DEPRESIÓN ENDOGÁMICA Y HETEROSIS

1. UNIDAD TEMÁTICA 4 DEPRESIÓN ENDOGÁMICA Y HETEROSIS

2. Endogámia Producida como consecuencia del cruzamiento entre individuos emparentados, ocurría cuando las poblaciones se mantienen con un número pequeño de individuos. Consecuencias:  Aumentan las frecuencias de homocigotas  Disminuye la frecuencia de heterocigotas  Las poblaciones se hacen más uniformes  Aumenta el F En poblaciones que normalmente presentan fecundación cruzada, trae como consecuencia la DEPRESIÓN ENDOGÁMICA

3. Genotipo Frecuencia inicial Valor Frecuencia x valor A1A1 p2 a p2 a A1A2 2 pq d 2 pq d A2A2 q2 - a - a q2 M = a p2 + d 2pq - a q2 M = a (p – q) + 2d pq Media de la población: M =  a (p – q) + 2  d pq Media de la población Se considera un locus con dos alelos posibles A1 y A2 cuyas frecuencias son p y q

4. Genotipo Frecuencia Valor Frecuencia x valor A1A1 p2 + pqF a A1A2 2 pq - 2 pqF d 2 p q d - 2 d pqF A2A2 q2 + pqF - a - a q2 + pq aF p2 a + pq aF MF = p2 a + pq aF + 2 p q d - 2 d pqF - a q2 + pq aF MF = a (p – q) + 2d pq (1- F) Media de la población con endogámia: MF =  a (p – q) + 2  d pq (1-F) Media de la población con endogámia Se considera un locus con dos alelos posibles A1 y A2 cuyas frecuencias son p y q

5. Media de la población M = a (p – q) + 2d pq Media de la población con endogámia MF = a (p – q) + 2d pq (1- F) D.E.= - 2 d p q F D.E.= - 2  d p q F DEPRESIÓN ENDOGÁMICA (D.E.) Reducción en el valor medio de caracteres relacionados con la aptitud y la fertilidad D.E.= MF - M D.E.= a (p – q) + 2d pq (1- F) – [a (p – q) + 2d pq]

6. D.E.= - 2  d p q F DEPRESIÓN ENDOGÁMICA (D.E.) Si d= 0 DE= 0 DE es máxima cuando p = q = 0,5 Si existe selección se reduce la DE y se retarda la fijación de los alelos

7. H = 2 d p q F H = 2  d p q F HETEROSIS Diferencia entre el valor medio para caracteres relacionados con la aptitud y la fertilidad entre la población con panmixia y población endogamizada. H= M- MF H = a (p – q) + 2d pq – [a (p – q) + 2d pq (1- F) ] La población recupera la parte de valor medio perdido por endogámia. En la práctica se conoce que en muchos casos se recupera más que lo perdido.

8. (5,7 - 8,1) (8,5 - 5,7) HETEROSIS Diferencia entre el valor medio para caracteres relacionados con la aptitud y la fertilidad entre la población con panmixia y población endogamizada. DE= - 2,4 H = 2,8

9. PADRE 1 PADRE 2 Un locus con A1 y A2 Frecuencias p q Un locus con A1 y A2 Frecuencias p’ q’ y = p – p’ HETEROSIS DE UNA CRUZA EN PARTICULAR X F1 Panmixia F2 HF1= M F1 – M P HF1= d y2 Heterosis de la F1 HF2= M F2 – M P HF2= ½ d y2 Heterosis de la F2 HF2= ½ HF1

10. PADRE 1 PADRE 2 A1 A2 p q A1 A2 p’ q’ HETEROSIS DE UNA CRUZA EN PARTICULAR y = p – p’ X y = q’ – q F1 HF1= M F1 – M P MP1 = a (p – q) + 2d pq MP2 = a (p’ – q’) + 2d p’q’ p’ = p – y ; q’ = y + q MP2 = a ( p – q – 2y ) + 2d [ p q + y (p-q) – y2] M P = ½ ( MP1 +MP2 ) M P = a ( p – q – y ) + d [ 2p q + y (p-q) – y2]

11. PADRE 1 PADRE 2 A1 A2 P q A1 A2 P’ q’ HETEROSIS DE UNA CRUZA EN PARTICULAR y = p – p’ X y = q’ – q F1 HF1= M F1 – M P M P = a ( p – q – y ) + d [ 2p q + y (p-q) – y2] MF1 = ????

