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Genética Quantitativa no Genética Quantitativa no Melhoramento FlorestalMelhoramento Florestal
Estimativas de parâmetros genéticosEstimativas de parâmetros genéticos
Literatura
Genética na agropecuária
Princípios de genética quantitativa
Gbol
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Genética Quantitativa no Melhoramento FlorestalGenética Quantitativa no Melhoramento Florestal INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
Melhoramento FlorestalObjetivos:
Madeira Carvão Celulose (Papel) Resistência a Pragas e doenças Outros (Paisagismo, fixação de CO2, etc.)
Alterações Ambientais e Tecnológicas
Melhoria do
Valor Genético
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Genética Quantitativa no Melhoramento Genética Quantitativa no Melhoramento FlorestalFlorestal
Genética Quantitativa: é a parte da genética que estuda os caracteres quantitativos,
enfatizando a sua herança e os componentes determinantes de sua variação
Caráter QuantitativoCaráter Quantitativo
Herança Poligênica
Forte Influencia Ambiental
Variações continuas
População
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• 1) Herança poligênica
• Os caracteres quantitativos.– Caracteres qualitativos são de herança monogênica ou oligogênica.
•2) Estudo não se dá a nível de indivíduos e sim em nível de População– Os estudos qualitativos são feitos em nível de indivíduos e a
interpretação da herança, com base na contagem e proporções definidas pelos resultados observados nas descendências dos cruzamentos
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Características Quantitativas se baseiam na estimação de parâmetrosCaracteristicas quantitativas são estudadas em nível de população e descritas através de parâmetros (média, variância e covariância).
3) Variações contínuas e efeito do meioExemplos: i) Tamanho da leitegada e ii) Altura de Planta
A diferença primordial entre a genética quantitativa e qualitativa é a existência de um gene de efeito maior, que pode ser avaliado em classes discretas, mesmo sob efeito do AMBIENTE.
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Herança PoligênicaHerança PoligênicaInfluência do numero de genes no controle de
um caráter quantitativo
Nº de classes numa geração derivada do cruzamento entre heterozigotos, considerando dois genes segregantes com dominância completa e ausência de dominância
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Herança PoligênicaHerança Poligênica
Influência do ambiente sobre um caráter quantitativo
Exemplo:
Alelos A=B=C=1
Alelos a=b=c=0
Calcule os Valores Genotípicos
aabbcc até AABBCC
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Influência do ambiente sobre um Influência do ambiente sobre um caráter quantitativocaráter quantitativo
Nº de classes numa geração derivada do cruzamento entre heterozigotos
Efeito ambientalZero
Efeito ambiental50%
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Influência do ambiente sobre um Influência do ambiente sobre um caráter quantitativocaráter quantitativo
Efeito ambientalZero
8 Genes = 17 Classes
Efeito ambiental30%
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Média e Variância FenotípicaMédia e Variância Fenotípica
ii
iii
ii
f
xf
N
xx
NN
Xx
N
dσ i
i /2
22
2
2σDP
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MÉDIA E VARIÂNCIAMÉDIA E VARIÂNCIA
A MÉDIA E O DESVIO PADRÃO DE UMA POPULAÇÃO SÃO DADOS CONFORME AS EXPRESSÕES ABAIXO:
i
i
f
f
i
i
xx
n
xx
n
nP
P
/x
xD
n
dD
2
i2i
2i
Onde:Xi: média : somatórioXi: valor de cada observação individualN: nº total de observaçõesFi: freqüência de observações de Xi
Em que:: somatóriodi: desvio dado por di= (Xi-X)
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Cálculo da média e desvio padrão por meio de quadros
auxiliares(xi )2
x2
xi Fi xiFi di = xi – x (di )2
Xi fi=n XiFi zero d2
IMPORTANTE: valores indicados em vermelho são válidos em casos de observações não repetidas (em que fi=1 para
cada xi)
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Média e Variância GenotípicaMédia e Variância Genotípica
Considerando apenas dois alelos, tem-se:
Genótipo Valor Genotípico
(VG) VG (codificado
para o PM) Freqüência
AA x1 a D
Aa x2 d H
aa x3 -a R
PM = (x1 + x3)/2 : ponto médio Assim:
Média genotípica = µg = aD + dH + (-a)R = a(D-R) + dH Variância genotípica = V(G) = Da² + Hd² + R(-a)² - [a(D-R)+ dH ]²
formula generalizada:
V(G) = a²[(D+R) - (D-R)²] + d²H(1 - H) - 2adH (D - R)
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Grau médio de dominância
AA Aa aa
PM+a -a
d
GMD= d/a
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Efeito de dominância
AA
Aa
aa
O valor genotípico do heterozigoto é igual ao valor genotípico de um dos homozigotos. O alelo “A” domina sobre o alelo “a”, bastando haver um único “A” para a manifestação do fenótipo.
PM
d=a
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Efeito aditivo
AA Aa aa
O valor genotípico do heterozigoto é a média dos valores genotípicos dos homozigotos. Cada alelo “a” adiciona um valor constante, daí o nome.
PM
d=0
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Influência do ambiente e da dominância sobre Influência do ambiente e da dominância sobre um caráter quantitativoum caráter quantitativo
Grau médio de dominância (gmd)
gmd Tipo de ação gênica
0 Ausência de dominância
entre 0 e 1 Dominância parcial
1 Dominância completa
maior que 1 Sobredominância
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Análise Genética de Médias e Análise Genética de Médias e VariânciasVariâncias
Um dos meios para se analisar um caráter quantitativo é o estudo dos
valores fenotípicos obtidos de progenitores contrastantes e de suas
progênies. Nesse estudo, são considerados os valores obtidos de
progenitores P1 e P2 e de suas descendência F1 e F2. A natureza da variância de cada geração pode ser
avaliada, considerando-se os dados a seguir.
