_GEN_ QUANTITATIVA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
NÚCLEO DE ESTUDO EM GENÉTICA 
E MELHOAMETO
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
NÚCLEO DE ESTUDO EM GENÉTICA E MELHOAMETO
EXPERIMENTAÇÃO EM GENÉTICA E MELHORAMENTO
GENÉTICA QUANTITATIVAE MELHOAMETO
EXPERIMENTAÇÃO EM GENÉTICA E 
MELHORAMENTO
GENÉTICA QUANTITATIVA
29 de Outubro de 2011
TERESINA-PI 
Erina Vitório Rodrigues
APRESENTAÇÃO
1.Introdução
1.1- Caracteres qualitativos
1.2- Caracteres quantitativos
2. Hipótese dos fatores múltiplos
3. Interações alélicas
3.1- Interação aditiva
3.2- Interação dominante
3.3- Interação sobredominante3.3- Interação sobredominante
4. Predição da média de um caráter em populações
obtidas por cruzamento
5. Emprego da variância no estudo dos caracteres
quantitativos
5.1- estimativa dos componentes de variância
5.2- Estimativa da herdabilidade e ganho com seleção
5.3- Estimativa do número de genes.
1.INTRODUÇÃO
1.1 Caracteres qualitativos
üSegregações conhecidas, por exemplo, 3:1, 1:2:1 e 9:3:3:1,
para um e dois locos, respectivamente, com dois alelos por
loco.
Exemplo 1:
Cor de ervilha
1.INTRODUÇÃO
1.1 Caracteres qualitativos
Exemplo 2:
Milho normal, Br2Br2, e milho anão (braquítico), br2br2
1.INTRODUÇÃO
1.1 Caracteres qualitativos
Exemplo 3: Cor e tegumento de ervilha
1.INTRODUÇÃO
1.1 Caracteres qualitativos
ü Genótipos classificados em grupos fenotípicos distintos
Exemplo 4: milho doce
Em F2, 323 grãos normais e 97 grãos doces
1.INTRODUÇÃO
1.1 Caracteres qualitativos avaliados por Mendel
1.INTRODUÇÃO
1.1 Caracteres qualitativos
ü Pouco influenciados pelo ambiente
1.INTRODUÇÃO
1.2 Caracteres quantitativos
ü Classes fenotípicas não distintas. Por quê????
ü Apresentam variação contínua e se ajustam a uma
distribuição normal.
1.INTRODUÇÃO
1.2 Caracteres quantitativos
ü Muito influenciados pelo ambiente. Por quê?
Como cada loco é influenciado pelo ambiente, e como são
muitos os genes controlando esses caracteres, a influência
total do ambiente é alta.
Exemplo 5: produção de grãos, carne, leite, peso, etcExemplo 5: produção de grãos, carne, leite, peso, etc
1.INTRODUÇÃO
1.2 Caracteres quantitativos
ü Explicação: múltiplos genes
1.INTRODUÇÃO
1.2 Caracteres quantitativos
ü Média
medida de dispersão (variabilidade) em tornoüVariância: medida de dispersão (variabilidade) em torno
da média.
1.INTRODUÇÃO
1.2 Caracteres quantitativos
ü Número de genes e de genótipos
Qual a consequência de um 
elevado número de genes??
2. HIPÓTESE DOS FATORES MÚLTIPLOS
ü Proposta independentemente por Nilsson-Ehle e East,
em 1910.
Princípio???
Uma característica é influenciada por um grande 
número de genes
3. INTERAÇÕES ALÉLICAS
ü Tipos:
Aditiva
Dominante
Sobredominante
3. INTERAÇÕES ALÉLICAS
ü Considerando um locos com dois alelos:
Onde,Onde,
µ: média (ponto médio entre os genótipos homozigóticos)
+a: mede o afastamento de cada genótipo homozigoto em
relação à média
d: mede o afastamento de cada genótipo heterozigoto em
relação à média
3. INTERAÇÕES ALÉLICAS
ü Casos de interação alélica:
d = 0: ausência de dominância, interação alélica aditiva
d = a: dominância completa
0 < d < a: dominância parcial
d > a: sobredominância
Relação d/a mede o que se denomina grau deRelação d/a mede o que se denomina grau de
dominância de um gene, o qual dá idéia do tipo de
interação alélica.
