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PRINCÍPIOS DE SELEÇÃO Profa. Monyka M. M. L. Hoshiba SELEÇÃO E RESPOSTA À SELEÇÃO INTRODUÇÃO Existem duas formas clássicas para se alterar a constituição genética de uma população: o A escolha dos indivíduos para serem pais da próxima geração (Seleção); o A definição de como esses indivíduos vão se acasalar (Endogamia e Cruzamento). FALCONER (1981) Seleção significa a reprodução dos “melhores” indivíduos, independentemente da definição de “melhor”. Esta vai depender dos objetivos de seleção EFEITO BÁSICO DA SELEÇÃO Alterar o arranjo das freqüências gênicas o Facilmente demonstrado - característica determinada por um locus com dois alelos. o Esta mudança na freqüência gênica não pode ser visualizada no caso características poligênicas - Mudanças na média da população. PARA DESCREVER A MUDANÇA DAS PROPRIEDADES GENÉTICAS: o Comparar gerações sucessivas no mesmo ponto do ciclo de vida dos animais (idade em que cada característica em questão é mensurada) o A seleção é realizada após a mensuração o As freqüências gênicas entre os animais selecionados são diferentes daquelas da população antes da seleção. SELEÇÃO ARTIFICIAL Escolha de animais que serão pais da próxima geração, determinando quantos descendentes deverão produzir e por quanto tempo deverão permanecer na população de reprodução. CARACTERÍSTICAS DE HERANÇA SIMPLES MM Mm MM MM Mm MM Mm mm mm mm f(M)=0,5 f(m)=0,5 mm mm mm f(M)=0 f(m)=1,0 mm mm mm mm mm ANIMAIS SELECIONADOS f(M)=0 f(m)=1,0 mm mm mm mm mm mm mm MM Mm MM MM Mm MM Mm f(M)=0,67 f(m)=0,33 Mm Animais selecionados f(M)=0,67 f(m)=0,33 mm MM Mm Mm MM Mm Mm CARACTERÍSTICAS POLIGÊNICAS Pesos nas diferentes idades Vários genes com pequeno efeito individual Ambiente Idade à primeira cria Espessura de gordura Xp Características poligênicas +/+ +/+ +/+ -/- +/+ +/- Vàrios pares de genes localizados em loci diferentes: (+) aumento no valor fenotípico (-) diminuição no valor fenotípico Efeito de ambiente é pequeno: Correspondência entre valor fenótipo e valor genético é grande; Em geral, animais mais pesados têm maior número de alelos (+) +/+ +/+ 250 kg +/+ +/- 245 kg +/+ -/- 240 kg Efeito de ambiente é grande Correspondência entre valor fenotípico e valor genético é pequena; Animais mais pesados podem ou não ter maior número de alelos (+) +/+ -/- 248 kg +/+ +/+ 245 kg +/+ +/- 245 kg SELEÇÃO PARA CARACTERÍSTICAS POLIGÊNICAS Identificação e seleção dos animais com maior valor genético: o Efeito genético Alteração das freqüências gênicas o Efeito observável Alteração da média fenotípica Xp Xs Selecionados Seleção por truncamento DIFERENCIAL DE SELEÇÃO (S) Diferença entre a média dos selecionados e a média do rebanho antes da seleção DIFERENCIAL DE SELEÇÃO PS PPS Onde: S = diferencial de seleção PS = valor fenotípico médio dos selecionados PP = valor fenotípico médio da população ou rebanho ou contemporâneos RESPOSTA À SELEÇÃO (R) o Diferença entre a média dos descendentes dos pais selecionados e a média da população antes da seleção Xf Geração Parental Geração filial Xp Xs Selecionados RESPOSTA À SELEÇÃO (R) Diferença entre a média dos descendentes dos pais selecionados e a média da população antes da seleção. Predição do Ganho Genético - ∆G o Depende: 1. Do grau de exatidão com que selecionamos os animais – acurácia. 