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Análise Genética de médias e Análise Genética de médias e VariânciasVariâncias
P1 x P2 F1
F2
AA x aa
Aa
1AA:2Aa:1aa
Variabilidade atribuída ao Meio – v(M)(P1) = v(P2) = v(F1) = v(M)
Variabilidade Ambientalv(M) = [v(P1) + v(P2) + 2v(F1)]/4
Variância detectada na geração F2v(F2) = v(G) + v(M)
Detalhamento no programa Gbol
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População Média,
Variância,
Herdabilidade,
Ganhos de seleção
Média predita da Pop. Melhorada
Nº de Genes envolvidos no Controle do caráter
Heterose Outros:
covariância, adaptabilidade, estabilidade, etc.
Estimação de parâmetros Estimação de parâmetros genéticosgenéticos
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Estimação de parâmetros Estimação de parâmetros genéticosgenéticos
HERDABILIDADE (h2)
)()([
)(2
MvGvGv
h
687,016
11
)(
)(
2
2
2
FvGv
hF
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Estimação de parâmetros Estimação de parâmetros genéticosgenéticos
Heterose (h)Heterose, ou vigor híbrido, é a medida da superioridade do F1 em relação à média de seus pais.
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PPFh
Seleção
GS
DS
X
X
X
m
S
0 Média da Pop originalMédia dos Indiv selecionadosMédia da Pop MelhoradaDiferencial de seleçãoGanho de Seleção
11 PFhcomercial
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Estimação de parâmetros genéticosEstimação de parâmetros genéticosDiferencial de Seleção
DS = Xs - Xo
Estimativa do Ganho de Seleção (GS)
GS = h² . DS GS%= (GS/ Xo) x 100
Estimativa da Média da População Melhorada (Xm)
Xm = X0 + GS
Estimativa do nº mínimo de genes (n) controlando o caráter
n = R²/[8v(G)] Em que:
R é a amplitude dos progenitoresv(G) é a Variância genética (genotípica)
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Estimação de parâmetros genéticosEstimação de parâmetros genéticosGS < DS, na maioria das vezes, pois a seleção é
fenotípica. GS = DS, quando não existir influência do meio. A
variação proporcionada pelo meio é considerada igual a zero.
GS = 0, quando não existir variabilidade genética. Assim, pode-se definir:
GS/DS = Variância genética/(Var. genética + Var. meio ) = H²
A herdabilidade expressa a confiabilidade do valor fenotípico como indicação do valor genético, ou seja, é o grau de correspondência entre o valor fenotípico e o valor genético, ou entre o diferencial de seleção e o ganho de seleção. Assim, pode-se fazer uso das seguintes equações preditivas:
GS = H² . DS
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Modelo para estudos genéticos de Modelo para estudos genéticos de caracteres quantitativoscaracteres quantitativos
F = G + M F = G + M +GM
VF = VG + VM VF = VG + VM +VGM
Valor Fenotípico
Variância Fenotípica
Interesse do melhorista está em conhecerInteresse do melhorista está em conhecer
1- A fração Herdável ( h2) do Valor fenotípico ou da Variância fenotípica
2- A fração herdável por processos sexuados
3- A fração não herdável por processos sexuados
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Variância genética = V. aditiva + Variância de dominância
VG = VA + VD
VF = VA + VD + VE
Variância Variância Variância fenotípica genética ambiental VF = VG + VE
então
fração herdável por processos sexuados
A fração não herdável por processos sexuados
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Decomposição daDecomposição da Variância Genotípica Variância Genotípica
População f(AA)
D f(Aa)
H f(aa)
R
F2 1/4 2/4 1/4
Conclusão:
Em F2 v(G) = 1/2a² + 1/4d²
Exemplo: População F2
Aplicando a fórmula Geral
V(G) = a²[(D+R) - (D-R)²] + d²H(1 - H) - 2adH (D - R)
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População Média,
Variância,
Herdabilidade,
Ganhos de seleção
Média predita da Pop. Melhorada
Nº de Genes envolvidos no Controle do caráter
Heterose Outros:
covariância, adaptabilidade, estabilidade, etc.
Estimativas de parâmetros genéticosEstimativas de parâmetros genéticos
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
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Número mínimo de Genes Número mínimo de Genes controlando o carátercontrolando o caráter
Considerando R a amplitude total na F2, expresso pela diferença entre os progenitores, tem-se:
R = 2a, para apenas um loco
Pressuposição de que os efeitos a sejam todos iguais,n = R²/[8v(G)]
Para o exemplo em consideração, tem-se: n = R²/[8v(G)] = (50-10)²/(8x11) = 18,18
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ExercícioExercícioDiâmetro à altura do peito (DAP) de árvores de uma população de
Eucaiiptus cloesiana obtido em Bocaiuva-MG
População Clone
Média (cm) 11,30 14,00
Variância (cm2) 8,33 2,30
Estimar Ganho de seleção considerando a média dos selecionados igual a 5,3 cm
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Para PensarPara Pensar
1. Decomposição da variância genotípica2. Predição da média de híbridos duplos3. Heterose em Pop Fn4. Melhor Combinação de Genitores5. Melhor estratégia de melhoramento para um
caráter de uma espécie (linhagens ou híbridos)
Disciplina “melhoramento de plantas”
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