Genètica i freqüències d'al·lels

Tema 5. Genètica de poblacions

• Genòmica i millora genètica és el tema 5
• La genètica de poblacions estudia la composició genètica d'una població i com canvia amb el temps.

Freqüència gènica, genotípica i fenotípica

• La freqüència d'un al·lel es calcula dividint el nombre de còpies d'un al·lel pel nombre total de còpies d'al·lels en un locus.
• p = f(A) = (2NAA + NAA) / 2N = f(AA) + 1/2 f(Aa)
  • on NAA representa el nombre d'individus AA, i N representa el nombre total d'individus a la població.
• q = f(a) = (2naa + naa) / 2N = f(aa) + 1/2 f(Aa)
  • on naa representa el nombre d'individus aa, i N representa el nombre total d'individus a la població.
• La freqüència genotípica es calcula dividint el nombre d'individus d'un genotips concret pel nombre total d'individus a la població.
• f(AA) = (nº individus AA) / N
• f(Aa) = (nº individus Aa) / N
• f(aa) = (nº individus aa) / N

Les poblacions en espècies autògames

• Una població que es reprodueix per autogàmia està constituïda per individus totalment homozigòtics.
• Si recol·lim la llavor d'un d'ells, tota la descendència estarà formada per individus genèticament idèntics.
• En línies pures, els individus són totalment homozigòtics

Les poblacions en espècies al·lògames: equilibri de Hardy-Weinberg

• Considerem una espècie al·lògama amb freqüències gèniques p i q pels al·lels A i a, respectivament.
• Imaginem que la reproducció sexual crea un núvol de pol·len i un núvol d'òvuls amb les mateixes freqüències dels al·lels.
• La població mantindrà les seves proporcions amb l'equació p² + 2pq + q² = 1.

Assumptions de Hardy-Weinberg Equilibrium

• Sense selecció
• Sense mutació
• Sense migració
• Població gran
• Aparellament aleatori

Preguntes d'examen a l'assignatura de genètica

• Les preguntes proporcionen exemples d'aplicació de la llei de Hardy-Weinberg i conceptes generals de la genètica de poblacions.
  • Dades i solucions correctament proporcionades.

L'equilibri de Hardy-Weinberg

• (Un text sobre la història de la llei.)

Genètica de poblacions

• La genètica de poblacions estudia la composició genètica d'una població i com aquesta canvia amb el temps.
• S'ocupa de la composició genètica d'una població.
• Les freqüències de genotips i al·lels es poden utilitzar per descriure la població.
• La llei de Hardy-Weinberg descriu com la reproducció i els principis mendelians afecten les freqüències al·lèliques i genotípiques.
• La llei de Hardy-Weinberg s'aplica a loci de forma independent.
• La freqüència d'heterozigots és més elevada quan p ≈ q ≈ 0,5.
• Els al·lels rars (freqüència baixa) es troben principalment en heterozigots.

Gats i Hardy-Weinberg

• La població de gats que es va analitzar no compleix l'equilibri de Hardy-Weinberg.

Depressió consanguínia

• Depressió consanguínia: pèrdua del rendiment deguda a l'aparició d'al·lels recessius desfavorables (= deleteris recessius).
• Aquesta pèrdua de rendiment s'observa degut a encreuaments entre genotips propers (individus genealògicament emparentats) o per autofecundació, en espècies al·lògames. No ocorre en plantes autògames.

Depressió consanguínia i vigor híbrid

• El vigor híbrid (o heterosi) és un fenomen que es coneix des de l'Antiguitat.
• El vigor híbrid té un valor agrícola considerable.

Millora genètica d'espècies al·lògames

• Les espècies al·lògates es milloren modificant la composició genètica a través de mètodes diferents.
• Varietats població (selecció massal)
• Varietats híbrides
• Varietats sintètiques

Millora d'al·lògames: selecció massal

• Mètode que selecciona els millors fenotips d'una població original.
• Mètode més antic de millora, però l'eficàcia depèn de l'heretabilitat dels caràcters.
• Inconvenients: No permet seleccionar genotips individuals; permet la hibridació de genotips superiors i inferiors; eficàcia limitada quan l'ambient influeix molt en els caràcters.

Millora d'al·lògames: varietats híbrides

• Obtenció de línies pures (consanguinitat)
• Mesura de l'aptitud combinatòria de les línies.
• Obtenció d'híbrids
• Mescla en pol·linització lliure per formar una nova població heterozigòtica

Millora d'autògames: hipòtesi de partida

• Per obtenir una millora genètica de qualsevol espècie, s'ha de definir un ideotipo (característiques desitjades) i buscar en la variabilitat genètica els caràcters desitjats.
• El programa de millora dependrà de si es disposa dels caràcters en els individus.

1. Selecció massal

• Mètode més primitiu, emprat pels agricultors en espècies que s'utilitza el gra.
• Selecció dels millors individus i barreja de la llavor (sembra) per obtenir la següent generació.
• Resulta en una varietat de tipus població (mescla de línies pures).

2. Selecció individual

• Aquest mètode aprofita la variabilitat en les poblacions no millorades per seleccionar la millor línia pura.
• Selecció d'individus amb bons caràcters, autofecundació, i selecció de nous individus.

3. Millora pel mètode genealògic

• Encreuament de 2 línies pures amb característiques desitjades i selecció recurrent en les generacions.
• Augmenta la homozigosi i l'homogeneïtat fenotípica a mesura que s'avança.

4. Retroencreuament

• El mètode emprat per introduir una característica en un genotip, recuperant el seu genoma original.
• Es basa en creuar un híbrid amb un dels seus parentals.
• Accelera el procés de fixació de l'homozigosi dels al·lels present.

El cas de la resistència al virus de la cullera (TYLCV)

• El virus de la cullera és un Begomovirus.
• Provoca importants pèrdues econòmiques.
• Transmès per la mosca blanca.
• Importància de la resistència al virus de la cullera a través del seu estudi en varietats comercials de tomàquet, identificant gens i localitzacions.

Tema 9. Millora genètica d'espècies autògames

• Les plantes autògames se reproduïxen per autofecundació.
• Els individus d'aquestes poblacions són totalment homozigòtics en totes les generacions.
• Les estratègies de millora en autògames (selecció massal, selecció individual i mètode genealògic) es centren en la conservació d'un bon nombre de plantes.