2. Intensidade de seleção. 3. Variação genética existente na população. 4. Intervalo de gerações. Predição do Ganho Genético - ∆G gerações de Intervalo aditivo genético padrão Desvio * seleção de eIntensidad * predição de Acurácia ΔGa L ir anoGR AAA ))()(( ˆ Equação chave mostra que: o Taxa de ganho genético é diretamente proporcional à acurácia de seleção, intensidade de seleção e variação genética existente; e é inversamente proporcional ao intervalo de gerações. EM RESUMO: Tempo médio em anos entre o nascimento de um animal e o nascimento de seus filhos. DESVIO PADRÃO GENÉTICO DO VALOR GENÉTICO ADITIVO ( ) Variação genética é essencial para que a seleção seja efetiva. A variação genética é um fator da equação para ao ganho genético que o criador não pode alterar facilmente. Acasalamentos exogâmicos podem aumentar a variação genética enquanto que os endogâmicos têm efeito oposto. A ACURÁCIA DE PREDIÇÃO DOS VALORES GENÉTICOS (RAÂ) Medida da associação entre o valor genético verdadeiro e o predito. Quanto maior a acurácia de predição dos valores genéticos, maior é a chance de que os animais selecionados para serem pais sejam realmente os melhores. Depende: Coeficiente de herdabilidade Associação entre o valor fenotípico e o valor genético. Quando a herdabilidade da característica é alta, o desempenho do próprio animal é um bom indicador do seu valor genético (rAÂ = √h 2). Quantidade e tipo da informação utilizada. Informação do próprio indivíduo Informação de parentes. ACURÁCIA DE PREDIÇÃO DOS VALORES GENÉTICOS (RAÂ) o Depende da proporção de indivíduos selecionados para pais. o Diferencial de seleção padronizado o A magnitude do diferencial de seleção depende de: – Proporção relativa dos indivíduos selecionados – taxa de reposição (p) – Desvio padrão fenotípico do caráter (σP) INTENSIDADE DE SELEÇÃO (I) P Si PROPORÇÃO DE ANIMAIS SELECIONADOS 50% Xp Xs i = 0,80 i = 1,40 20% Xp Xs Quanto maior o número de indivíduos selecionados, menor o diferencial de seleção Intensidade de Seleção segundo a proporção selecionada p % i 1 2,67 2 2,42 3 2,27 4 2,15 5 2,06 10 1,76 20 1,40 30 1,16 40 0,97 50 0,80 60 0,65 70 0,50 80 0,35 90 0,20 100 0,00 DESVIO PADRÃO FENOTÍPICO 20 % S2 20 % S3 INTENSIDADE DE SELEÇÃO – DIFERENCIAL DE SELEÇÃO PADRONIZADO ( I ) Pσ S i σP = desvio padrão fenotípico S = diferencial de seleção PiσS INTENSIDADE DE SELEÇÃO im > if i = ½ im + ½ if Diferencial de seleção S = ½(im + if) P INTENSIDADE DE SELEÇÃO – DIFERENCIAL DE SELEÇÃO PADRONIZADO ( I ) p Z T z = ordenada da distribuição normal padronizada N(0,1) p = proporção selecionada p z i INTENSIDADE DE SELEÇÃO 1) Conhecendo-se p, procura-se T 2) A partir de T, encontra-se o valor de z. 3) p z i Exemplo: 1) p = 10% T INTENSIDADE DE SELEÇÃO 1) Conhecendo-se p, procura-se T 2) A partir de T, encontra-se o valor de z. 3) p z i Exemplo: 1) p = 10% T = 1,28 z INTENSIDADE DE SELEÇÃO 1) Conhecendo-se