Download Genética Cuantitativa

Variación cualitativa vs cuantitativa
F2
Maíz
Enanas x altas
Cortas x largas
Altura planta
Longitud de la mazorca
Frecuencia
F1
Frecuencia
P
Frecuencia
Poroto
Altura planta
Altas 3/4
Longitud de la mazorca
Enanas 1/4
Altura planta
Longitud de la mazorca
Variación ambiental
aa Plantas enanas
Frecuencia
Sin variación
ambiental
aa
AA
Altura planta
AA Plantas altas
Alguna variación
ambiental
aa
AA
Altura planta
Mucha variación
ambiental
aa
AA
Altura planta
•Experimento: se cruzaron dos variedades de trigo puras que diferían en el color de
los granos de trigo, rojo y blanco. La F1 era intermedia en color y al cruzarla entre sí
obtuvo al menos 7 clases de color en la F2. ¿Cómo explicarlo?
Supongamos
control del
carácter por un
gen con dos
alelos sin
dominancia
P
F1
F2
Rojo
AA
X
Blanco
aa
Color intermedio
Aa
Rojo : Intermedio : Blanco
AA
Aa
aa
1: 2: 1
Tema 16: Genética cuantitativa
5
Supongamos control del carácter por dos genes idénticos con
dos alelos cada uno, sin dominancia, y donde la intensidad del
color rojo depende del número de alelos mayúsculas (que son
los que producen el pigmento rojo)
Rojo X
AABB
P
F1
F2
Blanco
aabb
Color intermedio (Rojo medio)
AaBb
Rojo oscuro: Rojo medio oscuro : Rojo medio : Rojo claro : Blanco
AABB
AABb
AaBB
AAbb
AaBb
aaBb
1: 4 : 6: 4 : 1
Aabb aabb
aaBB
Mismo supuesto anterior pero con tres genes
Rojo X
AABBCC
P
F1
Blanco
aabbcc
Color intermedio X Color intermedio (autofecundación)
AaBbCc
F2
•Fenotipo
Rojo -------------> Blanco
•Número alelos
que dan color
6:5: 4: 3: 2:1:0
•Proporción
1 : 6 : 15 : 20 : 15 : 6 : 1
Supuestos: los genes segregan
independientemente y sus efectos
son aditivos
AaBbCc
Un par de genes
(A1 A2 X A1 A2 )
Tres clases fenotípicas
Dos pares de genes
(A1 A2 B1 B2 X A1 A2 B1 B2 )
Cinco clases fenotípicas
Tres pares de genes
Siete clases fenotípicas
Cinco pares de genes
Once clases fenotípicas
21 clases fenotípicas:
desde el genotipo con ningún
alelo + hasta el genotipo con los
20 alelos +
Diez pares de genes
Con variación
ambiental
o caso límite
Rojo
Blanco
Color
Herman Nilsson-Elhe
Modelo de poligenes o loci cuantitativos:
El valor que toma un carácter cuantitativo en un genotipo depende del número
de genes de efecto pequeño (poligenes) que añaden valores + al carácter.
Así, en un carácter determinado por 5 loci cuantitativos (poligenes) los genotipos
irán de 10 alelos más a 10 alelos 0
+++++
+++++
+++++
00000
00000
00000
Ejemplos:
Un gen con dos alelos (A y a) y con acción aditiva del alelo A que añade 5
unidades en promedio al valor del carácter. Hay tres clases fenotípicas para
cada genotipo
Si el genotipo aa tiene una valor fenotípico de 10 unidades, entonces,
el genotipo Aa = 15 unidades fenotípicas y el genotipo AA = 20.
Generalización del modelo aditivo
1 locus
Gametos distintos producidos
por el multihíbrido en la F1
Número de genotipos distintos
en la F2
2
(A,a)
,abc)
2 loci
3 loci
n loci
2n
4
8
(AB, Ab, aB, ab) (ABC,Abc,
3
9
27
3n
(AA,Aa,aa) (AABB, AABb, (AABBCC,...
