kvantitatiivne geneetika
DESCRIPTION
Kvantitatiivne geneetika. Eva-Liis Loogväli 23. märts 2012. Galápagose arhipelaag, Darwini vindid. Nokasuurust määravad geenid ei ole teada, kuid saab uurida päritavust ja seost keskkonnaga. “Darwini vindid”. maasirgud: G.magnirostris suurnokk-maasirk G.fortis tume-maasirk. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/1.jpg)
Kvantitatiivne geneetika
Eva-Liis Loogväli 23. märts 2012
![Page 2: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/2.jpg)
Galápagose arhipelaag, Darwini vindid
Nokasuurust määravad geenid ei ole teada, kuid saab uurida päritavust ja seost keskkonnaga.
![Page 3: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/3.jpg)
maasirgud:G.magnirostris suurnokk-maasirkG.fortis tume-maasirk
puuviljasirk
Putuktoidulised:puusirkmagroovisirk, jt
“Darwini vindid”
![Page 4: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/4.jpg)
tume-maasirk viljadTribulus cistoides
purustab vilja 26kg, 2sek
sööb 4-6 seemet, 7sek
suurnokk-maasirk
avab vilja osaliselt 6kg, 7sek
sööb 1-2 seemet, 15sek
![Page 5: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/5.jpg)
Eeldatavasti tume-maasirgul sõltuvalt toidulauast suundumus suurema/väiksema noka suunas juhul kui
Daphne Major saar
•väiksemad sirgud on edukamad väikeste seemnetega•noka suurus on päritav
järg
last
e no
ka s
uuru
s m
m
vanemate keskmine noka suurus mm
Noka suurus on päritav:
![Page 6: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/6.jpg)
Pop
ula
tsio
on
i su
uru
s
•jaanuar-mai kuum ja märg, 1976 põud•1200 -> 180•isaded-emased 5:1•ellu jäid suuremad linnud•järgmine põlvkond 4% suurem
Noka ja viljade suuruse seose kontroll
![Page 7: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/7.jpg)
Seem
ned
läb
imõõd
u/k
esta
tu
gevu
se in
deks
Seem
nete
hu
lk (
g/m
2)
G.
Fort
is
Pop
ula
tsio
on
i su
uru
s
Seemneid oli vähem, need olid suuremad ja kõvemad
![Page 8: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/8.jpg)
1983 El Niño tekitas pika vihmaperioodi ja väikseid seemneid oli väga palju. Kas noka suurus muutus väiksemaks? - nokad muutusidki keskmiselt 2.5% väiksemaks
Järgmine El Niño oli 1987, kuid sel korral seemnesuurus ei muutunud - ei muutunud ka noka suurus
Noka suurus sõltub seemnete suurusest
![Page 9: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/9.jpg)
Kvantitatiivne geneetika tegeleb pidevate tunnuste geneetilise käitumisega uurides populatsiooni summaarseid statistikuid.
1.põlvkond2.põlvkond
sage
dus
tunnuse väärtus
![Page 10: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/10.jpg)
1 lookus; 2 alleeli A;a täielik dominantsus
1 lookus; alleelid A;a kodominantsus
6 lookust; igas 2 alleeli palju lookusi; igas 2 alleeli
Iga alleel suurendab või vähendab noka suurust
Polügeenseid tunnuseid mõjutavad sajad geenid
![Page 11: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/11.jpg)
25 5 5
Lisaks geenidele võib ka keskkonnafaktor tekitada tunnuse pideva jaotuse
keskkonna muutujat pole
1 keskkondlik muutuja -10,-5,0,+5,+10
+2. keskkondlik muutuja -10,-5,0,+5,+10
P(fenotüübiline varieeruvus) = G(geneetiline var.) + E(keskkondlik var.)
Tunnuse varieeruvust või hajuvust põhjustavad geneetiline ja keskkondlik komponent
![Page 12: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/12.jpg)
Populatsiooni keskmise väärtuse leidmine tunnusele
Olgu näiteks noka suurus AA, Aa 10 mm aa 5 mm
Alleeli a sageduse 50% korral, oleks populatsiooni keskmine noka suurus 8.75 mm:
AA 0,25 10 2,5Aa 0,50 10 5aa 0,25 5 1,25
8,75
Kui a sagedus on 0.75, siis populatsiooni keskmine 7,2mm:
AA 0,0625 10 0,625Aa 0,3750 10 3,750aa 0,5625 5 2,813
7,188
![Page 13: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/13.jpg)
Kui keskmine on 8,75, siis AA ja Aa fenotüüp (10mm) on P = +1.25 mmaa fenotüüp (5mm) P= -3.75 mm
Fenotüüp väljendatakse kõrvalekaldena populatsiooni keskmisest
Kui keskmine on 7,2mm, siis P(AA,Aa)= +2.8 mm P(aa)= -2.2 mm
![Page 14: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/14.jpg)
Ristates AA isendeid populatsioonist juhuslikult võetud indiviidiga saame alati fenotüübi P=+1.25mm, s.t. sama mis sellel vanemal.
Aa isendite juhuslikul ristamisel:25% P= -3.75mm, 75% P= +1.25mm keskmine P=0Aa järglastel populatsiooni keskmine fenotüüp, kõrvalekalle ei pärandunud.
