GENETIKA POPULACÍ GENETIKA POPULACÍ KVANTITATIVNÍCH ZNAKŮKVANTITATIVNÍCH ZNAKŮ

88

Genetické parametry - heritabilitaGenetické parametry - heritabilita

prof. Ing. Václav Řehout, CSc.prof. Ing. Václav Řehout, CSc.

Genetické parametry

Heritabilita a metody jejího odhadu

primární GP

• genetický rozptyl

• prostřeďový rozptyl

• kovariance

sekundární GP

• heritabilita

• opakovatelnost

• genetické a prostřeďové

korelace

Heritabilita = dědivost

• do jaké míry je znak podmíněný geneticky?

• do jaké míry je předáván z rodičů na potomky?

• číselně vyjadřujeme koeficientem heritability h2;

• nabývá hodnot od 0 do 1;

• h2 je mírou dědivosti

koef. heritability platí pro

• danou populaci• daný čas

• konkrétní podmínky• obecně platí v daném čase a prostoru

! nemá obecnou platnost !

hodnota dědivosti závisí na• metodě výpočtu

• struktuře populace• podmínkách chovu• úrovni užitkovosti

• úrovni plemenářské práce• sezónnosti vlastnosti

• pohlavním dimorfismu• četnosti souboru

• přesnosti výpočtu• meziplemenných rozdílech (užitkovém zaměření)

Metody výpočtu h2

1. podobnost rodičů a potomků

2. rozklad proměnlivosti

3. neparametrické metody

4. selekční experimenty

! Podmínka – jen ze souborů příbuzných jedinců !

1. podobnost rodičů a potomků(hodnoceno korelační nebo regresní analýzou)

A. korelace nebo regrese 1potomka na 1 rodiče:

B. korelace nebo regrese B1 - potomka na průměr rodičů:

B2 - rodiče na průměr potomků

B3 - průměru rodičů na průměr potomků

C. korelace nebo regrese

C1 - mezi polosourozenci

C2 - mezi úpl. sourozenci

C3 - mezi dvojčaty

ad a) korelace nebo regrese potomka na rodiče:

A1 – bez zohlednění ze strany otců (jeden rodič - jeden potomek)

M1 D1 rMD = rXY

M2 D2

bDM=bYX

Mn Dn

h2=2rXY nebo 2bYX

Korelační páry

ad a) korelace nebo regrese potomka na rodiče:

A2 – při zohlednění ze strany otců (jeden rodič - jeden potomek)

Modifikovaný výpočet rXY nebo bYX

ale stejně

h2=2rXY nebo 2bYX

ad b) korelace nebo regrese potomka na průměr rodičů:

B1 – regrese potomků na průměr rodičů(jeden rodič - jeden potomek)

M1O1 D1

M2O2 D2

MnOn Dn

M+O

2

= R

R1 D1

R2 D2

Rn Dn

rRD=rXY ; bDR=bYX

h2=2rXY nebo 2bYX

ad b) korelace nebo regrese potomka na průměr rodičů:

B2 – regrese průměru potomků na jednoho z rodičů

(jeden rodič - jeden potomek)

P1P2 Pn M1

P1P2 Pn M2

PnPn Pn Mn

= P∑ P n

P1 M1

P2 M2

Pn Mn

rMP=rXY ; bPM=bYX h2=2rXY nebo 2bYX

ad b) korelace nebo regrese potomka na průměr rodičů:

B3 – regrese průměru potomků na průměr rodičů

(jeden rodič - jeden potomek)

M1 O1 P1 P2 Pn

M2 O2 P1 P2 Pn

Mn On P1 P2 Pn

= RM+O

2 = P∑ P n

P1 R1

P2 R2

Pn Rn

rRP=rXY

bPR=bYX

h2=2rXY nebo 2bYX

C1 – korelace mezi dvojicemi polosour.

Opět – páry polosourozenců = korelační páry

O1M1,2 PS1 PS2

O2M1 ,2 PS1 PS2

OnMm,n PS1 PS2

n2+n2

n=počet polosourozenců

rXY bYX

Při více polos. Než 2 pak páry ze všech

možných kombinací= h2=4rXY nebo 4bYX

C2 – korelace mezi dvojicemi úpl. sourozenců

Opět – páry polosourozenců = korelační páry

O1M1 S1 S2

O2M1 S1 S2

OnMn S1 S2

Poznámka:Stejné podmínky chovu obou sourozenců problém a proto vhodnější AR

h2 = 2S1S2 = 2rXY nebo bYX

C3 – korelace mezi dvojčaty

Opět – páry polosourozenců = korelační páry

Jednovaječná dvojčata: h2=rMZ

h2 = 2(rMZ-rFSMZ)

Dvouvaječná dvojčata: rDZ

h2=2(rMZ-rDZ)

Korelace mezi sourozenci úpl.: rSS (rPS) a jsou-li souč. sourozenci dvojčata, pak rFSMZ

2. rozklad proměnlivosti

• z analýzy variance

• teoreticky vychází z předpokladu podobnosti příbuzných

• je-li znak dědivý, jsou si příbuzní podobnější náhodní jedinci v

populaci

žádná střední úplná

1 2 3 1 2 3 1 2 3

1 1 1 2 2 1 1 2 3

2 2 2 3 1 3 1 2 3

3 3 3 1 2 3 1 2 3

žádná střední vysoká

vysoká střední žádná

nízká dědivost

mezi

uvnitř

střední dědivost

vysoká dědivost

podobnost

otec:

potomci

Analýza variance - jednofaktorová

proměnlivost SS df MS

mezi SSA dfA = p – 1 MSA=SSA/ dfA

uvnitř SSE dfE = n – p MSE = SSE/ dfE

celkem SSC dfC = n – 1 -

složky MS

• MSE: proměnlivost uvnitř skupiny je podmíněna působením prostředí:

MSE: = VE

• MSA: proměnlivost mezi skupinami je podmíněna geneticky a vlivy prostředí, ve kterém zvířata produkují:

MSA = VE + n0VG

vážený počet jedinců ve skupině

intraklasní korelační koeficient

2

4

1h

V

V

P

G

hodnota závisí na tom, jaká je příbuznost (genetická podobnost) porovnávaných

jedinců:

pokud porovnáváme polosourozence, je jejich genetická podobnost = 0,25 (proto je

výsledek roven ¼ h2)

3. neparametrické metody

• obtížně měřitelné znaky• neznáme fenotyp, známe pořadí• korelační koeficient dle Spearmana• stanovíme pořadí rodičů a nezávisle pořadí

potomků;

• diference mezi pořadím di

)1n.(n

d.61r

2

2i

s

n - počet dvojic

4. selekční experiment

a) selekční pokus

r+ nadprůměrní rodičep+ jejich potomcir- podprůměrní rodičep- jejich potomci

rr

pp

xx

xxh2

4. selekční experiment

b) realizovatelná dědivost

x průměr populace

xs průměr vybraných rodičů

x0 průměr jejich potomků

xx

xxh

s

02

4. selekční experiment

c) realizovaná dědivost v genetickém zisku

d

Gh2

2.hdG