d/a = 0: interação alélica aditiva
d/a = 1: dominância completa
0 < d/a < 1: dominância parcial
d/a > 1: sobredominância
3. INTERAÇÕES ALÉLICAS
3.1 Interação alélica Aditiva
Cada alelo contribui com um pequeno efeito
fenotípico o qual é somado aos efeitos dos demais
alelos.
Considere:
Dois genes A e B, de efeitos iguais, com dois alelos,
cujas contribuições são:cujas contribuições são:
A1 = B1 = 30 unidades
A2 = B2 = 5 unidades
Parentais : genótipos A1A1B1B1 x A2A2B2B2
fenótipos 120 u 20u
F1: genótipos A1A2B1B2
fenótipos 70u
3. INTERAÇÕES ALÉLICAS
3.1 Interação alélica Aditiva
10 35 60 
B2B2 B1B2 B1B1
-a +a
a = 25u ® contribuição do alelo efetivo
d = 0 ® valor fenotípico do genótipo heterozigoto
d/a = 0 ® interação alélica aditiva
3. INTERAÇÕES ALÉLICAS
3.1 Interação alélica Aditiva
Características:
ü A média da geração F1 é igual à média dos
progenitores ® F1=P1+P2/2;
ü A média da geração F2 é igual à média dos
progenitores e da geração F ;progenitores e da geração F1;
ü A descendência de qualquer indivíduo ou grupo de
indivíduos tem média igual à deste indivíduo ou igual
à média do grupo;
ü A distribuição em F2 é simétrica e se assemelha a
uma curva normal.
3. INTERAÇÕES ALÉLICAS
3.2 Interação alélica Dominante
ü Avalia-se o desempenho de cada loco e não de cada alelo.
Considere,
Dois genes A e B com dois alelos
Contribuições:
AA = Aa = BB = Bb = 60 unidades
Contribuições:
AA = Aa = BB = Bb = 60 unidades
aa = bb = 10 unidades
Parentais : genótipos AABB x aabb
fenótipos 120 u 20u
F1: genótipos AaBb
fenótipos 120u
3. INTERAÇÕES ALÉLICAS
3.2 Interação alélica Dominante
bb
Bb
BB
10 35 60 
-a +a
+a=d
a = d
d/a = 1,0 ® dominância completa
3. INTERAÇÕES ALÉLICAS
3.2 Interação alélica Dominante
Características
üA média da geração F1 pode ser igual ao valor de um
dos pais, porém será sempre diferente da média dos
pais;
üA média da geração F2 é diferente da média daüA média da geração F2 é diferente da média da
geração F1;
üA descendência de indivíduos superiores
selecionados terá comportamento inferior a eles;
üA distribuição em F2 apesar de ser contínua não é
simétrica e mostra uma inclinação para o lado do
fenótipo conferido pelos alelos dominantes.
3. INTERAÇÕES ALÉLICAS
3.2 Interação alélica Sobredominante
üHeterozigoto superior aos homozigotos
Considere,
Dois genes A e B com dois alelos
Contribuições:
AA = BB = 60 unidadesAA = BB = 60 unidades
aa = bb = 10 unidades
Aa = Bb = 80 unidades
Parentais : genótipos AABB x aabb
fenótipos 120 u 20u
F1: genótipos AaBb
fenótipos 160u
3. INTERAÇÕES ALÉLICAS
3.3 Interação alélica Sobredominante
bb BB Bb
10 35 60 
-a +a
m
d
80
d = 45
d/a = 45/25 = 1,8 ® sobredominância
3. INTERAÇÕES ALÉLICAS
3.3 Interação alélica Sobredominante
Características:
üA média da geração F1 é diferente da média dos pais
e da geração F2;
üA descendência de qualquer indivíduo, em geral,üA descendência de qualquer indivíduo, em geral,
apresenta média inferior ao próprio indivíduo;
üA distribuição fenotípica em F2 é assimétrica.
