interaÇÃo genÓtipo x ambiente efeito do ambiente · onde o ambiente atua? penetrância...
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INTERAÇÃO GENÓTIPO x AMBIENTE
EFEITO DO AMBIENTE
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EFEITO DO AMBIENTE
“Mudança do fenótipo de um mesmo genótipo, devido à
influência do ambiente”
“Indivíduos com o mesmo genótipo apresentam fenótipos
diferentes em ambientes diferentes”
F G + E
“O fenótipo observado é o resultado de um conjunto de
potencialidades (genótipo) que está sob ação do
ambiente”
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Onde o ambiente atua?
Penetrância
•Porcentagem de indivíduos que expressam o fenótipo
correspondente entre os indivíduos com um mesmo genótipo.
Expressividade
• Variação no grau de expressão do fenótipo (mais forte em
uns e mais fraco em outros).
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Efeitos internos
• Idade, sexo;
• Cor da pelagem em gado Ayreshire;
• Produção de leite;
• Produção de ovos.
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Efeitos externos
• Temperatura, nutrição, luz, umidade.
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Rainha em abelhas, formigas e cupins
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Gordura amarela em carneiros
• Y_ - Gordura branca com qualquer alimentação;
• yy - Gordura amarela se alimentado à pasto (não
consegue degradar a xantofila da forragem verde);
- Gordura branca se alimentado com ração e feno.
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Interação genótipo x ambiente
“Comportamento diferencial dos genótipos em diversos
ambientes”
“Diferença do efeito do ambiente em cada genótipo”
F G + E + GE
Animais
Confinamento
Pastagem
degradada
Efeito
do
ambiente
Vaca 1 (Genótipo 1) 23,2 15,5 7,7
Vaca 2 (Genótipo 2) 13,3 5,6 7,7
Vaca 3 (Genótipo 3) 17,0 9,3 7,7
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Genótipos
Ambiente 1
(Confinamento)
Ambiente 2
(Pastagem
degradada)
Efeito do
ambiente
Cabra 1 (Genótipo 1) 12,1 5,8 6,3
Cabra 2 (Genótipo 2) 7,3 2,6 4,7
Cabra 3 (Genótipo 3) 10,2 7,5 2,7
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cará
ter
cará
ter
cará
ter
cará
ter
cará
ter
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Nas melhores condições ambientais? Principalmente alimentação?
Em condições limitadas de ambiente? Restrições alimentares?
Avaliação das progênies
Estimativas mais seguras dos valores genéticos; Válida especialmente para caracteres de alta herdabilidade.
Seleção mais eficiente e compatível com o ambiente de exploração; Indicado para caracteres de baixa herdabilidade.
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1 – A herdabilidade de um caráter é a mesma nos diversos ambientes?
3 – Para produção de leite o Brasil importa reprodutores ou sêmen de países de clima temperado (EUA e outros). O que é julgado superior lá também será aqui?
Questões:
2 – A classificação dos animais com base nos seus valores genéticos é a mesma em todos os ambientes?
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G1
G2 G3 G4 G5 G6
G1
G3
G5 G6
G2
G4
G1
G6
G2
G4 G3
G5
Caráter
Caráter
Caráter
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Correlação genética entre ambientes, no caso de estarem evolvidos dois ambientes.
r 1 Grupos gênicos diferentes atuam em cada um dos ambientes.
Análise da interação
r = 1 Os mesmos grupos gênicos influenciam o caráter, da mesma maneira, nos dois ambientes.
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HOURI NETO (1996)
332.617 registros de lactação em NY.
115.547 lactações no Brasil (MG, ES, SP, PR, SC,
RS).
Período – 1979-1991.
r = 0,6.
24% dos reprodutores apresentaram valores
negativos nos EUA e positivo no Brasil.
6% dos reprodutores apresentaram
comportamento inverso.
Alteração na classificação.
Resultados
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BRASIL EUA
Leite Gordura Leite Gordura
Brasil
Leite 0,25 0,79 0,85 0,55
Gordura 0,22 0,67 0,88
EUA
Leite 0,34 0,62
Gordura 0,35
Estimativas de herdabilidade (diagonal), e correlações genéticas de produção de leite de vacas holandesas no Brasil e EUA (COSTA et all (2000)).
