Herança Quantitativa em Peixes: Características e Medição

Neste artigo vamos discutir sobre: ​​- 1. Assunto da Herança Quantitativa 2. Características Características da Herança Quantitativa 3. Medição.

Subject-Matter da herança quantitativa:

Após a redescoberta da lei de Mendel, muitos cientistas conduziram experimentos semelhantes e descobriram que havia flutuação na lei de herança de Mendel. No entanto, eles foram unânimes em afirmar que os genes herdam os personagens. O gene é uma entidade estável. Controla o fenótipo do indivíduo.

Um organismo portador do gene normal é chamado de tipo selvagem, o organismo portador de um gene alterado é chamado de mutante. Por exemplo, a Drosophila do tipo selvagem tem uma cor vermelha brilhante, enquanto o mutante tem uma cor branca. A cor do corpo de Cyprinis carpio é de cor cinza, mas o mutante tem a cor do corpo dourado. Estas são as instâncias de caracteres qualitativos.

Por outro lado, o peso corporal à idade ou o peso corporal de peixe / organismos e produção de leite de vaca e comprimento de peixes de faixa etária similar não são entidades discretas (cor nunca igual) mas são variáveis ​​contínuas e, portanto, exemplos de caracteres quantitativos. O fenótipo do traço quantitativo é determinado por alelos de muitos genes que atuam juntos. Os fenômenos são chamados poligênicos.

O caráter quantitativo não está apenas sob controle poligênico (alelos múltiplos), mas o ambiente também influencia o traço quantitativo. Dois indivíduos com genótipo similar, se criados em diferentes ambientes, apresentam um fenótipo quantitativo diferente.

Por exemplo, peixes que têm o mesmo genótipo, mas, se um grupo é criado em ambiente rico em alimento, enquanto outro grupo é criado em ambiente com menos ração, o primeiro grupo crescerá naturalmente mais rápido, apresentando fenótipo quantitativo. É claro que as características quantitativas dependeriam do genótipo e do ambiente.

Características Características da herança quantitativa:

Existem três características características da herança quantitativa:

(1) Eles são variáveis ​​contínuas. Não há fenótipo distinto na descendência. Por exemplo, se a cruz é feita entre branco e vermelho, a descendência terá distribuição contínua de cor intermediária entre as cores dos pais com diferentes intensidades.

(2) É de natureza poligênica. O único caractere é controlado por alelos de muitos genes diferentes. A população está tendo um grande número de diferentes genótipos e diferentes genótipos podem ter o mesmo fenótipo.

(3) O ambiente influencia as características quantitativas, como descrito acima. Quando usamos o termo meio ambiente, ele abrange todos os aspectos em que os organismos interagiram com o ambiente físico e biológico em torno dele durante sua vida útil.

Aqui, fica claro que o ambiente genotípico também desempenha papel importante no surgimento do fenótipo de caráter quantitativo. O exemplo é novamente citado que um peixe bem alimentado, o Cyprinus carpio, crescerá mais rápido que a carpa mal alimentada, independentemente do genótipo.

Portanto, é estabelecido que o ambiente e o genótipo desempenham um papel na determinação do caráter quantitativo. Com base nas pesquisas realizadas entre 1903-1918, aceita-se que a herança de características quantitativas siga a moda mendeliana.

Medição da herança quantitativa:

RA Fisher, um estatístico britânico, descreveu a abordagem biométrica e sugeriu que a Análise de variância e Herdabilidade são necessárias para a medição da herança quantitativa.

(1) Análise de Variância:

Antes de entender a variância, é essencial saber que existe uma relação entre a média (X) e o desvio padrão (S) na curva de distribuição normal. Também é necessário saber que existe uma relação entre o desvio padrão e a variância. Essa relação é dada como abaixo.

Quadrado de desvio padrão (S) ² = Variação

Desvio padrão S = √V

As características quantitativas são variáveis ​​contínuas e distribuídas normalmente.

O gráfico de distribuição normal é em forma de sino.

A seguir estão as características da distribuição normal:

(1) É uma distribuição simétrica.

(2) Na distribuição normal, a média da população (X) ocorre no pico da curva ou a ordenada na média é a ordenada mais alta. Da mesma forma, a altura da ordenada média e a altura de outras ordenadas em vários desvios-padrão da média passam a ser uma relação fixa com a altura da ordenada média.

