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Poroto Maíz P F1F1 F2F2 Altura planta Altas 3/4 Enanas 1/4 Enanas x altas Longitud de la mazorca Cortas x largas Longitud de la mazorca Variación cualitativa.

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3 Poroto Maíz P F1F1 F2F2 Altura planta Altas 3/4 Enanas 1/4 Enanas x altas Longitud de la mazorca Cortas x largas Longitud de la mazorca Variación cualitativa vs cuantitativa Frecuencia

4 Variación ambiental Altura planta aa Plantas enanas AA Plantas altas Altura planta aa AA aa AA aa AA Altura planta Sin variación ambiental Alguna variación ambiental Mucha variación ambiental Frecuencia

5 Tema 16: Genética cuantitativa5 Experimento: se cruzaron dos variedades de trigo puras que diferían en el color de los granos de trigo, rojo y blanco. La F 1 era intermedia en color y al cruzarla entre sí obtuvo al menos 7 clases de color en la F 2. ¿Cómo explicarlo? Supongamos control del carácter por un gen con dos alelos sin dominancia Rojo X Blanco AA aa Color intermedio Aa Rojo : Intermedio : Blanco AA Aa aa 1: 2: 1 PF1F2PF1F2

6 Supongamos control del carácter por dos genes idénticos con dos alelos cada uno, sin dominancia, y donde la intensidad del color rojo depende del número de alelos mayúsculas (que son los que producen el pigmento rojo) Rojo X Blanco AABB 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 : 1 PF1F2PF1F2

7 Mismo supuesto anterior pero con tres genes Rojo X Blanco AABBCC aabbcc Color intermedio X Color intermedio (autofecundación) PF1PF1 F2F2 Fenotipo Rojo > Blanco Número alelos que dan color 6 : 5 : 4 : 3 : 2 : 1 : 0 Proporción 1 : 6 : 15 : 20 : 15 : 6 : 1 AaBbCc Supuestos: los genes segregan independientemente y sus efectos son aditivos

8 Color Rojo Blanco Un par de genes (A 1 A 2 X A 1 A 2 ) Dos pares de genes (A 1 A 2 B 1 B 2 X A 1 A 2 B 1 B 2 ) Tres pares de genes Cinco pares de genes Diez pares de genes Tres clases fenotípicas Cinco clases fenotípicas Siete clases fenotípicas Once clases fenotípicas 21 clases fenotípicas: desde el genotipo con ningún alelo + hasta el genotipo con los 20 alelos + Con variación ambiental o caso límite

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10 Herman Nilsson-Elhe

11 Modelo de poligenes o loci cuantitativos: El valor que toma un carácter cuantitativo en un genotipo depende del número de genes de efecto pequeño (poligenes) que añaden valores + al carácter. Así, en un carácter determinado por 5 loci cuantitativos (poligenes) los genotipos irán de 10 alelos más a 10 alelos Ejemplos: Un gen con dos alelos (A y a) y con acción aditiva del alelo A que añade 5 unidades en promedio al valor del carácter. Hay tres clases fenotípicas para cada genotipo Si el genotipo aa tiene una valor fenotípico de 10 unidades, entonces, el genotipo Aa = 15 unidades fenotípicas y el genotipo AA = 20.

12 Generalización del modelo aditivo Gametos distintos producidos por el multihíbrido en la F 1 Número de genotipos distintos en la F 2 Número de fenotipos distintos en la F 2 Proporción de la F 2 con un fenotipo extremo como el de una de las líneas parentales Proporción fenotípica de la F 2 1 locus 2 loci 3 loci n loci n (A,a) (AB, Ab, aB, ab) (ABC,Abc,,abc) n (AA,Aa,aa) (AABB, AABb, (AABBCC,... Aabb,AaBb,…...,aabb)...,aabbcc) n+1 1/4 1/16 1/64 1/4 n (AA ó aa) (AABB ó aabb) (AABBCC ó aabbcc) 1:2:1 1:4:6:4:1 1:6:15:20:15:6:1 (A+a) 2n

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14 25 cg Carácter peso de semilla 15 cg90 cg 19 líneas puras cg

15 Carácter peso de semilla 15 cg90 cg 19 líneas puras cg F = G + E E E

16 Wilhelm Ludvig Johannsen

17 Si NO hay efectos o acción aditiva, es decir que hay dominancia Cuando el números de genes que intervienen en el carácter es elevado tiende a una distribución normal

18 Caracteres cuantitativos Distribución continua

19 Dos parámetros determinan la forma de la distribución: la media, la desviación típica (raíz cuadrada de la varianza 2 = [ (x- ) 2 ]/n)

20 DISTRIBUCIÓN CONTINUA CAUSAS: AMBIENTALES Explicadas a través de las experiencias de: Carl Johannsen y Herman Nilsson-Ehle

21 Dos factores actúan para producir la variación continua: El número de pares que segregan: poligenes o loci múltiples El número de pares que segregan: poligenes o loci múltiples Las variaciones debidas al ambiente Las variaciones debidas al ambiente

22 Caracteres cuantitativos VALOR FENOTÍPICO F = G + E

23 La distribución normal Dos parámetros determinan la forma de la distribución: la media, y la desviación típica (raíz 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 típicas (1 y 0,5) Función de densidad

24 Preguntas ¿ Cuanto de la variación fenotípica de un carácter cuantitativo se debe a diferencias genética entre los individuos y cuanto a diferencias en el ambiente? ¿Qué parte de la variación fenotípica puede ser seleccionada? ¿Cuántos genes o loci influyen sobre el carácter? ¿Cómo se distribuyen los loci por el genoma? ¿Qué efecto tienen los loci y como interactúan entre sí?

