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Variacin Heredable Cuanto de la variacin fenotpica observable en un carcter es debida a diferencias genticas entre individuos? Cuanto de la variacin es debida a efectos ambientales sobre los individuos? Cual es la heredabilidad de un carcter?

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Heredabilidad: la proporcin de la varianza fenotpica que puede ser atribuda a efectos genticos.

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Componentes de la varianza Varianza fenotpica, V P La variacin entre individuos que es debida a causas genticas, la varianza genetica, V G La variacin entre individuos que es debida a causas ambientales, la varianza ambientalV E V P = V G + V E

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Heredabilidad en sentido amplio H 2 H 2 = V G / V P = V G / (V G + V E )

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Heredabilidad en sentido amplio H 2 (o grado de determinacin gentica) Si la poblacin consiste de individuos con el mismo genotipo la Vg = 0, por lo tanto la H 2 = 0 Si los individuos tienen diferentes genotipos pero el ambiente no tiene efecto sobre el carcter, la V E = 0 y la H 2 = 1 Rango de la heredabilidad = 0 - 1

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Varianza gentica Aditiva y de dominancia La Vg puede ser descompuesta en varianza aditiva y varianza de dominancia y de interaccin o episttica, V A,V D y Vi V G = V A + V D + Vi V A es la parte de la variacin fenotpica que resulta del efecto promedio de los alelos cuando se combinan al azar con otros alelos en la poblacin. V D es la parte de la variacin fenotpica que resulta de la interaccin de dominancia entre un par de alelos en un locus.

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Varianza aditiva y heredabilidad en sentido estricto, h 2 La varianza aditiva es importante en plantas de reproduccin sexual debido a que los padres pasan solo un alelo de cada gen a la progenie. Esto significa que los padres no pueden pasar a la progenie la parte de su fenotipo que es debida a la dominancia. h 2 = V A / V P = V A / (V A + V D + V E ) h 2 H 2

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Estimacin de la heredabilidad Mediante Componentes de Varianza Midiendo el parecido entre padres e hijos Estimando la Respuesta a la Seleccin Analizando diseos de cruzas que permiten particionar los componentes genticos y ambientales: Diseos de Apareamiento.

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Componentes de Varianza Consiste en estimar las varianzas genticas y ambientales a partir de los cuadrados medios del ANAVA. Segn el material es necesario discriminar donde existe variacin y que a que tipo pertenece: ambiental o gentica o ambas.

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Tipos de genotipos a evaluar en plantas autgamas (ejemplo: trigo) Lnea Pura 1. Vg = ?, Ve =? Lnea Pura 2. Vg = ?, Ve = ? Lnea Pura 3 Vg = ?. Ve = ? Vg = ?, Ve = ?

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Tipos de genotipos a evaluar en plantas algamas (ejemplo: maz) x Libre polinizacin: Medio Hermano Cruza entre dos plantas: Hermano Completo Autofecundacin: S1, S2, etc. Polen

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X i J = + G i + iJ FV ENTRE PROGENIES DENTRO PROGENIES SCGLCM (CM) CMEENTRE PROGENIES CMD VE + R VG VE ESTIMACION DE VARIANZAS CUADRADO MEDIO DENTRO DE PROGENIES (CMD) = VARIANZA AMBIENTAL (VE) CUADRADO MEDIO ENTRE PROGENIES (CME) = (VE) MAS R VECES LA VARIANZA GENTICA TOTAL (VG); R = REPETICIONES POR LO CUAL VG = (CME CMD)/R Y %VG = (VG) / (VG + VE)

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Estructura del ANOVA para un ensayo con "g" genotipos en "a" ambientes (localidades, aos o localidades y aos) F. V.G.L.C.M.E(CM) Ambientes(a 1) Rep/Ambientesa(r 1) Genotipos(g 1)M1 2 e + r. 2 ga + r.a 2 g Genotipos x Ambientes(g -1) (a -1)M2 2 e + r. 2 ga Errora (g -1) (g 1)M3 2 e Estimadores 2 e = M3 2 ga = (M2-M3)/r 2 g = (M1-M2)/r.a 2 p = 2 e + 2 ga + 2 g h 2 = 2 g / 2 p

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Consideraciones Genotipos: Familias de plantas algamas (MH; HC o S1/S2): h 2 sentido amplio Clones: h 2 sentido amplio Lneas puras de autgamas: h 2 sentido estricto

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Estimacin de la heredabilidad Un aspecto de la heredabilidad es que describe el parecido entre parientes. Si un carcter es altamente heredable, es de esperar que los descendientes se parezcan a los padres. De echo, el parecido entre padres y progenies es un medio de estimar la heredabilidad. En la regresin de los hijos sobre los padres, la pendiente de la curva (bi) es un estimador de la h 2

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Estimacin de la heredabilidad mediante la regresin de la progenie sobre los padres Regresin de la progenie sobre la media de los padres H 2 =0H 2 =0,5H 2 =1 bi: 0bi: 0,5bi: 1 Media de los padres Media de la progenie Valores aproximados de heredabilidad

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REGRESION DE LA MEDIA DE LA PROGENIE EN EL VALOR DE UN UNICO PADRE COEF. DE REGRESION b COV ENTRE HIJOS Y PADRES (COV OP ) VARIANZA DE LOS PADRES ( 2 P ) = EN DONDE: COV OP = 2 (ADITIVA) Y 2 P = 2 ( FENOTIPICA ) b = 2 (ADITIVA) 2 (FENOTIPICA) = h 2 h 2 = 2 b

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REGRESION DE LA MEDIA DE LA PROGENIE SOBRE LA MEDIA DE DOS PADRES b = 2 (ADITIVA) 2 (FENOTIPICA) = h 2

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La funcin ms importante de la heredabilidad es su rol predictivo. Caracteres con alta h pueden ser mejorados con mayor rapidez y con una menor intensidad de evaluacin con respecto a aquellos con baja h. Ejemplo: En trigo la altura de planta y madurez pueden ser evaluados en parcelas sin replicacin en F3 y F4 por ser caracteres de alta heredabilidad. La seleccin para rendimiento, debido a su baja h, se realiza a partir de F6:7 en parcelas repetidas en varias localidades. Aspectos

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Heredabilidad Realizada R = ds. h 2 R = respuesta a la seleccin Ds = diferencial de seleccin h 2 : heredabilidad

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FACTORES QUE AFECTAN LA ESTIMACION DE LA HEREDABILIDAD La 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.

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Varianzas, heredabilidad y metodologa de estimacin de acuerdo al tipo de genotipos GenotiposTipo de Varianza Tipo de Heredabilidad Metodologa F2Vp F 1 y F2Vp + VgAmpliaVarias Familias F3 y F4Vp + VgEstrictaRegresin P1, P2, F1, F2, R1 y R2Vp + Vg + Va + Vd +Ve Amplia y estrictaWagner Padre y F1Va + VpEstrictaRegresin Media padres y F1Va + VpEstrictaRegresin N ciclos de seleccinVpAmplia o EstrictaRealizada Conjunto de lneas purasVa + VeEstrictaAnava Conjunto de clonesVg + VeAmpliaAnava

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Diseos Genticos o de Apareamientos Anlisis de medias generacionales Diseos Carolina del Norte I, II y III Diseos Diallicos

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Aspectos a Recordar La h 2 es propia de un carcter, de un genotipo en particular y en un ambiente determinado. Si el ambiente cambia la puede h 2 variar. Si la Vg cambia la h 2 cambiar. Distintas metodologa pueden dar estimados diferentes de h 2 para los mismos genotipos en el mismo ambiente.