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Consequências do efeito do ambiente e da interação
genótipo x ambiente
• O mesmo genótipo pode apresentar fenótipos diferentes;
• Genótipos diferentes podem apresentar fenótipos iguais;
• Programas de melhoramento localizados;
• Recomendações específicas de raças novas, antes de estudos
mais detalhados;
“De nada vale genótipo superior em ambiente inadequado.
Não adianta melhorar o ambiente se o genótipo não é
adequado”
Ramalho et al., (1990)
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DEFINIÇÃO E INTERPRETAÇÃO DA DEP - DIFERENÇA ESPERADA NA PROGÊNIE
A Diferença Esperada na Progênie (DEP) é usada para comparar o mérito genético de animais para várias características e prediz a habilidade de transmissão genética de um animal avaliado como progenitor;
Ela é expressa na unidade da caráter: kg para peso, cm para PE e meses para IPP, podendo ter sinal positivo ou negativo;
É a mais acurada avaliação do valor aditivo dos animais para muitos caracteres.
É a predição do mérito genético dos gametas produzidos pelo indivíduo;
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Termos equivalentes: PTA – Predict Transmiting Ability (Habilidade predita
de transmissão) – Tem o mesmo significado, mas é mais utilizado para bovino de leite.
TA – Transmiting Ability (Habilidade de transmissão
Com o conhecimento da DEP (PTA, TA ou outros termos equivalentes) de todos os animais de uma população, a seleção se torna extremamente fácil e eficiente.
É a mais acurada avaliação do valor aditivo dos animais para muitos caracteres.
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Como estimar o valor genético aditivo? (Algumas expressões)
Usar informações fenotípicas disponíveis:
1 – Do próprio animal; 2 – Dos ancestrais e colaterais; 3 – Da progênie do animal; 4 – Combinação de todas (o que leva ao BLUP).
BLUP – Best Linear Unbiased Prediction (Melhor Predição Linear não Viezada).
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Com uma informação do próprio indivíduo:
VGA = h2(P - µ) h2 – herdabilidade; P – fenótipo do indivíduo; µ - média do grupo contemporâneo do rebanho.
Com mais de uma observação do fenótipo:
VGA = [nh2/(1+(n-1)r)] (Pi - µ)/n
h2 – herdabilidade; Pi – fenótipo do indivíduo em cada medição; µ - média do grupo contemporâneo do rebanho; n – número de observações do fenótipo; r – repetibilidade.
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Com informação de parentes:
VGA = Rh2(P - µ)
R – Parentesco entre o indivíduo informante e o
indivíduo para o qual se deseja estimar VGA. Pai-
filho = 0,5; Meio irmão = 0,25; Irmão completo =
0,5;
h2 – herdabilidade;
P – fenótipo do indivíduo;
µ - média do grupo contemporâneo do rebanho.
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Com várias informações em um parente:
VGA = [Rnh2/(1+(n-1)r)] (Pi - µ)/n
Com teste de progênie:
VGA = [2Nh2/(4+(N-1)r)] (Pi - µ)/N
N – número de progênies do indivíduo.
Existem outras expressões a partir de diferentes informações.
Informação de parentes – permite calcular VGA em idade precoce, em caráter com expressão em apenas um sexo, etc....
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Quanto maior o número e diversidade de origem das informações, maior confiabilidade terá a estimativa.
As informações estão disponíveis nas escriturações zootécnicas das granjas, fazendas e livros de registros genealógicos das associações de raças.
USDA – Avalia geneticamente diversos caracteres da raça holandesa (35 milhões de animais).
Combinar tudo é muito complicado. Só é possível com os recursos de informática e métodos estatísticos (Método da Máxima Verossimilhança, Equações de modelos Mistos, etc...)
Portanto é possível a obtenção rotineira e simultânea da DEP, PTA, etc...
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A DEP para efeito maternal prediz a diferença esperada, por exemplo, em peso das progênies das filhas do animal avaliado (netas), devido às diferenças na habilidade maternal apresentada por elas.