3. INTERAÇÕES ALÉLICAS
Distinção entre Interação Dominante e sobredominante
üApresentam propriedades semelhantes.
üDistinção com base na média de F1
Argumento válido para progenitores completamente
contrastante:
P1 Aabb x aaBB P2
70u 70u
F1 AaBb
120u
3. INTERAÇÕES ALÉLICAS
Observações:
üDa mesma maneira que os caracteres qualitativos, os
quantitativos apresentam estas interações gênicas;
üA diferença é que nunca apenas um dos tipos estará
envolvido;
üPara os caracteres quantitativos, o que importa é a üPara os caracteres quantitativos, o que importa é a 
média destas ações gênicas;
üProcura-se determinar o tipo de interação alélica
predominante, uma vez que, na prática é impossível
determinar o tipo de interação alélica de cada gene
individualmente.
3. INTERAÇÕES ALÉLICAS
ü Interações de dominância e/ou sobredominância
nem sempreatuam no sentido de aumentar o valor
fenotípico, podem ocorrer reduzindo a expressão do
caráter.
Número de dias para florescimento em feijão-
comum.comum.
Goiano Precoce x Ricopardo
35 d 45d
F1 35 d
F1 < P1+P2 em 5 dias
2
3. INTERAÇÕES ALÉLICAS
üPredominância de interação dominante e/ou
sobredominante a seleção de indivíduos superiores
não é a melhor estratégia a ser adotada num
programa de melhoramento.
O que fazer ???
3. INTERAÇÕES ALÉLICAS
Heterose ou vigor do híbrido: superioridade do
híbrido em relação a média dos genitores.
Heterobeltiose (hps): superioridade do híbrido em Heterobeltiose (hps): superioridade do híbrido em 
relação a média do genitor superior.
3. INTERAÇÕES ALÉLICAS
üEm F2, proporção de heterozigotos é de 50%
üNas demais gerações, a heterozigose é reduzida à
metade da geração anterior, o mesmo acontecendometade da geração anterior, o mesmo acontecendo
com a heterose
3. INTERAÇÕES ALÉLICAS
üNa geração Fg, a média será:
g = número de gerações
ou
3. INTERAÇÕES ALÉLICAS
Considere,
P1 AABB x P2 aabb
120u 20u
F1 AaBb
120u
h = 120 – 120+20 h = 120 – 70 = 50uh = 120 – 120+20 h = 120 – 70 = 50u
2
F2 = 120 – 50/2 = 95u 
üHeterose máxima – geração F1;
üPlantas de propagação sexuada: obter anualmente
semente F1;
üPlantas de propagação assexuada: heterose obtida
pode ser perpetuada na propagação do indivíduo.
4. PREDIÇÃO DA MÉDIA DE UM CARÁTER EM 
POPULAÇÕES OBTIDAS POR CRUZAMENTO
4. PREDIÇÃO DA MÉDIA DE UM CARÁTER EM POPULAÇÕES 
OBTIDAS POR CRUZAMENTO
üUma das finalidades da Genética no melhoramento de
plantas e animais é a de permitir que seja feitas predições
de um dado caráter, com boa margem de segurança
üUtiliza-se a expressão de Vencovsky (1987): 
4. PREDIÇÃO DA MÉDIA DE UM CARÁTER EM POPULAÇÕES 
OBTIDAS POR CRUZAMENTO
üConsiderando a obtenção de milho híbrido:
Linhagens A, B, C e D 
(A x B) x (C x D) 
(A x C) x (B x D) (A x C) x (B x D) 
(A x D) x (B x C) 
k = número de linhagens
üCom 10 linhagens é possível se produzir quantos híbridos 
duplos?
4. PREDIÇÃO DA MÉDIA DE UM CARÁTER EM POPULAÇÕES 
OBTIDAS POR CRUZAMENTO
Problema do melhorista: como identificar o HD mais
promissor?