Um desvio padrão da média de cada lado é sempre 34, 13 da área total (68, 26) da curva (Figs. 41.1, 2 e 3).

(3) A curva é assintótica à linha de base, que indica a continuidade da aproximação, mas nunca toca o eixo horizontal.

(4) O desvio padrão ou variância ou (S) ² define o espalhamento da curva. Então, se examinarmos dois gráficos com a mesma média (X), mas mostrando a diferença de variância, podemos concluir se a variação é mais ou menos.

(a) Fórmula para o cálculo da variação:

Em caráter quantitativo, a variância é conhecida como variância fenotípica e é representada como Vp. É uma ferramenta bem aceita na genética quantitativa, que inclui a análise dos componentes da variância fenotípica.

Vp = Vg + Ve.

A fórmula é baseada no conceito a seguir. A variância fenotípica (Vp) possui três componentes aditivos: a variância genética (Vg), a variância ambiental (Ve) e a variância da interação (Vi).

A fórmula, na verdade, é a seguinte:

Vp = Vg + Ve + Vi.

Vp = variância fenotípica

Vg = variância genética / variância devida a genes (diferentes alelos e loci, QTL)

Ve = variância ambiental; não temos como medir a variação de interação Vi, é geralmente assumido como zero, então Vp = Vg + Ve.

(a) Como calcular a variação genética (Vg)?

As variações causadas pelos genes podem vir de três fontes diferentes. Em primeiro lugar, a variação pode estar relacionada à presença direta ou ausência de alelo particular nos locos de características quantitativas (QTL). Esta é uma variância genética aditiva e denotada por (Va). É mais importante como a presença ou ausência de um alelo particular que é passado inalterado para a próxima geração.

Em segundo lugar, em alguns casos, há presença ou ausência de um genótipo particular no QTL. Por exemplo, uma combinação heterozigótica particular de alelos num locus pode conferir uma vantagem a um indivíduo em relação a uma característica particular. Isso é chamado de variância genética dominante e denotado como Vd.

É menos manejável à seleção artificial simples. Porque durante a meiose, a segregação e o sortimento independente dos alelos ocorrerão e, na geração seguinte, ao invés da mesma combinação heterozigótica (que é vantajosa), uma combinação diferente pode aparecer, portanto, não há garantia de herança.

Em terceiro lugar, a variação genética é produzida por interações entre os locos chamados de variação genética da interação epistática ou não-alélica, denotada por Vi.

Assim, a variância genética Vg pode ser calculada pela seguinte fórmula:

Vg = Va + Vd + Vi

Va = variância genética aditiva

Vd = variância genética dominante

Vi = variância genética de interação

Explicação:

A variância genética na população é causada principalmente devido a:

(i) Diferença alélica no genótipo. Eles são variância genética aditiva (Va),

(ii) A variância genética de dominância (Vd), os genes são dominantes ou recessivos

(iii) E genética, variância de interação (Vi).

A variância genética (Vg) pode ser calculada subtraindo-se a variância ambiental da variância dos indivíduos F ₂ (Vg = VF ₂ -Ve).

(i) Va é calculado da seguinte forma:

A variação fenotípica que é causada por indivíduos é devida a diferentes alelos do gene no QTL que afetam o fenótipo. É o elemento mais importante da variação genética para o criador de aquacultura, pois a presença ou ausência de alelos particulares é um caráter.

A variância aditiva (Va) pode ser calculada subtraindo a variância do retrocruzamento (VB ₁ e VB ₂ ) da variância F ₂ usando a seguinte fórmula:

Va = 2 (VF ₂ - (VB ₁ + VB ₂ ) / 2)

A variância dominante (Vd) é aquela porção da variância fenotípica causada pelo indivíduo tendo diferentes alelos de genes que afetam o fenótipo. A variância de dominância (Vd) é muito menos passível de seleção artificial simples, porque os genótipos são decompostos durante a meiose e juntos novamente em diferentes combinações na próxima geração.

Assim, o cruzamento entre linhas consanguíneas e altamente homozigóticas não garante heterozigose previsível na prole e esse híbrido F ₁ é comumente usado em plantas e criação de animais. O desenvolvimento de linhas endogâmicas em organismos aquáticos ainda está na infância, mas as técnicas de manipulação de ploidia são bem sucedidas.

