Cuantitativa

Los caracteres cuantitativos en
la mejora genética vegetal
Que es un carácter cuantitativo?
Carácter cuantitativo
• Un carácter cuantitativo muestra una
variación continua entre los individuos
• No es posible asignar fenotipos a grupos
discretos o clases.
CARACTERES CUALITATIVOS Y
CUANTITATIVOS
Variación cualitativa vs cuantitativa
F2
Maíz
Enanas x altas
Cortas x largas
Altura planta
Longitud de la mazorca
Frecuencia
F1
Frecuencia
P
Frecuencia
Poroto
Altura planta
Altas 3/4
Longitud de la mazorca
Enanas 1/4
Altura planta
Longitud de la mazorca
Variación Contínua
• Causas Genéticas: número de genes que
segregan
• Causas Ambientales; influencia del ambiente
sobre la expresión génica
Los genes que influencian a un carácter cuantitativo
son denominados como QTL (Quantitative trait
loci)
Herman Nilsson-Elhe
Wilhelm Ludvig Johannsen
Caracteres Cuantitativos
• Hipótesis de los Factores Múltiples
• Teoría de la Línea Pura
Caracteres Cuantitativos
VALOR FENOTÍPICO
F=G+E
LA POBLACIÓN ORIGINAL, DE
FUNDACIÓN O BASE.
Que necesitamos estimar?
• Varianzas genéticas y ambientales en el (los)
carácter de interés a mejorar.
• La heredabilidad del carácter.
• La respuesta a la selección teórica.
Con la información anterior
• Se podrá elegir el método de selección a
emplear
• Se decidirá el tipo de cultivar a obtener:
– Línea pura
– Híbrido
– Variedad de polinización abierta
– Variedad Sintética
– Variedad clonal
Porqué existen diferentes tipos
de cultivares?
Porqué no existen híbridos
(todavía) en soja y trigo?
DESPUÉS DE LA SELECCIÓN..
SIN LIMITANTES
EN REGIONES MARGINALES…
Preguntas
•¿ Cuanto de la variación fenotípica de un carácter cuantitativo se
debe a diferencias genética entre los individuos y cuanto a
diferencias en el ambiente?
•¿Qué parte de la variación fenotípica puede ser seleccionada?
•¿Cuántos genes o loci influyen sobre el carácter?
•¿Cómo se distribuyen los loci por el genoma?
•¿Qué efecto tienen los loci y como interactúan entre sí?
ANÁLISIS DE UN CARÁCTER
CUANTITATIVO
Es necesario conocer que tipo de
acción génica actúa
•
•
•
•
Aditividad
Dominancia
Sobredominancia
Espistasia
Acción Génica: Aditividad
X
AA
aa
AA
Aa
aa
Acción Génica: Dominancia
X
AA
aa
AA
Aa
aa
Acción Génica: Sobredominancia
X
AA
aa
AA
Aa
aa
Acción Génica: Epistasia
X
AABB
aabb
aabb A_bb
aaB_
A_B_
Componentes de Media
Un locus con dos alelos A1 y A2 con frecuencias
pyq
Tres genotipos posibles A1A1; A1A2 y A2A2
Genotipo A2A2
Valor
-a
Punto medio
Grado de dominancia: GD = d/a
A1A2
A1A1
d
a
Genotipo A2A2
Valor
-a
A1A2
A1A1
d
a
PM = 150
Genotipos
A1A1
A1A2
A2A2
Altura
(cm)
200
180
100
Valores
a = 50
d = 30
- a = -50
Media de la Población
Genotipos
Frecuencia
Valor
Frecuencia x valor
A1A1
p2
a
a p2
A1A2
2pq
d
d 2pq
A2A2
q2
-a
- a q2
M = a p2 + d 2pq - a q2
M = a (p – q) + 2d pq
M =  a (p – q) + 2  d pq
Partición de la Variancia Fenotípica
VF = VG + VE
VG = VA + VD + VI
VF = VA + VD + VI + VE
VF variancia fenotípica
VA variancia aditiva o del valor reproductivo
VD variancia de la dominancia
VI variancia de la interacción
VE variancia ambiental
Preguntas Básicas:
Cuál es la base genética de un carácter cuantitativo?
La segregación de muchos genes de acuerdo a las leyes
de Mendel.
Cómo se pueden separar los efectos genéticos de los
ambientales?
Con el empleo de diferentes diseños de cruzamientos
Cómo se puede predecir y controlar la segregación de
una cruza?
Mediante la selección artificial.
La variación es genética o ambiental?
Si dos poblaciones tienen
medias fenotípicas
diferentes, es debido a la
herencia genética o al
ambiente?
Cultive individuos de las
poblaciones con diferente media
en el mismo ambiente.
Cultive individuos con el mismo
genotipo en ambientes
diferentes.
Porqué es importante conocer la
variabilidad genética y ambiental?
• Para estimar las posibilidades de aplicar
selección con éxito.