Aabb,AaBb,…...,aabb)
...,aabbcc)
Número de fenotipos distintos en
la F2
3
5
7
2n+1
Proporción de la F2 con un fenotipo
extremo como el de una de
1/4
las líneas parentales
1/16
1/64
1/4n
(AA ó aa) (AABB ó aabb) (AABBCC ó aabbcc)
Proporción fenotípica de la F2
1:2:1
1:4:6:4:1 1:6:15:20:15:6:1
(A+a)2n
Carácter peso de semilla
15 cg
90 cg
19 líneas
puras ...
25 cg
25 cg
25 cg
Carácter peso de semilla
F=G+E
15 cg
90 cg
E
19 líneas
puras ...
E
25 cg
25 cg
25 cg
Wilhelm Ludvig Johannsen
Si NO hay efectos o acción aditiva, es decir
que hay dominancia
30
25
20
15
10
5
0
Rojo
Blanco
Cuando el números de genes que intervienen en
el carácter es elevado tiende a una distribución
normal
Caracteres cuantitativos
Distribución continua
Dos parámetros determinan la forma de la
distribución:
•la media, 
•la desviación típica  (raíz cuadrada de
la varianza
2 = [(x-)2]/n)
DISTRIBUCIÓN CONTINUA
CAUSAS:
 AMBIENTALES
Explicadas a través de las experiencias de:
Carl Johannsen y Herman Nilsson-Ehle
Dos factores actúan para producir la variación
continua:

El número de pares que segregan:
poligenes o loci múltiples

Las variaciones debidas al ambiente
Caracteres cuantitativos
VALOR FENOTÍPICO
F=G+E
Preguntas
•¿ Cuanto de la variación fenotípica de un carácter cuantitativo
se debe a diferencias genética entre los individuos y cuanto a
diferencias en el ambiente?
•¿Qué parte de la variación fenotípica puede ser seleccionada?
•¿Cuántos genes o loci influyen sobre el carácter?
•¿Cómo se distribuyen los loci por el genoma?
•¿Qué efecto tienen los loci y como interactúan entre sí?
Componentes de Media
Un locus con dos alelos A1 y A2 con frecuencias
pyq
Tres genotipos posibles A1A1; A1A2 y A2A2
Genotipo A2A2
Valor
-a
Punto medio
Grado de dominancia: GD = d/a
A1A2
A1A1
d
a
Genotipo A2A2
Valor
-a
A1A2
A1A1
d
a
PM = 150
Genotipos
A1A1
A1A2
A2A2
Altura
(cm)
200
180
100
Valores
a = 50
d = 30
- a = -50
Media de la Población
Genotipos
Frecuencia
Valor
Frecuencia x valor
A1A1
p2
a
a p2
A1A2
2pq
d
d 2pq
A2A2
q2
-a
- a q2
M = a p2 + d 2pq - a q2
M = a (p – q) + 2d pq
M =  a (p – q) + 2  d pq
Partición de la Variancia Fenotípica
VF = VG + VE
VG = VA + VD + VI
VF = VA + VD + VI + VE
VF variancia fenotípica
VA variancia aditiva o del valor reproductivo
VD variancia de la dominancia
VI variancia de la interacción
VE variancia ambiental
Preguntas Básicas:
Cuál es la base genética de un carácter
cuantitativo?
La segregación de muchos genes de acuerdo a las
leyes de Mendel.
Cómo se pueden separar los efectos genéticos de
los ambientales?
Con el empleo de diferentes diseños, por ejemplo
mediante la endocría para eliminar la variación
genética.
Cómo se puede predecir y controlar la
segregación de una cruza?
Mediante la selección artificial.
La variación es genética o ambiental?
Si dos poblaciones tienen
medias fenotípicas
diferentes, es debido a la
herencia genética o al
ambiente?
Cultive individuos de las
poblaciones con diferente
media en el mismo ambiente.
Cultive individuos con el
mismo genotipo en ambientes
diferentes.