O terceiro componente da variação genética é produzido por interações entre locos e é chamado de variação da interação genética epistática ou não alélica (Vi). Inclui epistasia, melhoria, supressão, etc. Inclui um indivíduo pode ser altamente classificado para uma característica, pois possui combinações particulares de genótipos em dois ou mais QTL.

A variância genética aditiva e a variância de dominância podem ser estimadas medindo-se as variâncias de grupos de indivíduos que possuem relação genética conhecida. Os valores dessas variâncias podem ser usados ​​para fazer deduções sobre os alelos presentes na população. Os dois tipos de cruzamentos F _{1 (} indivíduos F ₁ cruzados com os dois grupos de pais) são especialmente valiosos para este tipo de análise.

(ii) A variância de dominância (Vd) pode ser calculada subtraindo-se a variância aditiva da variância genética. Nestes cálculos, o componente interativo é ignorado.

(b) A variância do ambiente (Ve) é a medida das diferenças fenotípicas que são produzidas pelos diferentes ambientes, tais como a qualidade da água, a qualidade e quantidade dos alimentos, a temperatura e a densidade populacional em que os indivíduos da população vivem. Por exemplo, um peixe bem alimentado crescerá mais rapidamente que um peixe mal alimentado.

O crescimento das plantas será mais no solo onde os nutrientes no solo são mais em comparação com a planta onde os nutrientes são baixos no mesmo campo. Então, há ambiente físico e biológico interagindo de maneira próxima. Também inclui o ambiente celular, responsável pela codificação da proteína.

Assim, a variação ambiental deve ser medida usando uma população geneticamente uniforme. Isto poderia ser obtido por endogamia. Tal população seria geneticamente igual e, portanto, Vg = 0. E toda variação fenotípica deve ser devida ao ambiente e, portanto, Vp = Ve.

Se duas cruzes, nomeadamente P1 e P1, são cruzadas com o mesmo genótipo, então os indivíduos F1 serão geneticamente uniformes e a variância fenotípica total é uma estimativa da variância ambiental. Assumindo que todas as populações são criadas no mesmo ambiente, a variância ambiental é a média da variância dos pais e da F ₁ .

Ve = (Vp1 + Vp2 + VF1) / 3.

2. Herança:

A proporção da variância de uma característica que está sob controle genético é denominada como a herdabilidade. A herdabilidade é uma medida do componente genético da variância e, por meio dessa técnica, é usada para prever os fenótipos da descendência.

Assim, primeiro a média e variância de uma característica quantitativa é obtida a partir da população parental, em seguida, esta informação pode ser usada para fazer previsão sobre a média da distribuição fenotípica na descendência (geração). E podemos determinar com que intensidade as características fenotípicas da descendência se assemelharão ao fenótipo dos pais.

Existem duas medidas numéricas amplamente utilizadas de hereditariedade. Um é o coeficiente de herdabilidade (h ² ), também chamado de hereditariedade no sentido estrito. O outro é o grau de determinação genética (H ² ), também chamado de hereditariedade no sentido mais amplo.

Ambos os valores dependem da relação entre a variância genética e a variância do fenótipo, h ² é a razão da variância aditiva para a variância fenotípica total e H ² é a razão entre a variância genética total e a variância fenotípica total.

A seguir estão as fórmulas de medir a herdabilidade:

h ^{2 = Va / Vp}

H ^{2 = Vg / Vp}

Ambos os valores indicam que parcela da variação em uma população é resultado de variação genética? Ambos os valores teoricamente variam de 1 a 0, se o valor for alto, mostra que grande parte da variação fenotípica é o resultado de variações genéticas, h ² e H ² têm limitações importantes.

Seus valores são calculados para uma população em um ambiente, então eles não podem ser usados ​​para outras gerações da mesma população criadas em diferentes ambientes ou para outras populações.

Cada população possui um conjunto diferente de genótipos e terá uma proporção diferente da variância fenotípica causada pela variância genética e diferentes valores de h ² e H ² . Um exemplo é citado para explicar como h ² pode ser usado para prever o fenótipo da descendência.