Gentica Cuantitativa

Herencia CuantitativaCaracteres Cualitativos y CuantitativosPorotoMazPF1F2Altura plantaAltura plantaAltura plantaAltas 3/4Enanas 1/4Enanas x altasLongitud de la mazorcaCortas x largasLongitud de la mazorcaLongitud de la mazorcaVariacin cualitativa vs cuantitativaFrecuenciaFrecuenciaFrecuencia3Variacin ambientalAltura plantaaa Plantas enanas AA Plantas altasAltura plantaaaAAaaAAaaAAAltura plantaSin variacin ambientalAlguna variacin ambientalMucha variacin ambientalFrecuencia4Tema 16: Gentica cuantitativa5Experimento: se cruzaron dos variedades de trigo puras que diferan en el color de los granos de trigo, rojo y blanco. La F1 era intermedia en color y al cruzarla entre s obtuvo al menos 7 clases de color en la F2. Cmo explicarlo?Supongamos control del carcter por un gen con dos alelos sin dominanciaRojo X BlancoAA aa

Color intermedioAaRojo : Intermedio : BlancoAA Aa aa

1: 2: 1P

F1

F25Supongamos control del carcter por dos genes idnticos con dos alelos cada uno, sin dominancia, y donde la intensidad del color rojo depende del nmero de alelos maysculas (que son los que producen el pigmento rojo)Rojo X BlancoAABB aabb

Color intermedio (Rojo medio) AaBb

Rojo oscuro: Rojo medio oscuro : Rojo medio : Rojo claro : Blanco AABB AaBB AaBb Aabb aabb AABb AAbb aaBb aaBB

1: 4 : 6: 4 : 1P

F1

F26

Mismo supuesto anterior pero con tres genesRojo X BlancoAABBCC aabbcc

Color intermedio X Color intermedio (autofecundacin)P

F1F2Fenotipo Rojo -------------> BlancoNmero alelos que dan color 6 : 5 : 4 : 3 : 2 : 1 : 0Proporcin 1 : 6 : 15 : 20 : 15 : 6 : 1

AaBbCc AaBbCcSupuestos: los genes segregan independientemente y sus efectos son aditivos7

ColorRojo Blanco

Un par de genes(A1 A2 X A1 A2 )Dos pares de genes(A1 A2 B1 B2 X A1 A2 B1 B2 )Tres pares de genesCinco pares de genesDiez pares de genesTres clases fenotpicasCinco clases fenotpicasSiete clases fenotpicasOnce clases fenotpicas21 clases fenotpicas: desde el genotipo con ningn alelo + hasta el genotipo con los 20 alelos +Con variacin ambientalo caso lmite8Quien realiz esta experiencia?

Herman Nilsson-ElheModelo de poligenes o loci cuantitativos:

El valor que toma un carcter cuantitativo en un genotipo depende del nmero de genes de efecto pequeo (poligenes) que aaden valores + al carcter.As, en un carcter determinado por 5 loci cuantitativos (poligenes) los genotipos irn de 10 alelos ms a 10 alelos 0+ + + + ++ + + + ++ + + + +0 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 0Ejemplos: Un gen con dos alelos (A y a) y con accin aditiva del alelo A que aade 5 unidades en promedio al valor del carcter. Hay tres clases fenotpicas para cada genotipo Si el genotipo aa tiene una valor fenotpico de 10 unidades, entonces, el genotipo Aa = 15 unidades fenotpicas y el genotipo AA = 20.11Generalizacin del modelo aditivoGametos distintos producidos por el multihbrido en la F1

Nmero de genotipos distintosen la F2

Nmero de fenotipos distintos en la F2

Proporcin de la F2 con un fenotipo extremo como el de una de las lneas parentales

Proporcin fenotpica de la F2

1 locus 2 loci 3 loci n loci 2 4 8 2n (A,a) (AB, Ab, aB, ab) (ABC,Abc, ,abc) 3 9 27 3n (AA,Aa,aa) (AABB, AABb, (AABBCC,... Aabb,AaBb,...,aabb) ...,aabbcc) 3 5 7 2n+1 1/4 1/16 1/64 1/4n(AA aa) (AABB aabb) (AABBCC aabbcc) 1:2:1 1:4:6:4:1 1:6:15:20:15:6:1 (A+a)2n 12Teora de la lnea pura25 cgCarcter peso de semilla15 cg90 cg19 lneas puras ...25 cg25 cgCarcter peso de semilla15 cg90 cg19 lneas puras ...25 cg25 cg25 cgF = G + EEEWilhelm Ludvig Johannsen

Si NO hay efectos o accin aditiva, es decir que hay dominancia

Cuando el nmeros de genes que intervienen en el carcter es elevado tiende a una distribucin normal

Caracteres cuantitativosDistribucin continua

Dos parmetros determinan la forma de la distribucin:la media, la desviacin tpica (raz cuadrada de la varianza 2 = [(x-)2]/n) GENTICASDISTRIBUCIN CONTINUACAUSAS: AMBIENTALESExplicadas a travs de las experiencias de: Carl Johannsen y Herman Nilsson-EhleDos factores actan para producir la variacin continua: El nmero de pares que segregan: poligenes o loci mltiples

Las variaciones debidas al ambiente

Caracteres cuantitativosVALOR FENOTPICOF = G + ELa distribucin normal

Dos parmetros determinan la forma de la distribucin:la media, y la desviacin tpica (raz cuadrada de la varianza 2 = [(x-)2]/n)A y B difieren en sus medias (4 y 8)B y C difieren en sus desviaciones tpicas (1 y 0,5)Funcin de densidad23Preguntas Cuanto de la variacin fenotpica de un carcter cuantitativo se debe a diferencias gentica entre los individuos y cuanto a diferencias en el ambiente?