üSintetizar todos os HD
üAvaliar todos em condições de campoüAvaliar todos em condições de campo
üPara solucionar esse problema, a única opção viável é
utilizar a expressão de predição de média
4. PREDIÇÃO DA MÉDIA DE UM CARÁTER EM POPULAÇÕES 
OBTIDAS POR CRUZAMENTO
üConsidere o híbrido duplo: (A x B) x (C x D) 
4. PREDIÇÃO DA MÉDIA DE UM CARÁTER EM POPULAÇÕES 
OBTIDAS POR CRUZAMENTO
üConsidere os dados da tabela 12.8 do livro Genética na
Agropecuária, estime a média d híbrido duplo (A x B) x (C x D)
üResposta 4,47 t.ha-1
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
Importância? 
üConhecimento da variabilidade existente nas populações
e quanto dessa variabilidade é devida a diferençase quanto dessa variabilidade é devida a diferenças
genéticas, é de fundamental importância em qualquer
programa de melhoramento;
üPermite conhecer o controle genético do caráter e o
potencial da população para seleção.
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
5.1 Estimativa dos componentes de variância
üExemplo Livro Genética na Agropecuária pág. 264,
tabela 12.14.
Dados obtidos em eucalipto, por uma empresa privada,Dados obtidos em eucalipto, por uma empresa privada,
referente ao diâmetro das árvores à altura do peito
(DAP), aos 78 meses de idade. As árvores da população
foram oriundas de sementes e intercaladamente foram
colocadas plantas de um clone.
População Clone
Média: 11,30 cm Média: 14,00 cm
Variância: 8,33 cm² Variância: 2,30 cm²
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
5.1 Estimativa dos componentes de variância
üVariância entre plantas do clone é toda ambiental
σ²C = 2,30 à σ²C = σ²E ( propagação assexual de
uma única planta)
Variância entre plantas da população provenientesüVariância entre plantas da população provenientes
de sementes, apresenta variação genética e
ambiental
σ²P = σ²F à σ²F = σ²G + σ²Eà σ²G = σ²F - σ²E
σ²G = 8,33 – 2,30 à σ²G = 6,03
σ²F = variância fenotípica na população
σ²G = variância genética
σ²E = variância ambiental
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
üHerdabilidade
Parâmetro genético de maior utilidade para os
melhoristas, porque permite antever a possibilidade de
sucesso com a seleção, uma vez que reflete a proporção da
variância fenotípica que pode ser herdada.
5.2 Estimativa da herdabilidade e ganho com a seleção
variância fenotípica que pode ser herdada.
üCoeficiente de Herdabilidade (h²) – mede variabilidade
genotípica de um caráter livre de efeitos ambientais.
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
üGanho com a seleção
Intenção de selecionar indivíduos numa população é a de
obter uma nova população superior à população inicial
para o caráter em estudo.
GS = h²x ds
ü ds= Ms-Mo
ü Mm = Mo + Δg
üConsiderando o exemplo do eucalipto!!!!!
ds: diferencial de seleção - superioridade dos
indivíduos selecionados em relação a todos
os indivíduos da população.
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
Ms = 16,60 cm
Mo = 11,30 cm
Mm = Mo + Gs
G = h² x dsGs = h² x ds
h² = 72,39%
ds = 16,60 – 11,30 = 5,30 cm
Gs = 5,30 x 0,7239 Gs = 3,84 cm
Mm = 11,30 + 3,84 Mm = 15,14
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
üGanho esperado com a seleção em percentagem:
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
Importância da herdailidade
üA principal utilidade herdabilidade é permitir
estimar o ganho com a seleção antes que ela seja
realizada.
üPermite escolher o método de seleção maisüPermite escolher o método de seleção mais
eficiente e as alternativas para conduzir o processo
seletivo.
üSe h2= 0?
üSe h2= 100%?
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
Importância da herdailidade
üh² de um caráter não é imutável, varia com a
variação genética presente e com o efeito do
ambiente.
üh² pode ser aumentada? Como?üh² pode ser aumentada? Como?