Porqué es importante conocer la
variabilidad genética y ambiental?
 Para estimar las posibilidades de aplicar
selección con éxito.
 Para estimar la heredabilidad de los
caracteres.
 Para estimar la respuesta a la selección
TIPOS DE POBLACIONES
 HOMOGENEAS
 HETEROGENEAS
 HOMOCIGOTAS
 HOMOCIGOTAS
 HETEROCIGOTAS
 HETEROCIGOTAS
POBLACIONES GENETICAS
POBLACION HOMOGENEA HOMOCIGOTA
VALOR
aa
aa
aa
aa
BB
BB
BB
BB
cc
cc
cc
cc
DD
DD
DD
DD
12
12
12
12
VARIANZA GENÉTICA = 0; VARIANZA AMBIENTAL = ?
HOMOCIGAS EN MAYUSCULAS = 4 UNIDADES,
HOMOCIGOTAS EN MINUSCULAS = 2 UNIDADES
POBLACIONES GENETICAS
POBLACION HOMOGENEA HETEROCIGOTA
VALOR
aa
aa
aa
aa
Bb
Bb
Bb
Bb
cc
cc
cc
cc
Dd
Dd
Dd
Dd
16
16
16
16
VARIANZA GENÉTICA = 0; VARIANZA AMBIENTAL = ?
HOMOCIGAS EN MAYUSCULAS = 4 UNIDADES,
HOMOCIGOTAS EN MINUSCULAS = 2 UNIDADES
HETEROCIGOTAS = 6 UNIDADES
EN LAS POBLACIONES
HETEROGENEAS
HOMOCIGOTAS
SI NO EXISTEN CRUZAMIENTOS ENTRE LOS
INDIVIDUOS, ESTOS
PASAN SU GENOTIPO COMPLETO
A LA DESCENDENCIA
EN ESTAS POBLACIONES, SOLO ES NECESARIO
ESTIMAR
LA VARIANZA GENÉTICA TOTAL
POBLACIONES GENETICAS
POBLACION HETEROGENEA HOMOCIGOTA
VALOR
40%
10%
30%
20%
aa
AA
AA
AA
BB
bb
BB
BB
cc
cc
CC
CC
dd
DD
dd
DD
10
12
14
16
MEDIA = 12,6; VARIANZA GENÉTICA = 6,27; VARIANZA AMBIENTAL = ?
HOMOCIGAS EN MAYUSCULAS = 4 UNIDADES,
HOMOCIGOTAS EN MINUSCULAS = 2 UNIDADES
POBLACIONES GENETICAS
POBLACION HETEROGENEA HETEROCIGOTA
VALOR
10%
40%
20%
30%
Aa
AA
Aa
Aa
BB
Bb
BB
Bb
Cc
Cc
CC
Cc
dd
Dd
dd
dd
18
22
16
20
MEDIA = 19,8; VARIANZA GENÉTICA = 5,73; VARIANZA AMBIENTAL = ?
HOMOCIGAS EN MAYUSCULAS = 4 UNIDADES,
HOMOCIGOTAS EN MINUSCULAS = 2 UNIDADES
HETEROCIGOTAS = 6 UNIDADES
Segregación Transgresiva
P
F1
F2
F3
Distribución de frecuencias y medias poblacionales
luego de dos ciclos de selección.
FACTORES QUE AFECTAN LA ESTIMACION
DE LA HEREDABILIDAD
 La heredabilidad es un parámetro que corresponde a
un carácter en una población dada y en un ambiente
particular.
 Un mismo carácter en dos poblaciones distintas,
pueden mostrar distintos valores de heredabilidad, y
esta puede ser distinta cuando se cambia de localidad.
AVANCE GENETICO
A.G. = I(S) * σp *
σ2a
σ2g + σ2e + σ2e-g
HEREDABILIDAD Y METODOS
SELECCIÓN
FENOTIPICA
2
h
SELECCIÓN EN
BASE A PRUEBA DE
PROGENIES