Qu parte de la variacin fenotpica puede ser seleccionada?

Cuntos genes o loci influyen sobre el carcter?

Cmo se distribuyen los loci por el genoma?

Qu efecto tienen los loci y como interactan entre s?24Componentes de MediaUn locus con dos alelos A1 y A2 con frecuencias p y qTres genotipos posibles A1A1; A1A2 y A2A2A2A2A1A1A1A2Punto medio- a adGenotipoValorGrado de dominancia: GD = d/aA2A2A1A1A1A2- a adGenotipoValorGenotiposA1A1A1A2A2A2Altura (cm)200180100Valoresa = 50d = 30 - a = -50PM = 150Media de la PoblacinGenotiposFrecuenciaValorFrecuencia x valorA1A1p2aa p2A1A22pqdd 2pqA2A2q2-a- a q2M = a p2 + d 2pq - a q2 M = a (p q) + 2d pq M = a (p q) + 2 d pqParticin de la Variancia Fenotpica

VG = VA + VD + VI VF = VG + VE VF = VA + VD + VI + VEVF variancia fenotpicaVA variancia aditiva o del valor reproductivoVD variancia de la dominanciaVI variancia de la interaccinVE variancia ambientalPreguntas Bsicas:

Cul es la base gentica de un carcter cuantitativo?

La segregacin de muchos genes de acuerdo a las leyes de Mendel.

Cmo se pueden separar los efectos genticos de los ambientales?

Con el empleo de diferentes diseos, por ejemplo mediante la endocra para eliminar la variacin gentica.

Cmo se puede predecir y controlar la segregacin de una cruza?

Mediante la seleccin artificial.

Cultive individuos de las poblaciones con diferente media en el mismo ambiente.

Cultive individuos con el mismo genotipo en ambientes diferentes.

La variacin es gentica o ambiental?

Si dos poblaciones tienen medias fenotpicas diferentes, es debido a la herencia gentica o al ambiente?

Porqu es importante conocer la variabilidad gentica y ambiental?Para estimar las posibilidades de aplicar seleccin con xito.Para estimar la heredabilidad de los caracteres.Para estimar la respuesta a la seleccinTIPOS DE POBLACIONESHOMOGENEAS

HOMOCIGOTAS

HETEROCIGOTASHETEROGENEAS

HOMOCIGOTAS

HETEROCIGOTASPOBLACIONES GENETICASPOBLACION HOMOGENEA HOMOCIGOTAaaBBccDDaaBBccDDaaBBccDDaaBBccDDVARIANZA GENTICA = 0; VARIANZA AMBIENTAL = ?VALOR12121212HOMOCIGAS EN MAYUSCULAS = 4 UNIDADES,HOMOCIGOTAS EN MINUSCULAS = 2 UNIDADES33POBLACIONES GENETICASPOBLACION HOMOGENEA HETEROCIGOTAaaBbccDdaaBbccDdaaBbccDdaaBbccDdVARIANZA GENTICA = 0; VARIANZA AMBIENTAL = ?VALOR16161616HOMOCIGAS EN MAYUSCULAS = 4 UNIDADES,HOMOCIGOTAS EN MINUSCULAS = 2 UNIDADESHETEROCIGOTAS = 6 UNIDADES34EN LAS POBLACIONES HETEROGENEAS HOMOCIGOTAS

SI NO EXISTEN CRUZAMIENTOS ENTRE LOS INDIVIDUOS, ESTOS PASAN SU GENOTIPO COMPLETO A LA DESCENDENCIA

EN ESTAS POBLACIONES, SOLO ES NECESARIO ESTIMAR LA VARIANZA GENTICA TOTAL 35POBLACIONES GENETICASPOBLACION HETEROGENEA HOMOCIGOTAaaBBccddAAbbccDDAABBCCddAABBCCDDMEDIA = 12,6; VARIANZA GENTICA = 6,27; VARIANZA AMBIENTAL = ?VALOR10121416HOMOCIGAS EN MAYUSCULAS = 4 UNIDADES,HOMOCIGOTAS EN MINUSCULAS = 2 UNIDADES40%10%30%20%36POBLACIONES GENETICASPOBLACION HETEROGENEA HETEROCIGOTAAaBBCcddAABbCcDdAaBBCCddAaBbCcddMEDIA = 19,8; VARIANZA GENTICA = 5,73; VARIANZA AMBIENTAL = ?VALOR18221620HOMOCIGAS EN MAYUSCULAS = 4 UNIDADES,HOMOCIGOTAS EN MINUSCULAS = 2 UNIDADESHETEROCIGOTAS = 6 UNIDADES10%40%20%30%37Respuesta a la SeleccinQue se busca con la seleccin?Segregacin TransgresivaPF1F2F340

Distribucin de frecuencias y medias poblacionalesluego de dos ciclos de seleccin.FACTORES QUE AFECTAN LA ESTIMACION DE LA HEREDABILIDADLa heredabilidad es un parmetro que corresponde a un carcter en una poblacin dada y en un ambiente particular.Un mismo carcter en dos poblaciones distintas, pueden mostrar distintos valores de heredabilidad, y esta puede ser distinta cuando se cambia de localidad.

43A.G. = I(S) * p * 2a2g + 2e + 2e-gAVANCE GENETICO44h2 SELECCIN FENOTIPICASELECCIN EN BASE A PRUEBA DE PROGENIESHEREDABILIDAD Y METODOS45Grfico2272791

Frecuencia

Hoja1ColorFrecuenciaRojo27279Blanco1

Hoja10000

&APage &PFrecuencia

Hoja2

Hoja3