Aula 9 Genética Quantitativa

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Genética quantitativa
Prof. Lucas Nunes da Luz 
lucaluz@cariri.ufc.br
Universidade Federal do Cariri – UFCA 
Centro de Ciências Agrárias e da Biodiversidade – CCAB
Curso de Agronomia
1- INTRODUÇÃO
O que a genética quantitativa estuda? 
Estuda as diferenças quantitativas entre os 
indivíduos.
Genética quantitativa
 Geralmente está relacionada a fenótipos que sofrem variação gradativa, como
peso, altura, cor da pele na espécie humana, etc.
 Ex: Cor da pele
 a ou b = produção mínima de melanina
 A ou B = intensificam a produção de melanina
 Branco: aabb
Mulato claro: Aabb ou aaBb
Mulato médio: AAbb ou AaBb ou aaBB
Mulato escuro: AABb ou AaBB
Negro: AABB
Caracteres contínuos
 No estudo da herança quantitativa é importante saber identificá-
la e diferenciá-la das demais heranças genéticas.
Dois aspectos sugerem que uma certa característica seja 
condicionada por herança quantitativa:
 A variação gradual do fenótipo: Tomemos o exemplo da cor
da pele, na espécie humana. Entre os extremos (branco e negro)
há diversos fenótipos intermediários.
 Distribuição dos fenótipos em curva normal ou de Gauss:
Normalmente, os fenótipos extremos são aqueles que se
encontram em quantidades menores, enquanto os fenótipos
intermediários são observados em freqüências maiores. A
distribuição quantitativa desses fenótipos estabelece uma curva
chamada normal (curva de Gauss).
Variação contínua
 Os caracteres que são determinados por muitos
genes mostram uma variação contínua;
 Exemplos no homem são a altura, a inteligência,
a habilidade no esporte, a cor da pele, etc.
 A espessura e o comprimento do bico dos
tentilhões de Darwin mostram uma variação
contínua.
DISTRIBUIÇÃO NORMAL
DISTRIBUIÇÃO NORMAL
QUALITATIVA x QUANTITATIVA
INTRODUÇÃO
CARACTERÍSTICAS QUANTITATIVAS
São aquelas características influenciadas por um grande
número de genes, seguem uma distribuição normal de probabilidade.
Ex.:
QUALITATIVAS
 Devido a ações de poucos 
pares de genes
 Ocorrem em classes 
fenotipicamente diferentes
 Cada fenótipo pode ser 
associado a um ou a 
poucos genótipos
 Sofrem pouca influência 
do meio ambiente
 São analisados através de 
contagens e proporções
QUANTITATIVAS
 Devido a ação de poligenes;
 Não ocorrem em classes 
fenotípicas bem definidas;
 Cada fenótipo pode estar 
associado a um número 
muito grande de genótipos;
 Sofrem muita influencia do 
ambiente;
 São analisados através da 
estimação de parâmetros 
populacionais.
QUALITATIVA x QUANTITATIVA
Qualitativa Quantitativa
Variação Descontínua Contínua
Número de genes Poucos Muitos
Efeito do ambiente Fraco Forte
Nº. de classes fenotípicas em F2 = 2n + 1
Onde:
n = nº. De pares de genes envolvidos
Três genes agem de maneira aditiva
determinando a cor da semente. O alelo
dominante de qualquer gene faz aumentar o
pigmento vermelho da semente da mesma
maneira em todos os três genes; os alelos
recessivos dos 3 genes não contribuem para a
produção de pigmento.
A aumento de 1 unidade do pigmento, a efeito nulo.
B aumento de 1 unidade do pigmento, b efeito nulo.
C aumento de 1 unidade do pigmento, c efeito nulo.
Herman Nilsson-Ehle
Cor dos grãos de trigo - 1909
Fenótipo em herança quantitativa
 O conceito mais fundamental em Genética quantitativa pode ser
representado através da seguinte fórmula:
P = G + E + GE
Onde P é o fenótipo (do inglês phenotype), G é
genótipo (também do inglês genotype) e E é o
ambiente (environment em inglês).
Os valores P, G e E podem ser expressos em
quaisquer unidades que representem uma
propriedade biológica que possa ser medida de
maneira contínua, tal como peso, altura, idade na
primeira reprodução, teor de gordura, amplitude
de resistência à temperatura, etc.
Análise de características contínuas
Os indivíduos podem ser divididos em classes fenotípicas distintas,
como por exemplo, cor da flor, tipo de sangue, esse tipo de variação é
denominada de variação fenotípica discreta.
Entretanto, podemos identificar que para muitos caracteres, a
variação fenotípica observada entre os indivíduos é contínua, ou seja, os
fenótipos não podem ser divididos em classes distintas.
ANÁLISE DE CARACTERÍSTICAS 
CONTÍNUAS
Análise de características contínuas
A análise da distribuição fenotípica de uma população pode nos
fornecer informações importantes sobre o caráter quantitativo. Para isso
devemos obter estimativas da média e da variação fenotípica de uma
determinada população em estudo.
