds – amfidiploīds Heksaploīdaistritikale:2n = 6x = 42

47. GISH Diploīds hibrīds (2n=14), atlasīts no oktoploīdaF1 hibrīdaLm x Fa. Iekrāsots ar rodamīnu (rhodamin) iezīmētu ar LmgenomiskoDNS. Saglabājušās pilnas Lm hromosomas (baltās bultas) un to fragmenti (zilās bultas). Loliummultiflorum(daudzzieduairene) diploids, 2n = 2x = 14 (LmLm) Festucaarundinacea(niedru auzene): heksaploīds, 2n = 6x = 42 (FpFpFgFgFgFg)

48. Selekcijas metodes • izlase no vietējām populācijām ________________________________________ • hibridizācija    • mutaģenēze    • heteroze   • poliploīdija   • attālā hibridizācija    • kvantitatīvā ģenētika   • audu kultūras    • molekulārie marķieri    • ģenētiskā inženierija   

49. Selekcijas metodes • izlase no vietējām populācijām ________________________________________ • hibridizācija    • mutaģenēze    • heteroze   • poliploīdija   • attālā hibridizācija    • kvantitatīvā ģenētika    • audu kultūras   • molekulārie marķieri    • ģenētiskā inženierija   

50. Ģenētisku izmaiņu iegūšanai Augu in vitro kultūru metodes Ātrai genotipupavairošanai Protoplastu kultūra Šūnu kultūra Kallusu kultūra Meristēmu kultūra Putekšņu kultūra Putekšņu maciņu kultūra Olšūnu kultūra Embriokultūra Dubultoto haploīdu iegūšanai Starpsugu hibrīdu iegūšanai