• Para estimar la heredabilidad de los
caracteres.
• Para estimar la respuesta a la selección
Ecuación fundamental en el MGV
R=d.
D: diferencial de selección
h2 : heredabilidad
2
h
GENERALIZACIÓN DEL MODELO
ADITIVO
1 Locus
2 Loci
3 Loci
n Loci
Gametos distintos
producidos
por el multihíbrido en la F1
2
(A,a)
4
(AB, Ab, aB,
ab)
8
(ABC,Abc, ..
,abc)
2n
Número de genotipos
distintos
en la F2
3
(AA,Aa,aa)
9
(AABB, AABb,
Aabb,
AaBb,…...,aab
b)
27
(AABBCC...,aabbc
c)
3n
Número de fenotipos
distintos en
la F2
3
5
7
2n + 1
Proporción de la F2 con un
fenotipo
extremo como el de una de
las líneas parentales
¼
(AA ó aa)
1/16
(AABB ó aabb)
1/64
(AABBCC ó
aabbcc)
1/4n
Proporción fenotípica de la
F2
1:2:1
1:4:6:4:1
1:6:15:20:15:6:1
(A+a)2n
Dos parámetros determinan la forma de la
distribución:
•la media, 
•la desviación típica
la varianza
 (raíz cuadrada de
2 = [(x-)2]/n)
Caracteres cuantitativos
Segregaciones Transgresivas
Supongamos un carácter para el cual los alelos en
mayúscula de cada loci suman 2 y los minúscula 1
Padres AAbbccDDEE
x
aaBBCCddee
16
AaBbCcDdEe
15
F1
F2
14
AABBCCDDEE AABBCcDDEE ……………………… aaBbccddee
mayor
20
19
11
aabbccddee
10
menor
TIPOS DE POBLACIONES
• Homogéneas
– Homocigotas: Línea pura
– Heterocigotas: F1
• Heterogéneas
– Homocigotas: Mezcla de líneas puras
– Heterocigotas: F2
POBLACIONES GENETICAS
POBLACION HOMOGENEA HOMOCIGOTA
VALOR
aa
aa
aa
aa
BB
BB
BB
BB
cc
cc
cc
cc
DD
DD
DD
DD
12
12
12
12
VARIANZA GENÉTICA = 0; VARIANZA AMBIENTAL = ?
HOMOCIGAS EN MAYUSCULAS = 4 UNIDADES,
HOMOCIGOTAS EN MINUSCULAS = 2 UNIDADES
POBLACIONES GENETICAS
POBLACION HOMOGENEA HETEROCIGOTA
VALOR
aa
aa
aa
aa
Bb
Bb
Bb
Bb
cc
cc
cc
cc
Dd
Dd
Dd
Dd
16
16
16
16
VARIANZA GENÉTICA = 0; VARIANZA AMBIENTAL = ?
HOMOCIGAS EN MAYUSCULAS = 4 UNIDADES,
HOMOCIGOTAS EN MINUSCULAS = 2 UNIDADES
HETEROCIGOTAS = 6 UNIDADES
EN LAS POBLACIONES
HETEROGENEAS
HOMOCIGOTAS
SI NO EXISTEN CRUZAMIENTOS ENTRE LOS
INDIVIDUOS, ESTOS
PASAN SU GENOTIPO COMPLETO
A LA DESCENDENCIA
EN ESTAS POBLACIONES, SOLO ES NECESARIO ESTIMAR
LA VARIANZA GENÉTICA TOTAL
POBLACIONES GENETICAS
POBLACION HETEROGENEA HOMOCIGOTA
VALOR
40%
10%
30%
20%
aa
AA
AA
AA
BB
bb
BB
BB
cc
cc
CC
CC
dd
DD
dd
DD
10
12
14
16
MEDIA = 12,6; VARIANZA GENÉTICA = 6,27; VARIANZA AMBIENTAL = ?
HOMOCIGAS EN MAYUSCULAS = 4 UNIDADES,
HOMOCIGOTAS EN MINUSCULAS = 2 UNIDADES
POBLACIONES GENETICAS
POBLACION HETEROGENEA HETEROCIGOTA
VALOR
10%
40%
20%
30%
Aa
AA
Aa
Aa
BB
Bb
BB
Bb
Cc
Cc
CC
Cc
dd
Dd
dd
dd
18
22
16
20
MEDIA = 19,8; VARIANZA GENÉTICA = 5,73; VARIANZA AMBIENTAL = ?
HOMOCIGAS EN MAYUSCULAS = 4 UNIDADES,
HOMOCIGOTAS EN MINUSCULAS = 2 UNIDADES
HETEROCIGOTAS = 6 UNIDADES
RESUMIENDO
El análisis de los caracteres
cuantitativos permite:
• Determinar el tipo de acción génica.
• Estimar los componentes de la variación
fenotípica
• Estimar parámetros de predicción muy
importantes para el MGV:
– Heredabilidad
– Avance genético
– Respuesta a la selección