Kõrvalekallete pärandumine
![Page 15: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/15.jpg)
Aditiivne komponent = 2 x kui palju tema järglaskond erineb populatsiooni keskmisest, juhuslikul paardumisel.
AA indiviidide puhulG = +1.25; A = +2.5Aa indiviidide puhulG = +1.25; A = 0
Aa indiviidid erinevad populatsiooni keskmisest vaid dominantsusefekti kaudu, mis ei pärandu nende järglastele.
G(geneetiline) = A(aditiivne) + D(dominantsus)
pärandub ei pärandu
Evolutsiooniliselt loeb ainult see varieruvust põhjustav komponent, mis pärandub
![Page 16: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/16.jpg)
Aditiivsel komponendil on kvantitatiivses geneetikas analoogne roll Mendeli reeglitega ühe ja mitmelookuselises populatsioonigeneetikas.
Aditiivne komponent tehakse kindlaks eksperimentaalselt.
Näiteks vaadeldes 10 mm nokaga lindude järglasi juhuslikul ristamisel saab hinnata aditiivsust, teadmata genotüüpe – 2 x kõrvalekalle populatsiooni keskmisest.
Teades aditiivset komponenti saame ennustada tunnuse sagedusjaotust järgmises põlvkonnas
![Page 17: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/17.jpg)
P = E + G = E + A + D
x – isendi fenotüüp
Fenotüüp sõltub kõigist komponentidest, kuid varieeruvuse populatsioonis võib põhjustada ka ainult üks komponent. Looduslikule valikule saab populatsioon reageerida ainult aditiivse varieeruvuse ulatuses.
![Page 18: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/18.jpg)
•Tunnus millel see puudub ei ole päritav
•Fenotüübiline sarnasus sugulaste vahel tuleneb aditiivsest geneetilisest varieeruvusest.
P
A
V
Vh 2 0 ... 1
Populatsiooni keskmine
vanemadjärglaskond
0
Tunnuse päritavus on aditiivne osa fenotüübilisest varieeruvusest
![Page 19: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/19.jpg)
• Sordiaretuses ristatakse puhtaid liine
• Sugulastevahelise korrelatsiooni mõõtmine
• (Kunstlikule) valikule reageerimise mõõtmine
Päritavuse määramine
![Page 20: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/20.jpg)
järg
last
e n
oka s
uu
rus
mm
vanemate noka keskmine suurus mm
Noka suuruse päritavust väljendab vanemate ja järglaste regressioonikordaja, bOP.
Kui sirge tõus on 0.79, 79% varieeruvusest on aditiivne.
Sugulastevahelise korrelatsiooni mõõtmine
![Page 21: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/21.jpg)
S
R
S – valitud vanemate keskmine kõrvalekalle populatsiooni keskmisest, selektiivne erinevus
R – vastus, järglaspõlvkonna keskmise erinevus vanempõlvkonna keskmisest
R = bOPS võiR = h2S
(Kunstlikule) valikule reageerimise mõõtmine
![Page 22: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/22.jpg)
G. fortis järglaskond, kes sündis 1978 oli keskmiselt 4% suurem kui eelmine põlvkond, s.t. R = 0,04.
2.põlvkond
R
xP xS
S1 .põlvkond
Noka suuruse päritavus oli h2 = 0,80
S = R/h2 = 0.04/0.8 = 5%
Tume-maasirgu vastus põuale
![Page 23: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/23.jpg)
Valiku toime tume-maasirgu populatsioonile
põud: Suurematel lindudel eelis
vihm: El Niño. Väikestel lindudel eelis
tavapärane kliima: Kerge eelis suurtel
-0.5 S +0.5standardhälvet
![Page 24: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/24.jpg)
Fenotüübi muutus vastuseks suunavale valikule ei pruugi olla lineaarne
•kanaliseeritud vastuse puhul viivitus fenotüübi muutuses•lävega vastus on hüppeline
kanaliseeritud lävegalineaarneG G G
PPP
![Page 25: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/25.jpg)
bimodaalne jaotus
43
kontrollgruppvaliku all
f m
Valiti suhteliselt pikemaid 4. tiivasooni.
Lävega vastus
![Page 26: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/26.jpg)
Looduslik valik ei vii muutlikkust (päritavust) nullini
• Lisaks aditiivsele veel teised geneetilise varieeruvuse komponendid päritavuses olulised
• Geenisiire erineva valiku all olevate pop-de vahel• Mutatsiooni-valiku tasakaal• Piirangud kohastumustele (nt lõivsuhted)
Drosophila
![Page 27: Kvantitatiivne geneetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061605/5681451e550346895db1e024/html5/thumbnails/27.jpg)
Populatsioon, mille selektsiooni diferents (S=0.2) ega päritavus (h2=0.35) ei ole nullid, kuid vastus on null.
kaelus-kärbsenäpp(Ficedula albicollis)
keskmine S=0.2
Pöiapära peaks pikenema 0.022 mm aastas aga ei muutu
S R
Varieeruvus looduslikes populatsioonides on ebatäielikult mõistetud