Genética-quantitativa

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Características Quantitativas
As características quantitativas apresentam, em sua maioria, distribuição Normal
CARACTERÍSTICAS GENÉTICAS
Qualitativas ou descontínuas
Quantitativas ou contínuas
Semicontínuas ou quase contínuas
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Características Qualitativas ou descontínuas
 herança monogênica 
 fenótipos marcadamente diferentes 
 referem-se a qualidades fenotípicas
 distribuição populacional descontínua 
 um ou poucos genes em 1 ou 2 locos
 praticamente sem efeito ambiental
 herdabilidade alta
 características mendelianas: cor de flor, de 
 semente ou de vagem; tipo de semente ou de 
 vagem, etc...
Caracteres quantitativos:
 caracteres com distribuição essencialmente contínua
 aparecem inúmeros fenótipos intermediários, com poucas diferenças entre si, entre os tipos mais extremos;
 geralmente, é impossível identificar classes 
 fenotípicas distintas;
 altamente influenciados pelo ambiente;
Caracteres quantitativos:
 são caracteres mensuráveis: altura de planta, ciclo vegetativo, quantidade de óleo em sementes, peso de sementes, teor de proteína em sementes, altura do fuste, capacidade de expansão do milho pipoca, produção de grãos (t/ha);
 estudados, geralmente, com o auxílio da estatística, a partir das estimativas das médias, variâncias, coeficientes de regressão e correlação, etc...
 lisa rugosa Peso (kg)
Codominância ou
Efeito aditivo
Distribuição descontínua
Caráter simples: Cor de flores
Característica mais complexa: 3 locos com efeito aditivo (trigo)
Efeitos genéticos em características quantitativas
 1 0 0 1 5 7 7 22 25 26 27 17 11 17 4 4 1
1,46 1,49 1,52 1,55 1,58 1,61 1,64 1,67 1,70 1,73 1,77 1,80 1,83 1,86 1,89 1,92 1,95
HIPÓTESE DOS FATORES MÚLTIPLOS – POLIGENES
A hipótese se fundamenta no fato de que:
 “uma característica é influenciada por um grande número de genes, cada qual contribuindo com um pequeno efeito para o fenótipo”.
Com o aumento do número de genes a segregação fenotípica na F2 obedece ao desenvolvimento do binômio:
 (a + b)m 
 onde m representa o número de alelos segregantes e
 a e b os alelos efetivos e não efetivos
1/64
6/64
15/64
20/64
15/64
6/64
1/64
POLIGENES
Um loco com um par de alelos = 3 genótipos diferentes = 3
Dois locos com par de alelos = 9 genótipos diferentes = 32
Três locos com par de alelos = 27 genótipos diferentes = 33
Quatro locos com par de alelos = 81 genótipos diferentes = 34
Cinco locos com par de alelos = 243 genótipos diferentes = 35
Dez locos com par de alelos = 59.049 genótipos diferentes= 310
‘n’ locos com um par de alelos cada = 3n genótipos diferentes
a) 1 gene
b) 2 genes
c) 3 genes
d) 7 genes
*
Interações Alélicas nos Caracteres Quantitativos
- Aditiva
- Dominância
- Sobredominância
Interação aditiva: cada alelo contribui com um pequeno efeito fenotípico, o qual é somado aos efeitos dos demais alelos.
Ex: locos A e B determinam característica quantitativa e seus alelos possuem efeitos iguais: A1 = B1 = 30 unidades e A2 = B2 = 5 unidades, assim, pode-se calcular os fenótipos dos seguintes genótipos:
 Genótipos Somatório dos alelos Fenótipo em unidades
A1 A1 B1 B1 30 + 30 + 30 + 30 120
A2 A2 B2 B2 5 + 5 + 5 + 5 20
 
A2 A2 B1 B1 5 + 5 + 30 + 30 70
A1 A1 B2 B2 
A1 A2 B1 B2
Interação dominante: os genótipos com genes dominantes, homozigotos ou heterozigotos, apresentam a mesma contribuição, que é diferente da contribuição dos genótipos homozigotos recessivos, a qual é sempre menor.
Ex: locos A e B determinam característica quantitativa e os genótipos com alelos
dominantes possuem efeitos iguais: AA = Aa = BB = Bb = 60 unidades e aa = bb = 10 unidades, assim, pode-se calcular os fenótipos dos seguintes genótipos:
Genótipos Somatório Fenótipos
A a B B
A A B b
a a B B
A A b b 60 + 10 70
A a B b
a a b b
Interação sobredominante: os genótipos heterozigotos, apresentam contribuição maior que a dos genótipos homozigotos; o desempenho do heterozigoto sai fora do limite dos pais.
