7 GENETIKA POPULACÍ KVANTITATIVNÍCH ZNAKŮ

1. 7GENETIKA POPULACÍ KVANTITATIVNÍCH ZNAKŮ ÚVOD DO STUDIA prof. Ing. Václav Řehout, CSc.

2. Skupiny znaků a vlastností (rozdíly) Kvalitativní Kvantitativní (měřitelné) • jednoduše dědičné – – monogenní nebo oligogenní • s alternativní proměnlivostí • bez vlivu prostředí G=P • studium na všech úrovních • polygennídědičností • s plynulou proměnlivostí • ovlivnitelnéprostředím G+E=P • studium na úrovni populace (biometrické metody)

3. Polygennídědičnost Protiklad dědičnosti monogenní nebo oligogenní 1 gen – štěpení v F2 2 geny 3 geny X genů 1 : 2 : 1 1 : 4 : 6 : 4 : 1 1 : 6 : 15 : 20 : 15 : 6 : 1 _ x četnost n hodnota znaku x

4. Proměnlivostkvantitativníchznaků a vlastností a) Diskontinuitní proměnlivostkvalitativníchznaků

5. Proměnlivostkvantitativníchznaků a vlastností b) Kontinuitní proměnlivost kvantitativních znaků (Gaussova křivka)

6. Proměnlivostkvantitativníchznaků a vlastností c) Quasi-kontinuitníproměnlivost prahových znaků

7. Tříděníkvant. znaků z hlediskapopulačního 1. Anatomické rozměry a poměry 2. Psychické funkce 3. Fyziologické parametry

8. Tříděníkvant. znaků z hlediskadědičnýchonemocnění 1. Vzácnévady a choroby • četnost pod 1% • rozštěpovévady, srdeční vady, polydaktylie ap. 2. Vady a choroby sestředníčetností • četnost menší než 5% • řada těžkých duševních onemocnění : - schizofrénie, slabomyslnost (oligofrénie), aj. 3. Vady a choroby s vysokou populační frekvencí • hypertense, diabetes, vředové poruchy žaludku, atopie aj.

9. Studiumdědičnostikvantitativníchznaků FENOTYP je součetgenotypovýchhodnot na jednotlivých lokusech a uplatněnívlivuprostředí (aditivita) ZÁKLADNÍ CÍL – stanovitpodíl genotypu a prostředí na proměnlivosti daného znaku

10. Složkyfenotypovéproměnlivosti var (P) var (G) var (E) 2cov (GE) var (A) var (D) var (I) var (Ep) var (Et)

11. Studiumdědičnostikvantitativníchznaků MATEMATICKO BIOMETRICKÝMImetodamise stanoví genotypová, prostřeďová a fenotypováproměnlivost daného znaku Vp = Vg + Ve

12. Studiumdědičnostikvantitativníchznaků Z POMĚRUVg a Vpse stanoví základní genetický parametrkvantitativníchznaků DĚDIVOST NEBO-LI HERIABILITA VgVg VpVg+Ve h2= =

13. Základní genetické parametry a) dědivost: var (G) var (P) h2=

14. Metody výpočtu koeficientu dědivosti • odhad na základě podobnosti rodičů a potomků • odhad na základě rozkladu fenotypovéproměnlivosti • odhad pomocí neparametrických metod • odhad zeselekčníchexperimentů

15. Modelové hodnoty koeficientůdědivosti

16. Intervaly h2 0,00 - 0,40 nízká 0,41 - 0,70 střední 0,71 - 1,00 vysoká Např: nízká - cukrovka, žaludeční vředy střední - astma vysoká - luxace kloubů, obezita

17. Průměrné hodnoty odhadů h2 u skotu

18. Průměrné hodnoty odhadů h2 u prasat

19. Základní genetické parametry b) opakovatelnost • opakovatelnost v čase: vyjadřuje opakování vlastností několikrát za život jedince. Konkrétně nás zajímá, jak se produkce mléka na první laktaci zopakuje na druhé laktaci, do jaké míry se vellikost prvního vrhu prasnice bude blížit velikosti jejího druhého vrhu, atp.

