|
Quantitative Genetics
Mennyiségi jellegek genetikája
Vázlat
Eddig a fenotipikus variációt
diszkrét osztályokba sorolhattuk.
pl. Drosophila szem
- vörös, fehér vagy barack
borsó - bíbor vagy fehér
virág-
nem folyamatos variáció = discontinous variation - diszkrét
fenotípus osztályok
A populációkban sok jelleg számottevően nagyobb variációt
mutat - kategorizálásuk nem egyszerű.
Az ilyen fenotípusoknál: continous
variation = folyamatos variáció
A folyamatos variációt mutató jellegeket
2 vagy több gén szabályozza amelyek additatív
hatásúak és hatásuk kvantifikálható>>> kvantitatív vagy
poligénes öröklődés
Folyamatos variációt mutató kvantitatív jellegek
- XVIII. és XIX. szd. sokat tanulmányoztak olyan
jellegeket
ahol a fenotípus folyamatos skálát mutatott
- pl. Galton a borsómag átmérőjét P
O X o > F1 O > F2 o
O O
......O
- Még Mendel is találkozott hasonlóval - virágszínnél
is talált folyamatos variációt
méret
súly
terén sok helyen
magasság
szín
Nehéz tanulmányozni - magyarázatot csak a korai XX.
században adtak.
A mennyiségi jellegek magyarázhatók mendeli alapokon
- J. G. Kölreuter
Nicotiana longiflora
magas X törpe
változat
F1 - viszonylag egységes - a két szülő közötti
F2 - folyamatos variáció
magas és törpe egyedek- mint a szülők és sok
magasság közöttük--- kritikus észrevétel
A legtöbb növényke átmeneti csakis
kis részük veszi
fel a szülők (P) szélsőséges értékeit.
XX. szd. elején: sok faj sok jellege hasonló jellegű öröklődés
emberi magasság, testalkat, magszám és csőméret kukorica stb.
A vita dúlt, hogy magyarázhatók e mendeli alapokon az
ilyen jellegű eltérések
Bateson és Yule - nagyszámú mendeli faktor
segítségével el lehet számolni a megfigyelt mintázatokkal
multiple factor vagy multiple
gene hipotézis alapján sok faktor vagy gén járul hozzá a fenotípushoz
kumulatív vagy kvantitatív módon
.
Edward M. East kétféle dohánynövényt
- különféle corollamérettel
A törzs corollamérete A 37 - 43 mm
B 91 - 97 mm
Az F1 itt is közel a két szülő átlagát adta, az F2 eloszlása
hasonló volt Kölreuteréhez: a szülőket megközelítő szélsőséges
egyedekből
a legkevesebb, kettő közöttiek megközelítőleg normál eloszlásban.
F3 képzésekor: Egynemű szélsőséges egyedeket keresztezett,
és azok szüleikre hasonlítottak, kis szórással.
A kísérleti keresztezések diszkrét fenotípusosztályok
mellett szóltak ld. F3 kategóriákat.
Additív allélokat tételezett fel a folyamatos variáció
alapján
A multiple factor hipotézis fő állításai:
1.) A folyamatos variációt mutató jellegek
kvantifikálása hosszméréssel, súlyméréssel, számlálással stb. végezhető
el.
2.) A genomban más-más helyen elhelyezkedő gének
felelősek
a fenotípusok különbségéért, mégpedig additatív módon. Sok gén
részvétele
lehetséges, így a hatást poligenikusnak nevezzük.
3.) Minden egyes QTL lókuszt (QTL= quantitative trait
locus) elfoglalhat egy additív allél, amely egy
adott, mennyiséggel hozzájárul
a fenotípushoz vagy egy nonadditív allél, amely nem járul hozzá
kvantitatíve
a fenotípushoz.
4.) Az egyes additív allélok hatása kicsi, de
közelítőleg azonos a különféle lókuszoknál.
5.) Az egyes sajátságokat szabályozó gének jelentős
fenotípusos variációt okoznak.
6.) A poligénes jellegek tanulmányozása nagyszámú
egyed elemzését igényli bizonyos populációkból.
A poligénes jellegek analízise statisztikán
nyugszik
.
Heritabilitás
Hogyan lehet becsülni, hogy genetikai faktorok mennyiben
járulnak hozzá a fenotípus varianciájához?
Széles értelemben vett heritabilitás
- beltenyésztett törzsek azonos körülmények köze - a
törzsek közötti különbség genetikai eredetű
- azonos törzs egyedei közötti kül. különböző környezetben
- nem genetikai faktorok okozzák
Heritabilitási index (H2
): méri, hogy a fenotípus varianciája (VP
) mennyiben köszönhető genetikai faktoroknak az adott körülmények
között
Vp = VE + VG + VGE
VGE a környezeti
és genetikai faktorok kölcsönhatásából eredő variancia,
VP fenotípus
variancia, VE környezeti
variancia, VG genetikai
variancia
Vp = VE + VG
1 környezeti tényezők nem hatnak
varianciára
H2 = V
G / Vp
0 csakis környezeti tényezőknek köszönhető variancia
Beltenyésztett formákra használatos H
2 elsősorban
Szűk értlelmben vett heritabilitas
- a heritabilitás leghasznosabb fogalom az állattenyésztésben
és növénytermesztésben becsülhető a szelekcióra adott válasz
V
D dominancia variancia a dominanciából eredő
variancia
?
VA additív variancia-az additív
komponensek átlagos hatása
VG
= VA + VD + Vi
V
i interaktív variancia- negligálható
h2 = VA/ Vp = VA
/( VE + VA+ VD)
Mesterséges szelekció
h2 becslése
(1.) mérni a normál eloszlású szülői
populáció átlagot - M
(2.) a leginkább kívánatos sajátságú szülői
alpopuláció átlaga M1
(3.) a szelektált M1 utódpopuláció átlaga M2
M2 = M + h2 (M1-M)
R response
h2 = (M2 - M) /( M1 - M) = R / S
S selection
differencial
Példa: 20 mm magvak
10
mm kívánatos
szelektált pop: 10 mm
tenyésztésükkel nyert pop. átlaga 13 mm
h2 = 13 - 20 / 10 - 20 = -7/-10 = 0,7
A magvakra nézve a szelekciós potenciál nagy.
State Agricultural Laboratory Illinois 1896 óta -
kukorica magvakat szelektálnak - 76 generáció után - még magasabb
olajtartalom.
- heritabilitás csökkent - a rendszer közelít az evolúciós
optimumhoz
Általában: heritabilitás alacsony a túléléshez fontos
jegyeknél
- a genetikai komponenset optimalizálta az evolúció
Ikervizsgálatok - a heritabilitás becslése embernél
- monozigotikus (MZ) ikrek
- a külön nevelve is azonosan kialakuló sajátságok -
erőteljes
genetikai komponens
DZ - dizigotic vagy fraternális ikrek - "egyidős
testvérek"
- konkordancia mérése a hasonló környezetben nevelt
ikreknél
- konkordánsak: ha mindkettő vagy
egyik sem fejezi ki
a jelleget
- diszkordánsak - ha egyik kifejezi,
másik nem
érdekesebb a MZ és DZ konkordanciák összevetése - ha
magasabb
MZ - erős genetikai komponens
QTL - kvantitatív trait loci
Drosophilánál
a QTL-ek térképezhetők
hagyományosan - DDT-rezisztenciánál térképeztek is ilyeneket.
Térképezhetők
RFLP - markerek alapján
|