Ex: locos A e B determinam característica quantitativa e os genótipos AA = BB = 60 unidades; aa = bb = 10 unidades e Aa = Bb = 80 unidades, assim, pode-se calcular os fenótipos dos seguintes genótipos
Genótipos Somatório Fenótipo
A A B B
a a b b
A a B B
A A B b 60 + 80 140
a a B B
A A b b
A a B b
Semicontínuas ou quase contínuas
 herança multifatorial
 fenótipos com características de limiar
 distribuição populacional contínua
 vários genes em locos distintos
 diversidade nas influências ambientais
 herdabilidade variável
 malformações congênitas: displasia das ancas em cães; distrofia muscular em galinhas; hidrocefalia, etc
Média e variância de uma distribuição
CONTINUAÇÃO.....
Muitas características são medidas em escala contínua. 
Exemplos:
- Peso à desmama em quilogramas
- Diâmetro da fibra da lã
- Litros de leite
- Espessura do toucinho
HERANÇA DA CARACTERÍSTICAS QUANTITATIVAS
Cada gameta contém uma amostra que representa metade dos genes presentes no indivíduo;
Num mesmo genótipo, os modos de ação gênica podem ser os mais diversos : 
dois ou mais genes podem cooperar, interagir quando juntos, ou mesmo, interferir na manifestação do outro. 
HERANÇA DAS CARACTERÍSTICAS QUANTITATIVAS
Do ponto de vista quantitativo, o interesse é no efeito médio dos genes em relação ao fenótipo do indivíduo.
Basicamente, dois modos de ação gênica têm importância nas características econômicas: aditiva e não aditiva.
Ação Gênica Aditiva
Cada gene dos que constituem o fenótipo provoca acréscimo no valor fenotípico do indivíduo, independentemente dos outros genes presentes.
Não há dominância entre os alelos e o efeito de cada gene adiciona-se aos demais 
Suponha um rebanho onde a produção de leite tenha um valor fenotípico igual a 2000kg nos indivíduos aabb e que cada gene (A ou B) adiciona 100 kg de leite ao fenótipo e que os efeitos ambientais são desprezíveis.
	Geração	AABB
2400	aabb
2000
	F1	AaBb
=2200
	F2
	1 AABB	2400
	2 AABb	2300
	1 Aabb	2200
	2 Aabb	2300
	4 AaBb	2200
	2 Aabb	2100
	1 aaBB	2200
	2 aaBb	2100
	1 aabb	2000
	 = 2200
Conseqüência da Ação Aditiva dos Genes
A média fenotípica da F1 é igual a média dos pais e da F2.
 
O valor fenotípico da F1 é sempre intermediário ao dos pais, quando estes são diferentes;
A distribuição do F2 é simétrica.
A variação na F2 é maior do que na F1
E quando o modo de ação do gene não é aditivo?
Ação não aditiva:
inclui os efeitos de dominância, sobredominância e epistasia.
Suponha que o gene A determina produção de leite de 2000kg e seu alelo recessivo, 1000kg.
 A = 2000kg
 a = 1000 kg
 AA= 2000 kg
 Aa = 2000 kg
 aa = 1000 kg
	Geração	AA
2000	aa
1000
	F1	Aa
=2000
	F2
	1 AA	2000
	2 Aa	2000
	1 aa	1000
	 = 1750
sobredominância 
sobredominância 
Sobredominância
HETEROSE OU VIGOR HÍBRIDO
 maior expressão de determinadas características genéticas em híbridos 
HETEROSE OU VIGOR DO HÍBRIDO
PREDIÇÃO DA MÉDIA DE UM CARÁTER EM POPULAÇÕES ORIGINADAS DE CRUZAMENTOS 
- Uma das finalidades dos conhecimentos de genética no melhoramento de plantas e amimais é fazer predições de um determinado caráter, com boa margem de segurança.Exemplo, predições de rendimento de híbridos ou qualquer população proveniente de cruzamento.
 M = X Y 
M = média da população descendente do cruzamento
X e Y = proporções de alelos de cada um dos genitores que serão 
 cruzados
ESTIMATIVA DE PARÁMETROS GENÉTICOS
Fenótipos
• O fenótipo constitui a soma dos efeitos genéticos (herdados ) e dos efeitos de ambiente (recebidos)
FENÓTIPO = GENÓTIPO + MEIO
F = G + M
Variação Fenotípica
 Muitos loci, valor genético G
 Desvio de ambiente E
 Fenótipo, F= G + E
 VF = VG + VE
Imagine que um criador ou um agricultor quer selecionar seus animais ou suas plantas para uma característica quantitativa.
• A questão é: Qual será o sucesso alcançado?
Selecionar é escolher......
• Para que haja escolha os indivíduos têm que ser 
 diferentes.
• Por que os indivíduos são diferentes?
– Genética (variações hereditárias) + ambiente
Herdabilidade
 um coeficiente que estima o grau com que as 
 características genéticas são herdadas
 como constatar a existência de um componente 
 genético 
Variação Fenotípica
Quanto é herdado?
Quanto é adquirido?
Quanto do peso é herdado?
Quanto da inteligência é herdada?
A resposta a essas perguntas é denominada de herdabilidade
Herdabilidade
É a proporção da variação fenotípica que é devida aos efeitos genéticos.