20. Základní genetické parametry • opakovatelnost v prostoru (topografická): sledujeme, jak se daná vlastnost opakuje na různých částech zvířete. Zajímá nás např. vztah mezi jemností vlny na hřbetě a bocích ovce, mezi počtem mléčných žláz prasnice v pravé a levé polovině, či výskyt pastruků na pravé a levé čtvrti vemene krávy.

21. Metody výpočtu opakovatelnosti • Prakticky lzepro stanovení koeficientu opakovatelnostivyužítdvě základní metody: • interklasníkorelaci • intraklasníkorelaci

22. Heteroze • je biologický jevprojevujícíse vyšší biologickou zdatností potomků oproti rodičům • projevujese v F1generacipřikříženírodičůrozdílných genetických základů

23. Model vzniku heteroze AA bbcc DD EE 0 aa BB cc DD EE 0 AaBbccDd EE 3 heterozygotních lokusů například modelově

24. Heteroze Vznik heteroze: • Heterozygotnost per se– vycházízezjištění, že hybridní zdatnostkříženců je v příméúměřeke stupni heterozygotnosti. Předpokládátedynahromaděníheterozygotníchlokusů v genotypu hybrida. Heterozygotnost je nejvyšší u křížencůdvououtbredníchpopulací, kde je realizován 100% heterozní efekt. U generací odvozených od této F1generacesepostupněvytrácí. Podílhybridníchgenovýchkombinacízjišťujeme na základě rodičovských gamet, jak uvádínásledujícítabulka:

25. Heteroze Vznik heteroze: • Heterozygotnost per se

26. Heteroze Vznik heteroze: • Teorie dominance vychází z předpokladu, že u heterozygotních kříženců na jednom lokusu příznivá alela, zpravidla dominantní, překryje účinek alely nepříznivé. Tím se stává, že užitkovost kříženců leží nad střední hodnotou výchozích rodičovských populací. Schématicky vyjádříme tuto skutečnost jako AA = Aa > aa

27. Heteroze Vznik heteroze: 3. Teorie superdominance vychází z předpokladu, že u heterozní efekt může být vyvolán nejen kumulací příznivých genů obsažených v různých lokusech, nýbrž také hetorozygotní konstitucí jednotlivých lokusů. To znamená, že heterozygotní stav je lepší, než obě homozygotní konstituce AA < Aa > aa

28. Heterozní efekt hypotetický heterozní efekt skutečnýheterozní efekt obyčejnýheterozní efekt specifickýheterozní efekt

29. Heterozní efekt hypotetický heterozní efekt - je definovánjako zvýšení hodnoty hybrida xF1 nad střední hodnotu rodičů nebo rodičovských populací xP1 + xP2 2 xF1 >

30. Heterozní efekt b) skutečnýheterozní efekt - je dosažen, pokud hybridní potomstvo dosahuje lepší užitkovosti než obě rodičovská plemena: P1 < F1 > P2

31. Heterozní efekt c) obyčejnýheterozní efekt - vzniká ve zvláštních případech meziplemenného křížení, kdy hybridní potomek je lepší než mateřské plemeno, tj. F1 > P1

32. Heterozní efekt d) specifickýheterozní efekt - nastane v případě, když hybridní potomek je lepší než otcovská populace F1 > P2

33. Hybridní deprese Vzniká jakodůsledeknevyhovující všeobecné kombinační schopnosti nebo v důsledku zanesení nevyhovujícíchgenů do genomukříženců. Projevísesníženímužitkovosti a znakůfitness. F1 < P1 F1 < P2

34. Selekční efekt(genetický zisk) d = x – x ̿ ̅ ΔG=d. h2 d = výběrovýrozdíl x = průměrpopulace x = průměrselektovanýchjedinců ̅ ̿

35. Příklad: dojivost ̅ 5 000 kg 9 000 kg 4 000 kg X - průměrpopulace (stádo) X - průměrselektovanýchjedinců d -výběrovýrozdíl h2prodojivost = 0,2 ΔG = 4000 × 0,2 = 800 kg Dojivostpredikovanápro F1generaci 5000 + 800 = 5 800 kg ̿

36. Vztahmezikoeficientemdědivosti, selekčnímefektem, heteroznímefektem a inbrednídepresí