12. MF1 = ???? MF1 = a [p(p-y)]+ d [2pq + y(q–p)] – a [q(q+y)] MF1 = a (p-q-y) + d [2pq + y(p–q)]

13. PADRE 1 PADRE 2 A1 A2 P q A1 A2 P’ q’ HF1= a (p-q-y) + d[2pq + y(p–q)] – {a (p–q–y) + d[2pq + y(p-q) – y2]} MF1 MP HETEROSIS DE UNA CRUZA EN PARTICULAR y = p – p’ X y = q’ – q F1 HF1= M F1 – M P M P = a ( p – q – y ) + d [ 2p q + y (p-q) – y2] MF1 = a (p-q-y) + d [2pq + y(p–q)] - Dominancia direccional - HF1 es específica para cada cruza - Diferencia y - Si y=1 ; HF1 =  d HF1= d y2 HF1=  d y2

14. HETEROSIS DE UNA CRUZA EN PARTICULAR HF1= M F1 – M P Heterosis La superioridad de un híbrido con respecto a sus progenitores endocriados. La expresión genética de los efectos de la hibridación. HF1= d y2 y = p – p’ HF1=  d y2 Heterosis Hipótesis De la DOMINANCIA De la SOBREDOMINANCIA

15. Heterosis Hipótesis De la DOMINANCIA De la SOBREDOMINANCIA Modelos de acción génica que explican la ventaja relativa del heterocigota

16. HETEROSIS DE UNA CRUZA EN PARTICULAR HF1= M F1 – M P HF1= d y2 HF1=  d y2 HF2= ½ HF1 =½  d y2

17. HF1= (115 – 90)/90 . 100 HF1= 27,77% HF1= (115 – 110)/110 . 100 HF1= 4,54 % HF1= MF1 – MP . 100 MP HF1= MF1 – HY . 100 HY HF1= MF1 – HP . 100 HP Usefull heterosis HY (High yeal) valor medio para el carácter rendimiento del híbrido de mayor valor. HETEROSIS DE UNA CRUZA EN PARTICULAR HF1= M F1 – M P P1 = 110 qq/ha P2 = 70 qq/ha MP = 90 qq/ha MF1 = 115 qq/ha HF1= MF1 – M P = 115 – 90 HF1= 25 qq/ha HP padre de mayor rendimiento Heterobeltiosis

18. HF1= MF1 – MP . 100 MP HF1= MF1 – HY . 100 HY HF1= MF1 – HP . 100 HP HETEROSIS DE UNA CRUZA EN PARTICULAR HF1= M F1 – M P Heterobeltiosis Usefull heterosis Exuberancia o seudoheterosis

19.  Híbridos simples  Híbridos tres vías  Híbridos dobles  Híbridos múltiples  Híbridos simples  Híbridos simples  Híbridos de líneas hermanas simple UTILIZACIÓN DE LA HETEROSIS  Producción de híbridos  Producción de Variedades sintéticas

20. UTILIZACIÓN DE LA HETEROSIS  Producción de híbridos - Cuando los caracteres presentan efectos de dominancia y sobredominacia, es decir que la VG se debe en parte a efectos no aditivos VD - Se debe contar con líneas endogámicas que presenten buena APTITUD COMBINATORIA APTITUD COMBINATORIA (AC) de una línea es la capacidad de generar descendencia (en cruza) que exprese heterosis Aptitud Combinatoria General (ACG) Aptitud Combinatoria específica (ACE) ACM

21. ACG = Promedio de las F1 de la Línea a evaluar con un gran número de líneas F1 (A x X) Aptitud Combinatoria General Aptitud Combinatoria Específica APTITUD COMBINATORIA ACE = surge de la cruza de la línea a evaluar con otra línea en particular ACEAB = F1AB – (ACGA + ACGB)/2

22. APTITUD COMBINATORIA GENERAL Métodos para estimar ACG  Con los datos de un ensayo dialélico  Top Cross  Test Cross

23. APTITUD COMBINATORIA ESPECÍFICA Métodos para estimar ACE  Con los datos de un ensayo de híbridos simples o dialélico ACEAB= MF1AB – ½ (ACGA + ACGB)

24. Estimación de ACG Ensayo Dialélico Si por ejemplo se cuenta con seis líneas homocigóticas A; B; C; D; E; F

25. Estimación de ACG Número de híbridos posibles n (n-1) 2 6 (6-1) = 15 2 Ensayo Dialélico Si por ejemplo se cuenta con seis líneas homocigóticas A; B; C; D; E; F