Quanto maior a herdabilidade, maior a porção da variação fenotípica que pode ser atribuída aos efeitos genéticos (variação genética)
O que são efeitos genéticos aditivos?
Os efeitos genéticos incluem:
Efeitos genéticos aditivos (A)
	Se uma cópia de uma alelo vale + 1, duas cópias valem +2
b) Efeitos genéticos não aditivos (NA ou D)
	Interações entre os alelos dentro do locus. Ex: dominância.
A = herança aditiva
NA = Não aditiva
Herdabilidade (h2) 
 h2 = VG/Vf sentido amplo
 sentido amplo ⇒ h2= Va + Vd + Vi
 sentido restrito ⇒ h2= Va/Vf
 Va – componente devido a genes aditivos
Componentes da variância fenotípica
 Vf = VG + VE + VGA
VG = componente genético; VE = componente ambiental; VGA = componente da interação GxA
sentido amplo
 Vf = Va + Vd + Vi + VE + VGE
Va = genes com efeito aditivo
Vd = genes com efeito dominante
Vi = variância devido a interações gênicas 
VA = variância genética aditiva
Herdabilidade (h2)
(Sentido restrito)
h2 varia de 0 a 1
Herdabilidade (h2)
Considere a característica de produção em ovinos onde a VF = 0,03 kg
Se h2 = 0,1, então 10% da variação fenotípica é devida a variação genética aditiva. 
Se h2 = 0,5, então 50% da variação fenotípica é devida a variação genética aditiva. 
Herdabilidade na prática
Exemplos de valores de h2
 Humanos h2
 - estatura 0,81
 - tamanho do tórax 0,76
 - Peso corporal 0,78
 - índice cefálico 0,75
 - QI (Binet) 0,68
 - QI (Otis) 0,80
 - Aptidão verbal 0,68
 - Aptidão para ciência 0,34 
Exemplos de valores de h2
 Animais h2
 gado
 peso ao nascer 0,49
 produção de leite 0,43
 taxa de concepção 0,03
 carneiros
 tamanho da lã(22 meses) 0,47
 tamanho da fibra de lã 0,38
 gemeparidade 0,04 
Exemplos de herdabilidade
	Espécie	Característica	Herdabilidade
	Gado de corte	Peso à desmama	0,30
	Poedeiras	Produção de ovos	0,25
	Suínos	Tamanho da leitegada	0,10
	Gado de leite	Produção de leite	0,25
	A herdabilidade para característica de produção é normalmente menor que 0,5.
	A herdabilidade pode diferir quando os indivíduos estão em ambientes diferentes.
Algumas considerações sobre a herdabilidade
	A herdabilidade pode variar com o tempo (alteração da variância genética devido à seleção)
	Determinar o valor genético de indivíduos ou populações (Quanto da superioridade é devida aos efeitos genéticos aditivos)
Onde a herdabilidade é usada?
Onde a herdabilidade é usada?
	Predizer a resposta à seleção (Quanto da superioridade da população selecionada será transmitida à geração seguinte)
Melhoramento Genético:
melhorista busca sempre:
 ↑ valor fenotípico ↑ valor adaptativo 
	Herdabilidade: é útil para estimar um possível ganho genético antes de ser feita a seleção
	Sentido amplo: expressa quanto da variação total é devido ao efeitos dos genes 
	 h2a = Vg/VF2
	Sentido restrito: expressa quando da variação total é devido aos genes com efeitos aditivos. É a mais importante para o melhorista
	 h2 r= Va/VF2
	Quanto mais o caráter for influenciado pelo Meio Ambiente menor será a sua herdabilidade 
Parâmetros genéticos 
	Mm = Mo + ∆g
	∆g = h2r x ds
	ds = Ms - Mo
	Onde:
	∆g = Progresso genético
	Mm = média da população melhorada
	Ms = média da população selecionada
	Mo = Média da população original
	ds = diferencial de seleção
	h2r = herdabilidade no sentido restrito
Estimativa do progresso genético (Δg) ou (GS) 
	Classe
peso médio	P1	P2	F1	F2	RC1	RC2
	14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48	
1
1
1
7
8
2
2
2
5
	1
1
5
13
7
1	
1
2
2
5
10
4
4
2	
1
2
3
3
5
2
14
13
21
14
14
9
11
12
13
5
7
5
2
6
2
2
1
2	
1
1
2
3
4
3
2
1
3
4
1
1
1
3
1	
1
4
5
4
2
7
10
8
6
4
1
1
1
	Total	29	28	30	169	31	54
	Média	445,0	179,0	279,0	266,0	335,0	216,0
	σ2	482,76	132,80	323,68	2220,98	2401,00	831,76
Estimativa do Número de Genes
Importante na determinação de probabilidade de se obter determinado genótipo em uma população segregante
 (P1 – P2)2
 n = 
 8 σ2GF2
F
A
V
V
h
=
2