ZÁKLADY GENETIKY POPULACÍ

1. ZÁKLADY GENETIKY POPULACÍ Luboš Vostrý Katedra genetiky a šlechtění

2. Populace • Skupina jedinců v daném čase a v daném prostoru • Přenášející své znaky beze změny na potomstvo • Sled generací, které na sebe navazují a navzájem prolínají • Plemeno

3. Panmixie • Náhodné připařování • Dostatečně (Nekonečně) velká populace • Stejná životaschopnost všech genotypů • Kterýkoliv jedinec jednoho pohlaví má stejnou pravděpodobnost plodně se pářit s kterýmkoliv jedincem druhého pohlaví

4. Efektivní velikost populace • Počet jedinců, kteří mohou ovlivnit velikost populace • V rozmnožovacím věku

5. Genóm – soubor všech genů v populaci • Genotypová frekvence – Podíl jednotlivých genotypů • Genová frekvence – podíl jednotlivých genů (alel) v populaci

6. Výpočet genotypvé četnosti – Neúplná dominance

8. Jiný způsob výpočtu

9. Následující generace N = D + H + R d + h + r = 1 PA + Qa = 2N pA + qa = 1

10. Následující generace

11. Hardy – Weingergova rovnováha • Mezi jednotlivými generacemi zůstává genotypová a genová četnost neměnná • Po jedné generaci náhodného připařování se populace zpravidla dostane do genetické rovnováhy

12. Platnost HW - rovnováhy • Od rodičů k jejich gametám • Shodná plodnost rodičů • Normální segregace genů • Od spojení gamet po formování genotypu v zygotách • Stejná genová frekvence u ♂ a ♀ gamet • Panmiktická populace

13. Od genotypu zygot k dospělým jeincům • Stejná životnost embryií mláďat pohlavní dospělost tělesná dospělost • Od genotypové frekvence k četnosti genové • Opakování 1. kroku v generaci potomků

14. Genotypová četnost 1 AA aa Aa 0 1

15. Rozdílná frekvence u ♂ a ♀ ♀ ♂

16. Maximální četnost heterozygotů 0,5 (50%) p = q = 0,5 • Značně nízká genová četnost jedné alely znamená značně nízkou četnost příslušnžch homozygotů

17. Výpočet genotypvé četnosti – Úplná dominance

18. Upozornění • Z genové četnosti nikdy nestanovíme genotypovou četnost dané populace • Z genové četnosti dokážeme stanovit genotypovou četnost následné generace

21. Změny ve složení populace • Změny jsou vyvolány přírodním či umělým výběrem

22. Narušení genetické rovnováhy selekcí • Při selekci se rozmnožujícího procesu zůčastňuje jen určitá část jedinců • Selekce přirozená • Selekce umělá

23. Přírodní selekce • Zachování druhu • Zvýhodňuje jedince: • S nejlepší adaptabilitou, fitnes a reprodukcí v daných podmínkách prostředí • Často průměr populace • Heterozygotní jedinci

24. Selekce umělá • Záměrný výběr rodičovských párů (plusové či záporné) • Pozitivní • Negativní • Direkcionální • Stabilizační • Disruptivní

25. Selekce direkcionální • Posun střední hodnoty užitkovosti populace v žádaném směru • Změna průměrné užitkovosti populac • Dochází k snížení genotypové a tudíž i genotypové proměnlivosti

26. Selekce stabilizační • Snaha aby střední hodnota populace zůstala přibližně optimální a neměnná • Velice náročná • Snížení variability populace

27. Selekce disruptivní • Jedinci s extrémně vysokými a níským vývinem dané vlastnosti a znaky • Vytvoření po několika generacích dvou odlišných populacích s odlišnými užitkovými vlastnostmi • U hospodářských zvířat málo používaná

28. Selekce na více vlastností • Tandemová • Selekce pomocí nezávislých úrovní • Simultánní selekce (selekční index)

29. Selekce tandemová • Na jednotlivé užitkové vlastnosti se selektuje ve sledu generací postupně • Tento systém se v praxi neprosadil – malý účinek

30. Selekce pomocí nezávislých úrovní • Pro každou vlastnost stanovena zcela určitá úroveň užitkovosti • Nedostatky jedné vlastnosti nemohou být kompenzovány vlastností jinou

31. Simultánní selekce (selekční index) • Vytvoření selekčního indexu • V indexu jsou jednotlivým vlastnostem přiřazeny váhy (indexy) – ekonomické hodnoty • Nizká úroveň jedné vlastnosti mohou být kompenzovány vysokou úrovní jiné

32. Selekce • Při jednostranném selekci, kdy dochází k jednostranné eliminaci recesivního genu se sníží velikost populace na hodnotu

33. Výpočet genotypových četností v populaci

34. Výpočet genových četností v populaci

35. Jestliže s = 1

36. Změny genové četnosti za 1 generaci • Závěr: selekční efekt závisí na s a q koeficientu selekce a genových četnostech

37. Účinnost selekce Aa AA aa 0 1

38. Pokles genové četnosti v n-té generací při s=1

39. Počet nutných generací k změně genových frekvencí při s=1