26. Estimación de ACG ACGB= 85 ACGC= 94.6 ACGD= 93.4 ACGE= 108.2 ACGF= 107.4 ACGM= 593.6/6 ACGM= 98.933 ACGA= F1AX = F1AB +F1AC +F1AD +F1AE +F1AF /5 Ensayo Dialélico ACGA= 120+105+94+98+108 /5 = 105 ACGA= [105 - 98.933 / 98.933] . 100 = 6.13%

27. Estimación de ACG Surcos del tester Surcos del tester Ensayos ECR A2 Efectos aditivos A3 A4 Top cross Probador o tester de base genética amplia muestra de la población de la cual se derivaron las líneas A (A1A1)

28. Estimación de ACG Surcos del tester Surcos del tester Ensayos ECR Test cross Probador o tester de base genética amplia proviene de una población DIFERENTE a la de las líneas

29. Estimación de ACE ACGB= 85 ACGA= 105 ACGC= 94.6 ACGD= 93.4 ACGE= 108.2 ACGF= 107.4 Ensayo Dialélico ACEAB = F1AB – (ACGA + ACGB)/2 ACEAB = 120 – (105+ 85)/2 ACEAB = 25

30. UTILIZACIÓN DE LA HETEROSIS  Producción de híbridos  Híbridos simples  Híbridos tres vías  Híbridos dobles  Híbridos múltiples  Híbridos simples  Híbridos simples  Híbridos de líneas hermanas simple  Producción de Variedades sintéticas

31. Tipos de híbridos

32. Tipos de híbridos

33. x Línea B A2 A2 x Línea B A2 A2 Línea A Línea A A1 A1 A1 A1 A1 A2 A1 A2 Número de híbridos posibles n (n-1) 2 Híbrido tres vías Número de híbridos posibles 3. n! = n (n-1) (n-2) 3! (n-3)! 2 HSA-B A3 A3 TWCA-B x C ½ A1 A3 ½ A2 A3 Híbrido simple HSA-B Si n= 20; 190 HS x Línea C Si n= 20; 3420 TWC

34. x Línea B A2 A2 A4 A4 x Línea D Línea C Línea A A1 A1 A3 A3 HSC-D x A1 A2 A3 A4 Híbrido Doble HSA-B Número de híbridos posibles 3. n! = n (n-1) (n-2)(N-3) 4! (n-4)! 8 HDA-B x C-D ¼ A1 A3 ¼ A1 A4 ¼ A2 A3 ¼ A2 A4 Si n= 20; 14535 HD

35. Predicción del rendimiento de híbridos dobles y tres vías Método de los HS Promedio de todos los HS entre las 4 líneas HDA-B x C-D= 1/6 (HSA-B +HSA-C +HSA-D +HSB-C +HSB-D +HSC-D ) Con 4 líneas hay 3 HD posibles HDA-B x C-D HDA-C x B-D HDA-D x B-C Método de los HS no parentales HDA-B x C-D= 1/4 (HSA-C +HSA-D +HSB-C +HSB-D) HDA-C x B-D =1/4 (HSA-B +HSA-D +HSB-C +HSC-D) HDA-D x B-C =1/4 (HSA-B +HSA-C +HSB-BC +HSD-C)

36. Ventajas de los híbridos  Heterosis  Estabilidad u homeostasis  Uniformidad

37. UTILIZACIÓN DE LA HETEROSIS  Producción de híbridos  Híbridos simples  Híbridos tres vías  Híbridos dobles  Híbridos múltiples  Híbridos simples  Híbridos simples  Híbridos de líneas hermanas simple  Producción de Variedades sintéticas

38. F2 sin2 = F1 – (F1 – P) n Variedades sintéticas (F2 sin2) Generación avanzada (F2) de un híbrido múltiple producido por la fecundación al azar de un grupo de líneas seleccionadas por su aptitud combinatoria. Predicción del rendimiento de una variedad sintética Promedio de todas las líneas (“per se”) que intervienen en la sintética Promedio de todas las F1 posibles entre las líneas que intervienen en la sintética Número de líneas que que intervienen en la sintética

39. Pruebas tempranas de Aptitud Combinatoria

40. Estimación de ACG Probador o tester Top cross S1 Ensayo