p, procura-se T 2) A partir de T, encontra-se o valor de z. 3) p z i Exemplo: 1) p = 10% T = 1,28 z= 0,1758 76,1 10,0 1758,0 p z i 2) p = 70% - procura-se T correspondente a (1 - p) 0,30pp-1 INTENSIDADE DE SELEÇÃO Exemplo: 1) p’ = 30% T’ 2) p = 70% - procura-se T correspondente a (1 - p) 0,30pp-1 INTENSIDADE DE SELEÇÃO Exemplo: 1) p’ = 30% T’ = 0,52 z’ 2) p = 70% - procura-se T correspondente a (1 - p) 50,0 0,70 0,3485 p z i 0,30pp-1 INTENSIDADE DE SELEÇÃO Exemplo: 1) p’ = 30% T’ = 0,52 z’ = 0,3485 EXEMPLO: CONSIDERE UM REBANHO COM 1000 VACAS DE CORTE E QUE SERÃO NECESSÁRIAS PARA REPOSIÇÃO 10 % OU 20 % E QUE A TAXA DE DESMAMA SEJA DE 50 % OU 80 %. Taxa de desmame Reposição 10 % 20 % 50 % 0,40 250 100 0,80 250 200 80 % 0,25 400 100 0,50 400 200 p = 40 % T = 0,25 z = 0,3867 i = 0,97 p = 80 % T ´ = 0,84 z ´ = 0,2803 i = 0,35 p = 25 % T = 0,67 z = 0,3187 i = 1,27 p = 50 % T = 0,00 z = 0,3989 i = 0,80 Percentagem da progênie necessários para manter o tamanho da população constante (p%) Machos Fêmeas Bovinos de corte 3 - 5 40 - 50 Bovinos leiteiros 3 - 5 50 - 65 Ovinos 2 - 4 40 - 50 Suínos 1 - 2 10 - 15 Aves ½ - 2 10 - 15 Equinos 2 - 4 40 - 50 O progresso genético que mais interessa é aquele obtido por unidade de tempo. O L definido como a quantidade de tempo necessário para repor uma geração com a próxima. Em uma população fechada, o L pode ser definido como a idade média dos pais quando os filhos nascem. INTERVALO DE GERAÇÕES (L) Atraso na maturidade sexual Baixa fertilidade Necessidade varias medidas para fazer seleção Seleção de características tardias Métodos de seleção (teste de progênie) FATORES QUE AUMENTAM O INTERVALO DE GERAÇÕES (L) Espécie Intervalo de Gerações anos) Bovinos de corte 4-6 Bovinos de leite 4-6 Ovinos 3-5 Suínos 1,5-2 Aves 1-1,5 Equinos 8-12 Fonte: Bourdon (1997) RESPOSTA POR UNIDADE DE TEMPO Intervalo de gerações (L) Idade média dos pais quando nascem os filhos L = ½ Lm + ½ Lf Resposta por ano Ra= [ raâ (im + if) A] [Lm + Lf] OTIMIZAÇÃO DA EQUAÇÃO CHAVE EQUAÇÃO CHAVE 1- MACHOS VERSUS FÊMEAS fm AfAˆAmAˆA LL σ )i ri (r ΔGR fm machos nos predição de acuráciar mAˆA machos nos seleção de eintensidadim fêmeas nas predição de acuráciar fAˆA fêmeas nas seleção de eintensidadif genético padrão desvioσA machos nos gerações de intervaloLm fêmeas nas gerações de intervalo=Lf 1) Touros para produzir touros 2) Touros para produzir vacas (mães) 3) Vacas para produzir touros 4) Vacas para produzir vacas (mães) 4321 4AˆA3AˆA2AˆA1AˆA LLLL i ri ri ri r ΔG 4321 A EQUAÇÃO CHAVE 1- GADO DE LEITE – 4 PASSOS O DESVIO PADRÃO FENOTÍPICO DA PRODUÇÃO DE LEITE NESTA POPULAÇÃO É DE 982KG E A HERDABILIDADE DESTA CARACTERÍSTICA É 0,25. Passo Acurácia de Seleção Proporção de animais mantidos para reprodução (p) Intensidade de seleção (i) Intervalo de gerações (L) (1) touros para produzir touros 0,85 3% 2,27 6 anos (2) touros para produzir vacas (mães) 0,85 15% 1,55 7 anos (3) vacas para produzir touros 0,50 1% 2,67 5 anos (4) vacas para produzir vacas 0,50 90% 0,20 6 anos QUAL É A TAXA DE GANHO GENÉTICO POR ANO NA PRODUÇÃO DE LEITE EMPREGANDO-SE ESTE PROGRAMA? 