Clase1 Tp Depresion mica y Heterosis Unidad5

UNIDAD TEMTICA 4

DEPRESIN ENDOGMICA Y HETEROSIS

EndogmiaProducida como consecuencia del cruzamiento entre individuos emparentados, ocurra cuando las poblaciones se mantienen con un nmero pequeo de individuos. Consecuencias: Aumentan las frecuencias de homocigotas Disminuye la frecuencia de heterocigotas Las poblaciones se hacen ms uniformes Aumenta el F

En poblaciones que normalmente presentan fecundacin cruzada, trae como consecuencia la DEPRESIN ENDOGMICA

Media de la poblacinSe considera un locus con dos alelos posibles A1 y A2 cuyas frecuencias son p y qGenotipo A1A1 A1A2 A2A2 Frecuencia inicial p2 2 pq q2 Valor a d - a Frecuencia x valor p2 a 2 pq d - a q2

M = a p2 + d 2pq - a q2Media de la poblacin:

M = a (p q) + 2d pq M = a (p q) + 2 d pq

Media de la poblacin con endogmiaSe considera un locus con dos alelos posibles A1 y A2 cuyas frecuencias son p y qGenotipo A1 A1 A1 A2 A2 A2 Frecuencia p2 + p q F 2 pq - 2 pqF q2 + p q F Valor a d - a Frecuencia x valor p2 a + p q a F2 p q d - 2 d pqF

- a q2 + p q a F

MF = p2 a + p q a F + 2 p q d - 2 d p q F - a q2 + p q a F

Media de la poblacin con endogmia:

MF = a (p q) + 2d pq (1- F) MF = a (p q) + 2 d pq (1F)

DEPRESIN ENDOGMICA (D.E.) Reduccin en el valor medio de caracteres relacionados con la aptitud y la fertilidad Media de la poblacin M = a (p q) + 2d pq Media de la poblacin con endogmia MF = a (p q) + 2d pq (1- F) D.E.= MF - M D.E.= a (p q) + 2d pq (1- F) [a (p q) + 2d pq] D.E.= - 2 d p q F D.E.= - 2 d p q F

DEPRESIN ENDOGMICA (D.E.) D.E.= - 2 d p q F

Si d= 0 DE= 0 DE es mxima cuando p = q = 0,5 Si existe seleccin se reduce la DE y se retarda la fijacin de los alelos

HETEROSIS Diferencia entre el valor medio para caracteres relacionados con la aptitud y la fertilidad entre la poblacin con panmixia y poblacin endogamizada. H= M - MF H = a (p q) + 2d pq [a (p q) + 2d pq (1- F) ] H = 2 d p q F H = 2 d p q F

La poblacin recupera la parte de valor medio perdido por endogmia. En la prctica se conoce que en muchos casos se recupera ms que lo perdido.

HETEROSIS Diferencia entre el valor medio para caracteres relacionados con la aptitud y la fertilidad entre la poblacin con panmixia y poblacin endogamizada.Antes de endogmia endogmia (3 generaciones) Camadas cruzadas Camadas cruzadas y madres

F camada 0 0,5 0 0

F madres 0 0,375 0,5 0

M de la poblacin 8,1 5,7 6,2 8,5

DE= - 2,4 H = 2,8

(5,7 - 8,1) (8,5 - 5,7)

HETEROSIS DE UNA CRUZA EN PARTICULARUn locus con A1 y A2 Frecuencias p q

PADRE 1

X

Un locus con A1 y A2 Frecuencias p q Panmixia

PADRE 2

F1 F2Heterosis de la F1 Heterosis de la F2

y = p p

HF1 = M

F 1

M

P P

HF1 = d y2 HF2 = d y2

HF2 = M F2 M HF2 = HF1

HETEROSIS DE UNA CRUZA EN PARTICULAR PADRE 1A1 A2 p q

X

PADRE 2A1 A2 p qP

y = p p y = q q

HF1 = M

F1F 1

M

MP1 = a (p q) + 2d pq p = p y ; q = y + q MP2 = a (p q) + 2d pq MP2 = a ( p q 2y ) + 2d [ p q + y (p-q) y2] M MP P

= ( MP1 + MP2 )

= a ( p q y ) + d [ 2p q + y (p-q) y2]

HETEROSIS DE UNA CRUZA EN PARTICULAR PADRE 1A1 A2 P q

X

PADRE 2A1 A2 P qP

y = p p y = q q

HF1 = MMP

F1F 1

M

= a ( p q y ) + d [ 2p q + y (p-q) y2]

MF1 = ????