Porque não se utiliza sempre à máxima intensidade de 
seleção?
Considera-se dois fatores:
üh² ≠ 100%
üMelhoristas realizam vários ciclos de seleção.
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
Aplicação Dados referentes ao peso dos grãos em
feijoeiro, espécie de propagação sexuada.( Tab. 12.1)
σ²P1 = 482,76
σ²P2 = 132,80
σ²F1 = 323,68
σ² = 2.220,98
σ²F = σ²G + σ²E
σ²F = variância fenotípica na populaçãoF1 σ²F2 = 2.220,98
σ²RC1 = 2.401,00
σ²RC2 = 831,76
F = variância fenotípica na população
σ²G = variância genética
σ²E = variância ambiental
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
Resolvendo
σ²E=482,76+132,80+323,68 = 313,08
3
σ²G = σ²F - σ²E 
σ² = 2220,98 – 313,08 = 1907,90σ²G = 2220,98 – 313,08 = 1907,90
Composta pelo efeito aditivo e de dominância dos genes
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
σ²G= σ²A + σ²D
üDesdobramento de σ²G requer experimentos
especiais e cruzamentos adequados.
VG -Composta pelo efeito aditivo e de dominância dosVG -Composta pelo efeito aditivo e de dominância dos
genes
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
Desconsiderando os efeitos ambientais para geração F2:
Genótipos: B1B1 B1B2 B2B2
Valor fenotípico: µ+a µ+d µ-a
Freqüência: ¼ ½ ¼
A média da geração F2: ¼(µ+a ) + ½(µ+d) + ¼(µ-a)
Média de F2: µ+½d
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
Tipos deHerdabilidade
üHerdabilidade no sentido amplo
Envolve toda variância genética (σ²A + σ²D) tem
importância em plantas de propagação vegetativa.importância em plantas de propagação vegetativa.
üHerdabilidade no sentido restrito
Considera apenas a variância genética aditiva, que é
fixada pela seleção.
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
Tipos de Herdabilidade
h2a = 2220,98 –313,08 x 100 = 85,90%
2220,98
h2r = 2x2220,98–(2401,00 + 831,76) x 100 = 54,44%
2220,98
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
Ganho com seleção
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
Ganho com seleção
Ex: Dados do peso de grãos do feijoeiro (Tab. 12.1)
üSelecionar indivíduos com peso de grãos > a 350mg:
Ms = (6x350)+(2x360)+(2x370)+(1x380)+(2x390)
1313
Ms = 363,08 mg
ds = Ms – Mo à ds = 363,08 – 266 à ds = 97,08 mg
GS = 0,5444 x 97,08 à GS = 52,85 mg
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
Ganho com seleção
Ex: Dados do peso de grãos do feijoeiro (Tab. 12.1)
GS = 0,5444 x 97,08 à GS = 52,85 mg
Mm = 266,00 + 52,85 à Mm = 318,85 mg
Ganho percentual esperado
GS% = GS/Mo x 100 à GS% = 19,86%
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
5.3 Estimativa do número de genes
üConhecimento do n° de genes envolvidos na
expressão de um caráter quantitativo é de grande
importância no melhoramento.
üPermite determinar a probabilidade de se obter
determinado genótipo na população segregante.
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
Estimativa do número de gene
üMétodo: estimar o n° de genes envolvidos por meio da
freqüência com que são recuperados os fenótipos
extremos p/ a característica considerada na geração F2.
5.EMPREGO DA VARIÂNCIA NO ESTUDO DE 
CARACTERES QUANTITATIVOS
Estimativa do número de gene
üOs pais devem ser homozigóticos e completamente
contrastantes, ou seja, todos os alelos efetivos
devem estar em um dos pais e todos os não
efetivos, no outro;
devem estar em um dos pais e todos os não
efetivos, no outro;
üAusência de interação alélica;
üTodos os genes devem ter efeitos iguais e aditivos 
sobre a expressão fenotípica do caráter;
üAusência de ligação gênica.
“O único lugar onde o sucesso vem antes do 
trabalho é no dicionário”
Albert Einstein