29643242)982(2 982 kg P kg P 49196432425,0222 2 2 2 PA P A h h 4321 4AˆA3AˆA2AˆA1AˆA LLLL i ri ri ri r ΔG 4321 A anokgG /79,95 6576 49120,050,067,250,055,185,02,270,85 ΔG RESPOSTA POR UNIDADE DE TEMPO Depende de: Acurácia de seleção Variação genética Intensidade de seleção Intervalo de gerações Tamanho da população COMO MAXIMIZAR O GANHO GENÉTICO POR UNIDADE DE TEMPO? INTENSIDADE DE SELEÇÃO Aumento da taxa reprodutiva de machos e fêmeas IA, TE Aumento da endogamia Reduzir a taxa de reposição AUMENTO DA ACURÁCIA E VARIAÇÃO GENÉTICA Aumento da herdabilidade pela redução da variação de ambiente Padronização do ambiente Estação de monta concentrada Grupos de manejo Padronização dos dados Fatores de ajuste Rigor na coleta de dados Incluir informações de parentes (progênie) Aumento do intervalo de gerações Diminuição da intensidade de seleção DIMINUIÇÃO DO INTERVALO DE GERAÇÕES Iniciar a vida reprodutiva mais cedo Avaliação genética e seleção de animais jovens Acurácia Diminuir o tempo de permanência dos reprodutores no rebanho Intensidade de seleção CONSIDERAÇÕES FINAIS A utilização da equação chave da seleção pode ser útil para comparar diferentes estratégias de seleção. É apenas uma ferramenta. Usar com bom senso. Associar a análises econômicas. EXERCÍCIOS EXERCÍCIO 01 Em um rebanho de suínos a média do peso a desmama é 16kg. Neste plantel selecionou-se machos e fêmeas com pesos a desmama de 20 e 18kg, respectivamente. Nessas condições, calcular: A) O diferencial de seleção; B) Predição da resposta à seleção se h2=0,20; C) A média esperada de peso a desmama da primeira geração; a) Sm= 20-16= 4kg S= (4 + 2)/2 = 3kg Sf= 18-16= 2kg b) G= h2 * S = 0,20 * 3= 0,6kg c) MP1= M + G = 16 + 0,6= 16,6kg RESPOSTA DO EXERCÍCIO 01 Considerando os dados abaixo, calcule a taxa de ganho genético na PD leitegada de suínos. - herdabilidade = 0,35 - desvio padrão fenotípico = 10,0kg - acurácia da seleção de machos = 0,8 - acurácia da seleção de fêmeas = 0,5 - intensidade de seleção de machos = 2,4 - intensidade de seleção de fêmeas = 1,5 - intervalo de gerações de machos = 1,8 anos - intervalo de gerações de fêmeas = 1,8 anos EXERCÍCIO 02 RESPOSTA DO EXERCÍCIO 02 )( ])[( fm AfÂAfmÂAm ano LL irir G 9161,535 3510035,0222 2 2 2 A PA P A h h RESPOSTA DO EXERCÍCIO 02 )( ])[( fm AfÂAfmÂAm ano LL irir G anokgGano /3878,4 )8,18,1( ]9161,5)5,150,04,280,0[( Um produtor tem um rebanho de criação de gado de corte. Normalmente ele mantém para reprodução 3% dos machos nascidos (i=2,27), com base nos seus pesos a um ano de idade. Seus touros têm, em média, 3 anos quando seus filhos nascem. Ele está estudando duas estratégias de reposição de fêmeas: A) manter as 20% melhores novilhas (i=1,4) com base nos seus pesos a um ano de idade (Lf=6,2 anos) B) manter as 60% melhores novilhas (i=0,64) com base nos seus pesos a um ano de idade (Lf=3,2 anos) EXERCÍCIO 03 a) Se a herdabilidade da característica for 0,50 e o desvio padrão fenotípicofor 27 kg, calcule a taxa de ganho genético esperado por ano para cada estratégia. b) Quais elementos da equação chave o produtor está alterando? EXERCÍCIO 03 RESPOSTA DO EXERCÍCIO 03