ereditabilità caratteri quantitativi

Deviazione Standard vs Varianza

• La deviazione standard è espressa nella stessa unità di misura dei dati originali, mentre la varianza è espressa nelle unità di misura elevate al quadrato.
• In una distribuzione normale, il 68.26% dei valori si trova tra µ - σ e µ + σ, il 95.45% tra µ - 2σ e µ + 2σ, e il 99.73% tra µ - 3 σ e µ + 3 σ.
• La variabilità di una popolazione influenza la forma della curva di distribuzione: una bassa variabilità porta a una deviazione standard piccola e una curva stretta intorno alla media, mentre una alta variabilità porta a una deviazione standard grande e una curva più ampia.

Coefficiente di Variabilità

• Il coefficiente di variabilità (CV) è usato per confrontare la variabilità tra due popolazioni con medie diverse.
• CV = (σ / μ) x 100

Genetica Quantitativa

• La variabilità di un carattere quantitativo nelle linee inbred e nei loro ibridi dipende solo da fattori ambientali.
• Per caratterizzare un carattere quantitativo, si determina la media e la deviazione standard tramite un campione rappresentativo della popolazione.
• Linea Pura: gruppo di piante geneticamente uguali e omozigoti a tutti i loci.
• Linee Inbred: ottenute da autofecondazione ripetuta di piante allogame (eterozigoti).

Esperimenti di Johannsen

• Johannsen ipotizzò che le differenze di peso del seme nelle diverse linee pure di una varietà fossero causate dalla genetica, mentre la variabilità entro una linea pura fosse dovuta solo all'ambiente.
• Esperimento 1: semi di diverse dimensioni di una linea pura furono divisi in classi di peso. Le piante cresciute da quei semi producevano semi con un peso medio che corrispondeva alla linea pura di origine, dimostrando che la variabilità iniziale delle dimensioni dei semi non influenzava il peso medio della prossima generazione.
• Esperimento 2: linee pure furono moltiplicate per sei generazioni successive, selezionando i semi più grandi e più piccoli. Il peso medio dei semi in ciascuna linea rimase costante, dimostrando che la selezione entro linea pura è inefficace e la variabilità è legata solo all'ambiente.

Variabilità in F2

• La variabilità in F2 è proporzionale al numero di alleli coinvolti.
• La variabilità di piante F2 con genotipo simile ai parentali è = ¼n, dove n è il numero di geni.
• East (444 piante F2 di Lathyrus odoratus) non trovò alcun fenotipo riconducibile a uno dei genotipi parentali, suggerendo che almeno 5 coppie alleliche fossero coinvolte nella determinazione della lunghezza del fiore.

Variabilità nelle Generazioni Successive

• F2 ha una certa variabilità.
• F3 ha una variabilità uguale o minore rispetto a F2 (le piante F2 possono essere omozigoti o eterozigoti).
• F4 ha la massima variabilità uguale a quella della pianta F3 da cui deriva, perché a ogni ciclo di autofecondazione aumenta l'omozigosi.

Effetti del Genotipo e Ambiente

• Effetti ambientali possono determinare una variazione nel fenotipo, rendendo difficile l'attribuzione del fenotipo a una specifica classe genotipica.
• La possibilità di stabilire una corrispondenza tra genotipo e fenotipo dipende dal numero di geni coinvolti e dall'influenza ambientale.

Ereditabilità dei Caratteri Quantitativi

• Quando un carattere quantitativo è controllato da molti geni, è difficile riconoscere le diverse classi genotipiche a livello fenotipico a causa dell'effetto additivo relativamente piccolo di ogni gene.
• VP = VG + VE
  • VP = varianza fenotipica (o totale)
  • VG = varianza genetica
  • VE = varianza ambientale
• È possibile misurare la varianza fenotipica e suddividerla nelle sue componenti.
• h2N = Va / VP
  • h2N = ereditabilità in senso stretto
  • Va = varianza genetica additiva

Progresso della Selezione

• La conoscenza dell'ereditabilità in senso stretto permette di prevedere il grado di somiglianza tra genitori e discendenza.
• R = h2 S
  • R = risposta alla selezione (o guadagno conseguito con la selezione)
  • S = differenziale di selezione, calcolato su base fenotipica
• Un'ereditabilità maggiore porta a un guadagno maggiore tramite selezione.
• L'ereditabilità in senso stretto considera solo la varianza genetica additiva, non le interazioni (dominanza ed epistasia) che possono venire a mancare nelle progenie degli individui selezionati.

Aumento della Risposta alla Selezione

• È possibile aumentare la risposta alla selezione R:
  • Aumentando il differenziale di selezione (S) - attenzione a non ridurre la base genetica
  • Aumentando l'ereditabilità (h2) - lavorando in un ambiente più uniforme possibile

Conclusione

• È fondamentale partire da un campione ampio e rappresentativo della popolazione di partenza.

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