25 Componentes de Media Un locus con dos alelos A1 y A2 con frecuencias p y q Tres genotipos posibles A1A1; A1A2 y A2A2 A2A2A1A1A1A2 Punto medio - a ad Genotipo Valor Grado de dominancia: GD = d/a

26 A2A2A1A1A1A2 - a ad Genotipo Valor GenotiposA1A1A1A2A2A2 Altura (cm) Valoresa = 50d = 30- a = -50 PM = 150

27 Media de la Población GenotiposFrecuenciaValorFrecuencia x valor A1A1p2p2 aa p 2 A1A22pqdd 2pq A2A2q2q2 -a- a q 2 M = a p 2 + d 2pq - a q 2 M = a (p – q) + 2d pq

28 Partición de la Variancia Fenotípica VG = VA + VD + VI VF = VG + VE VF = VA + VD + VI + VE VF variancia fenotípica VA variancia aditiva o del valor reproductivo VD variancia de la dominancia VI variancia de la interacción VE variancia ambiental

29 Preguntas Básicas: Cuál es la base genética de un carácter cuantitativo? La segregación de muchos genes de acuerdo a las leyes de Mendel. Cómo se pueden separar los efectos genéticos de los ambientales? Con el empleo de diferentes diseños, por ejemplo mediante la endocría para eliminar la variación genética. Cómo se puede predecir y controlar la segregación de una cruza? Mediante la selección artificial.

30 Cultive individuos de las poblaciones con diferente media en el mismo ambiente. Cultive individuos con el mismo genotipo en ambientes diferentes. La variación es genética o ambiental? Si dos poblaciones tienen medias fenotípicas diferentes, es debido a la herencia genética o al ambiente?

31 Porqué es importante conocer la variabilidad genética y ambiental? Para estimar las posibilidades de aplicar selección con éxito. Para estimar la heredabilidad de los caracteres. Para estimar la respuesta a la selección

32 TIPOS DE POBLACIONES HOMOGENEAS HOMOCIGOTAS HETEROCIGOTAS HETEROGENEAS HOMOCIGOTAS HETEROCIGOTAS

33 POBLACIONES GENETICAS POBLACION HOMOGENEA HOMOCIGOTA aa BB cc DD aa BB cc DD aa BB cc DD aa BB cc DD VARIANZA GENÉTICA = 0; VARIANZA AMBIENTAL = ? VALOR 12 HOMOCIGAS EN MAYUSCULAS = 4 UNIDADES, HOMOCIGOTAS EN MINUSCULAS = 2 UNIDADES

34 POBLACIONES GENETICAS POBLACION HOMOGENEA HETEROCIGOTA aa Bb cc Dd aa Bb cc Dd aa Bb cc Dd aa Bb cc Dd VARIANZA GENÉTICA = 0; VARIANZA AMBIENTAL = ? VALOR 16 HOMOCIGAS EN MAYUSCULAS = 4 UNIDADES, HOMOCIGOTAS EN MINUSCULAS = 2 UNIDADES HETEROCIGOTAS = 6 UNIDADES

35 EN 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 GENÉTICA TOTAL

36 POBLACIONES GENETICAS POBLACION HETEROGENEA HOMOCIGOTA aa BB cc dd AA bb cc DD AA BB CC dd AA BB CC DD MEDIA = 12,6; VARIANZA GENÉTICA = 6,27; VARIANZA AMBIENTAL = ? VALOR HOMOCIGAS EN MAYUSCULAS = 4 UNIDADES, HOMOCIGOTAS EN MINUSCULAS = 2 UNIDADES 40%10%30%20%

37 POBLACIONES GENETICAS POBLACION HETEROGENEA HETEROCIGOTA Aa BB Cc dd AA Bb Cc Dd Aa BB CC dd Aa Bb Cc dd MEDIA = 19,8; VARIANZA GENÉTICA = 5,73; VARIANZA AMBIENTAL = ? VALOR HOMOCIGAS EN MAYUSCULAS = 4 UNIDADES, HOMOCIGOTAS EN MINUSCULAS = 2 UNIDADES HETEROCIGOTAS = 6 UNIDADES 10%40%20%30%

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40 Segregación Transgresiva P F1 F2 F3

41 Distribución de frecuencias y medias poblacionales luego de dos ciclos de selección.

42 FACTORES QUE AFECTAN LA ESTIMACION DE LA HEREDABILIDAD La heredabilidad es un parámetro que corresponde a un carácter en una población dada y en un ambiente particular. Un mismo carácter en dos poblaciones distintas, pueden mostrar distintos valores de heredabilidad, y esta puede ser distinta cuando se cambia de localidad.

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44 A.G. = I (S) * σ p * σ2aσ2a σ 2 g + σ 2 e + σ 2 e-g AVANCE GENETICO

45 h2h2 SELECCIÓN FENOTIPICA SELECCIÓN EN BASE A PRUEBA DE PROGENIES HEREDABILIDAD Y METODOS


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