Poblacin Padre 1 Gametas frecuencias A1 p= p-y A2 q= q+yGenotipos Frecuencia

MF1 = ????

p A1A1 p(p-y) A1A2 p(q+y)

A1

q A1A2 q(p-y) A2A2 q(q+y)Valor

A2

Poblacin

Padre 2

A1 A1 A1 A2 A2 A2

p ( p - y ) q(p-y) + p(q+y) = 2 p q + y (q p) q ( q + y )

a d -a

MF1 = a [p(p-y)]+ d [2pq + y(qp)] a [q(q+y)] MF1 = a (p-q-y) + d [2pq + y(pq)]

HETEROSIS DE UNA CRUZA EN PARTICULAR PADRE 1A1 A2 P q

X

PADRE 2A1 A2 P qP

y = p p y = q q

HF1 = M

F1F 1

M

M P = a ( p q y ) + d [ 2p q + y (p-q) y2] MF1 = a (p-q-y) + d [2pq + y(pq)]HF1 = a (p-q-y) + d[2pq + y(pq)] {a (pqy) + d[2pq + y(p-q) y2]}

MF1

HF1 = d y2 HF1 = d

- Dominancia direccional - HF1 es especfica para cada cruza - Diferencia y - Si y=1 ; H = d

MP

HETEROSIS DE UNA CRUZA EN PARTICULAR

HF1 = M

F 1

M

P

HF1 = d y2 HF1 = d y2Heterosis Hiptesis

y = p p

La superioridad de un hbrido con respecto a sus progenitores endocriados. La expresin gentica de los efectos de la hibridacin.

Heterosis

De la DOMINANCIA De la SOBREDOMINANCIA

Heterosis Hiptesis

De la DOMINANCIA De la SOBREDOMINANCIA

Modelos de accin gnica que explican la ventaja relativa del heterocigotaTipo de accin allica Productos de los genotipos

A1 A1Accin allica suplementaria Accin allica alternativa Accin allica complementaria Cantidad ptima de producto

A2 A2 Y Xen ambiente 2

A1 A2 X + Y Xen ambientes 1y2

X Xen ambiente 1

X 2 X

Y 0,5 X

Z

X


HF1 = M

F 1

M

P

HF1 = d y2 HF1 = d y2 HF2 = HF1 = d y2


HF1 = M

F 1

M

P

HF1 = MF1 MP . 100 MP HF1 = MF1 HP . 100 HP HF1 = MF1 HY . 100 HYUsefull heterosis

P1 = 110 qq/ha P2 = 70 qq/ha MP = 90 qq/ha MF1 = 115 qq/ha HF1 = MF1 M P = 115 90 HF1 = 25 qq/ha HF1 = (115 90)/90 . 100 HF1 = 27,77% HP padre de mayor rendimiento HF1 = (115 110)/110 . 100 Heterobeltiosis HF1 = 4,54 %

HY

(High yeal) valor medio para el carcter rendimiento del hbrido de mayor valor.


HF1 = M

F 1

M

P

HF1 = MF1 MP . 100 MP HF1 = MF1 HP . 100 HP HF1 = MF1 HY . 100 HY

Heterobeltiosis Usefull heterosis

Exuberancia o seudoheterosis

UTILIZACIN DE LA HETEROSIS Produccin de hbridos Hbridos Hbridos Hbridos Hbridos Hbridos Hbridos Hbridos simples tres vas dobles mltiples simples simples de lneas hermanas simple

Produccin de Variedades sintticas

UTILIZACIN DE LA HETEROSIS Produccin de hbridos - Cuando los caracteres presentan efectos de dominancia y sobredominacia, es decir que la VG se debe en parte a efectos no aditivos VD - Se debe contar con lneas endogmicas que presenten buena APTITUD COMBINATORIA APTITUD COMBINATORIA (AC) de una lnea es la capacidad de generar descendencia (en cruza) que exprese heterosisAptitud Combinatoria General (ACG) ACM Aptitud Combinatoria especfica (ACE)

APTITUD COMBINATORIA Aptitud Combinatoria General Aptitud Combinatoria General ACG = Promedio de las F1 de la Lnea a evaluar con un gran nmero de lneas F1 (A x X) Aptitud Combinatoria Especfica Aptitud Combinatoria Especfica ACE = surge de la cruza de la lnea a evaluar con otra lnea en particular ACEAB = F1AB (ACGA + ACGB)/2

APTITUD COMBINATORIA GENERAL Mtodos para estimar ACG Con los datos de un ensayo diallico Top Cross Test Cross

APTITUD COMBINATORIA ESPECFICA Mtodos para estimar ACE Con los datos de un ensayo de hbridos simples o diallico

ACEAB = MF1AB (ACGA + ACGB)

Estimacin de ACG

Ensayo DiallicoSi por ejemplo se cuenta con seis lneas homocigticas A; B; C; D; E; FLneas

A

B

C

D

E

F

Estimacin de ACG

Ensayo DiallicoSi por ejemplo se cuenta con seis lneas homocigticas A; B; C; D; E; FLneas

AF1AB F1AC F1AD F1AE F1AF

BF1BC F1BD F1BE F1BF

CF1CD F1CE F1CF

DF1CD F1CD

EF1EF

B C D E F

Nmero de hbridos posibles n (n-1) 2 6 (6-1) = 15 2

Estimacin de ACG

Ensayo DiallicoLneas

A120 105 94 98 108

B69 75 81 80

C

D

E

B C D E F

67 130 102 108 123 124

ACGB= ACGC= ACGD= ACGE= ACGF=

85 94.6 93.4 108.2 107.4

ACGM= 593.6/6 ACGM= 98.933

ACGA= F1AX = F1AB + F1AC + F1AD + F1AE + F1AF /5 ACGA= 120 + 105 + 94 + 98 + 108 /5 = 105 ACGA= [105 - 98.933 / 98.933] . 100 = 6.13%