Média e variância
 Classes centrais
 Média
X = (Xi)/n
 Moda
ESTIMATIVAS DA MÉDIA E DA VARIAÇÃO 
FENOTÍPICA
ESTIMATIVAS DA MÉDIA E DA VARIAÇÃO 
FENOTÍPICA
1º passo para a análise da distribuição fenotípica:
Estimativa da média aritmética:
x = ∑ xi/n
média = (153,8 + ... + 167,7)/60 
média = 10051, 4/60
média = 167,5 
ESTIMATIVAS DA MÉDIA E DA VARIAÇÃO 
FENOTÍPICA
O que é variância ...
Estimativas da variação fenotípica
2º passo para a análise da distribuição fenotípica:
Estimativa da variância:
s2 = ∑ (x – x)2/ (n-1)
s2 = ∑(153,5 – 167,5)2 + ... + (167,2 – 167,5)2
s2 = 33,5
σ2P= variância fenotípica
σ2G= variância genética
σ2A = Variância aditiva
σ2D= variância de dominância
σ2I = variância epistática
σ2E = variância ambiental
σ2GE= variância da interação GE
Principais Componentes de Variância
Onde: 
Corresponde a variação do fenótipo 
Componentes que influenciam a variação 
fenotípica
VF = VG + VE
VG = é a proporção da variação determinada pelas diferenças
genéticas dos indivíduos.
VE = é a proporção da variação determinada pelos efeitos ambientais.
Componentes da variação genotípica
A variação genotípica (VG) de uma população também pode ser
subdividida em componentes, devido à ocorrência de diferentes relações entre os
alelos de um mesmo gene e entre os alelos de genes diferentes.
VA = variação que deve-se aos efeitos aditivos dos alelos, como por exemplo,
aqueles que acrescentam em uma unidade de pigmento na coloração (cor da
pele, cor do cabelo, ...).
VD = variação que deve-se aos efeitos de dominância dos alelos.
VI = variação que deve-se aos efeitos de interação dos alelos.
Componentes da variação genotípica
Podemos dizer, então, que a variação genética de uma característica
em uma população é composta pela soma das variações genéticas devido
aos efeitos aditivos, de dominância e de interação dos alelos:
G = A + D + I
Contudo, apenas os efeitos aditivos dos alelos são transmitidos à
próxima geração, já que são próprios de cada alelo e, portanto, não
dependem da sua relação com o outro alelo do mesmo gene ou com alelos de
genes diferentes.
Herdabilidade
Existe um grande interesse em determinar se um caráter quantitativo é
herdável, isto é, se pode ser transmitido para a próxima geração.
No caso de caracteres que possuem interesse econômico, a base genética e
a influência de fatores ambientais são estudados para que o melhoramento da
determinada característica possa ser realizado.
As estimativas de herdabilidade revelam que proporção da variação fenotípica
de um caráter é determinada por sua variação genética, que pode, então, ser
transmitida à próxima geração.
Herdabilidade
Existem duas medidas de herdabilidade utilizadas: a herdabilidade sentido
amplo (H2) e a herdabilidade sentido restrito (h2).
Os valores de h2 e H2 estimados para uma população criada em um determinado
ambiente, não podem ser extrapolados para outras gerações da mesma população nem
para outras populações da mesma espécie, pelas seguintesrazões:
1) a variação genética de uma população é exclusiva, já que cada
população possui um conjunto próprio de genótipos;
2) a variação ambiental a que uma população é submetida é exclusiva, já que
cada ambiente tem suas particularidades.
Herdabilidade no sentido amplo
A herdabilidade sentido amplo (H2), também chamada grau de
determinação genética, estima a contribuição da variação genética total
para a determinação da variação fenotípica de uma população.
Sendo expressa por:
OBSERVAÇÃO
Seus valores podem variar de 0 a 1, inclusive.
HERDABILIDADE NO SENTIDO RESTRITO
A herdabilidade sentido restrito (h2), estima o quanto da variação
fenotípica é determinada pela variação genética aditiva.
Sendo expressa por:
OBSERVAÇÃO
Seus valores podem variar de 0 a 1, inclusive.
Sentido amplo: estimativa da variação do 
ambiente
1. Método de Estimação Indireta da 
Variação de Ambiente
COMO ESTIMAR ???
P1 e P2 
genitores
geração F1 e 
geração F2
variância observada é toda 
ambiental 
F1
F2
variação observada 
(diferenças genéticas e 
diferenças ambientes)
= a variância fenotípica 
2. Método de Estimativa por 
Retrocruzamento
COMO ESTIMAR A HERDABILIDADE
Variância entre 
indivíduos F2
Variância entre RC1 e RC2
(retrocruzamentos de F1
com os genitores P1 e P2 )
Variância genética 
aditiva
HERDABILIDADE
Aumento na média da população após um determinado ciclo
seletivo
Ganho de Seleção (GS)
∆G ou GS = h2 x Ds … Ds = Ms - Mo 
Ganho percentual … ∆G % = (GS/Mo) x 100
Logo a nova média … Mpm = Mo + Gs
Como obter o ganho esperado com a seleção 
Onde:
∆G = ganha esperado com a seleção
h2 = herdabilidade da característica
Ds = diferencial de seleção
Ms = média da população selecionada
Mo = média da população original 
Ganho genético – desdobramento 
Eberhart, 1970
∆G = C K σ G’
Y √ σP
C = Controle parental
Y = número de anos/ciclos
σG’ = fração da σ2A
K = intesidade de seleção (valor tabelado)
∆G = h2D
= h2 k σP
= σ2G’ K
σP
h2 = σ2G K σP
σ2P