Considere um exemplo com o peso ao sobreano em gado de corte. Se a DEP (P450) para o touro A for de 10 kg e a DEP para o touro B de -5 kg, a diferença entre A e B será de 15 kg.
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Isso significa que podemos esperar que a progênie do touro A produza, em média, 15 kg a mais em peso aos 450 dias que a do touro B, sob as mesmas condições de criação. Esse valor (15 kg) reflete a diferença no valor genético médio dos gametas produzidos pelos touros, pois o material genético dos pais é transmitido à sua descendência por meio dos seus gametas.
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TOUROS VALOR GENÉTICO DAS PROGÊNIES (kg)
Identif. No de Progênies
DEP (450 dias)
Inferior
Média
Superior
A 327 20,1 2,3 22,2 43,8
B 379 13,9 -7,7 14,6 34,1
C 609 9,8 -16,9 10,9 48,4
D 661 6,0 -15,7 6,6 34,2
E 239 -1,6 -24,3 -1,7 16,2
F 293 -8,8 -33,3 -8,6 9,4
A variabilidade nos VG na progênie de um mesmo touro, é consequência da amostragem aleatória dos genes do touro (gametas) e do material genético herdado de suas mães.
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Peso ao nascer (PN) – Touros com DEP baixas ou (-); Peso a desmama (PD) – Touros com DEPs + e altas; Ganho de peso ao sobreano (GPS) – DEPs mais altas são as mais indicadas; Conformação, musculosidade e precocidade (MUSC) – DEPs mais elevadas; Perímetro escrotal (PE)– DEPs elevadas.
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PTAT
PTA para tipo, medindo a habilidade do reprodutor em transmitir um tipo que reúne dados de proteína, gordura, tipos de úbere, compostos de úbere e pernas/pés, na proporção 3:1:1:0,65:0,35. MGT – Mérito genético total para machos (PMGRN – USP,
ABCZ e empresas particulares)
0,15 para habilidade maternal (DEPMP 120);
0,20 para crescimento pré-desmama (DEPDP 120);
0,20 para crescimento pós-desmama (DEPDP 450);
0,125 para fertilidade (DEPPE 365);
0,125 para fertilidade (DEPPE 450).
DEPs considerando vários caracteres
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MGT – Mérito genético total para fêmeas (PMGRN – USP, ABCZ e empresas particulares)
0,30 para habilidade maternal (DEPMP 120); 0,20 para crescimento pré-desmama (DEPDP 120); 0,25 para crescimento pós-desmama (DEPDP 365); 0,25 para crescimento pós-desmama (DEPDP 450);
Índice CFM Agropecuária (USP)
ICFM = 2PD + 4 GPsobcrceano + 2 MUSC + 2PE
PD – DEP para peso à desmama;
GPsobcrceano - DEP p/ ganho de peso da desmama ao sobreano;
MUSC – DEP p/ escore visual de musculosidade ao sobreano;
PE – DEP para perímetro escrotal.
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ACURÁCIA
Correlação entre o valor estimado e o real;
Mede a “certeza” ou “segurança” com que cada DEP é
estimada, variando com o tipo e número de informações
disponíveis de cada indivíduo;
0 Acurácia 1
Acurácia baixa – Grande possibilidade da DEP se alterar
com o incremento do número de informações;
Acurácia alta – O valor da DEP tem pouca probabilidade de
ser alterado em avaliações futuras.
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ACURÁCIA
Para bovinos de corte:
Para bovinos de leite:
• PEV – Prediction Error Variance (Variância da predição do erro).
•É o elemento da diagonal do inverso da matriz “Left Hand Side” (LHS-1), relativo ao animal para o qual foi calculado o DEP;
• - variância aditiva para o caráter.
21
A
PEVAcurácia
21
A
PEVAcurácia
2
A
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Uso da Acurácia
Para determinar a proporção de descendentes do ndivíduo
(número de fêmeas para acasalamento por exemplo);
Portanto um animal de DEP alta e acurácia baixa não deve
ser descartado totalmente;