Estimacin de ACG

Probador o tester de base gentica amplia muestra de la poblacin de la cual se derivaron las lneasLneas

Top cross C

A

B

D

E

FSurcos del tester

Surcos del tester Ensayos ECR

A (A1A1)

A2 A3 A4

Efectos aditivos

Estimacin de ACG

Probador o tester de base gentica amplia proviene de una poblacin DIFERENTE a la de las lneasLneas

Test cross C

A

B

D

E

FSurcos del tester

Surcos del tester Ensayos ECR

Estimacin de ACE

Ensayo DiallicoLneas

A120 105 94 98 108

B69 75 81 80

C

D

E

B C D E F

67 130 102 108 123 124

ACGA= 105 ACGB= 85 ACGC= 94.6 ACGD= 93.4 ACGE= 108.2 ACGF= 107.4

ACEAB = F1AB (ACGA + ACGB)/2 ACEAB = 120 (105 + 85)/2 ACEAB = 25



Tipos de hbridosCruzamiento Hembra Macho Producto comercial

simple De 3 lneas De 4 lneas De 6 lneas De 8 lneasDe 3 lneas modificado

Lnea P1 HS P1-P2 HS P1-P2HD P1-P2xP3-P4 HD P1-P2xP3-P4

Lnea P2 Lnea P3 HS P3-P4 HS P5-P6HD P5-P6xP7-P8

HS P1-P2TWC P1-P2xP3

HD P1-P2xP3-P4 H mltiple H mltipleH de 3 vas modificado

HS P1-P2Variedad 1 (V1)

HS P3-P3*Variedad 2 (V2) Compuesto (V2) Compuesto (V3)

intervarietalTop cross simple Top cross doble

H intervarietalH top cross o mestizo H doble top cross

Lnea P1 HS P1-P2

Tipos de hbridosCruzamiento Hembra Macho Producto comercial

simple De 3 lneas De 4 lneas De 6 lneas De 8 lneasDe 3 lneas modificado

Lnea P1 HS P1-P2 HS P1-P2HD P1-P2xP3-P4 HD P1-P2xP3-P4

Lnea P2 Lnea P3 HS P3-P4 HS P5-P6HD P5-P6xP7-P8

HS P1-P2TWC P1-P2xP3

HD P1-P2xP3-P4 H mltiple H mltipleH de 3 vas modificado

HS P1-P2Variedad 1 (V1)

HS P3-P3*Variedad 2 (V2) Compuesto (V2) Compuesto (V3)

intervarietalTop cross simple Top cross doble

H intervarietalH top cross o mestizo H doble top cross

Lnea P1 HS P1-P2

Hbrido simple Lnea AA1 A1

x HSA-BA1 A2

Lnea BA2 A2

Nmero de hbridos posibles n (n-1) 2 Si n= 20; 190 HS

Hbrido tres vas Lnea AA1 A1

x HSA-BA1 A2

Lnea BA2 A2

x

Lnea CA3 A3

Nmero de hbridos posibles3. n! = n (n-1) (n-2) 3! (n-3)! 2

TWCA-BxC A1 A3 A2 A3

Si n= 20; 3420 TWC

Hbrido Doble Lnea AA1 A1

x HSA-BA1 A2

Lnea BA2 A2

Lnea CA3 A3

x HSC-DA3 A4

Lnea DA4 A4

x HDA-BxC-D A1 A1 A2 A2 A3 A4 A3 A4

Nmero de hbridos posibles3. n! = n (n-1) (n-2)(N-3) 4! (n-4)! 8

Si n= 20; 14535 HD

Prediccin del rendimiento de hbridos dobles y tres vas Mtodo de los HSPromedio de todos los HS entre las 4 lneasHDA-BxC-D = 1/6 (HSA-B + HSA-C + HSA-D + HSB-C + HSB-D + HSC-D ) HDA-BxC-D HDA-CxB-D HDA-DxB-C

Con 4 lneas hay 3 HD posibles

Mtodo de los HS no parentalesHDA-BxC-D HDA-CxB-D = 1/4 (HSA-C + HSA-D + HSB-C + HSB-D ) = 1/4 (HSA-B + HSA-D + HSB-C + HSC-D )

Ventajas de los hbridos Heterosis Estabilidad u homeostasis Uniformidad



Variedades sintticas (F2 sin2)Generacin avanzada (F2) de un hbrido mltiple producido por la fecundacin al azar de un grupo de lneas seleccionadas por su aptitud combinatoria.

Prediccin del rendimiento de una variedad sinttica F2 sin2 = F1 (F1 P) nPromedio de todas las F1 posibles entre las lneas que intervienen en la sinttica

Promedio de todas las lneas (per se) que intervienen en la sinttica

Nmero de lneas que que intervienen en la sinttica

Pruebas tempranas de Aptitud Combinatoria

Estimacin de ACG

Top crossLneas

A

B

C

D

E

F

Probador o tester

S1Ensayo

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