Kvantitativ ärftlighet i fisk: egenskaper och mätning

I denna artikel kommer vi att diskutera om: - 1. Ämnesfråga av kvantitativ arv 2. Egenskaper Egenskaper av kvantitativ arv 3. Mätning.

Ämne av kvantitativ arv:

Efter återupptäckten av Mendels lag genomförde många forskare liknande experiment och fann att det fanns fluktuationer i Mendels arvslagen. Men de var enhälliga att gener arv karaktärer. Gen är en stabil enhet. Den styr individens fenotyp.

En organism som bär den normala genen kallas vildtyp, organismen som bär en ändrad gen kallas en mutant. Till exempel har vildtyp Drosophila ljust röda ögonfärg medan mutant har vitögonfärg. Kroppsfärgen på Cyprinis carpio är grå färg men mutanten har kroppsfärg gyllene. Det här är förekomsten av kvalitativa tecken.

Å andra sidan är kroppsvikt vid ålder eller kroppsvikt av fisk / organismer och mjölkproduktion av ko och längd av fiskar i samma åldersgrupp inte en separat enhet (färg aldrig lika) men är kontinuerligt variabel och därför exempel på kvantitativa tecken. Den kvantitativa egenskapsfenotypen bestäms av alleler av många gener som verkar tillsammans. Fenomena kallas som polygena.

Den kvantitativa karaktären är inte bara under polygenisk (multipel alleler) kontroll men miljön påverkar också kvantitativa egenskaper. Två individer med liknande genotyp om de uppkommer i olika miljöer har en annan kvantitativ fenotyp.

Fiske som har samma genotyp, men om en grupp är uppvuxen i en miljö som har rik matning medan andra grupper är uppfödda i miljön med mindre rikmatad, kommer den tidigare gruppen naturligt att växa snabbare som visar kvantitativ fenotyp. Det är uppenbart att kvantitativa drag skulle bero på genotyp och miljö.

Egenskaper Egenskaper för kvantitativ arv:

Det finns tre karakteristiska särdrag hos kvantitativt arv:

(1) De är kontinuerliga variabla. Det finns ingen distinkt fenotyp i avkomman. Till exempel, om korset är gjort mellan vitt och rött, kommer avkomman att ha kontinuerlig fördelning av färg mellanliggande mellan föräldrarnas färger med olika intensiteter.

(2) Det är polygeniskt i naturen. Den enskilde karaktären styrs av alleler av många olika gener. Befolkningen har ett stort antal olika genotyper och olika genotyper kan ha samma fenotyp.

(3) Miljön påverkar de kvantitativa egenskaperna som beskrivits ovan. När vi använder termen miljö täcker den alla aspekter i vilka organismer interagerar med fysisk och biologisk miljö kring den under dess livstid.

Här är det klart att genotypmiljön också spelar en viktig roll vid utseendet av fenotyp av kvantitativ karaktär. Exemplet är igen citerat att en välmått fisk, Cyprinus carpio kommer att växa snabbare än den dåligt matade karpen oavsett genotypen.

Därför är det uppenbart att miljö och genotyp båda spelar roll vid bestämning av kvantitativ karaktär. Baserat på de undersökningar som gjordes mellan 1903-1918 accepteras att arv av kvantitativa egenskaper följer mendelsk mode.

Mätning av kvantitativ arv:

RA Fisher, en brittisk statistiker, beskrev det biometriska tillvägagångssättet och föreslog att analys av varians och heritabilitet behövs för mätning för kvantitativt arv.

(1) Variansanalys:

Innan vi förstår variansen är det viktigt att veta att det finns en relation mellan medelvärdet (X) och standardavvikelsen (S) i normal fördelningskurva. Det är också nödvändigt att veta att det finns ett samband mellan standardavvikelsen och variansen. Detta förhållande ges som under.

Standardavvikelse kvadrat (S) ² = Varians

Standardavvikelse S = √V

De kvantitativa egenskaperna är kontinuerliga variabla och distribueras normalt.

Den normala distributionsgrafen är klockformad.

Följande är egenskaperna hos den normala fördelningen:

(1) Det är en symmetrisk fördelning.

(2) I normalfördelningen sker medeltalet av populationen (X) vid kurvens topp eller ordinaten vid medelvärdet är den högsta ordinaten. På samma sätt råkar höjden på medelordinaten och höjden av andra ordinater vid olika standardavvikelser från medelvärdet vara ett fast förhållande till medelkoordinatens höjd.

En standardavvikelse från medelvärdet på varje sida är alltid 34.13 av kurvets totala area (68.26) (Fig. 41.1, 2 och 3).

(3) Kurvan är asymptotisk mot baslinjen, vilket indikerar att kontinuiteten ska närma sig men den rör aldrig vid den horisontella axeln.

(4) Standardavvikelsen eller variansen eller (S) ² definierar kurvens spridning. Så om vi undersöker två grafer som har samma medelvärde (X) men visar skillnaden i variansen kan vi avgöra om variansen är mer eller mindre.

(a) Formel för beräkning av varians:

I kvantitativ karaktär är variansen känd som fenotypisk varians och representeras som Vp. Det är väl accepterat verktyg som används i kvantitativ genetik, vilket inkluderar analys av komponenterna i fenotypisk varians.

Vp = Vg + Ve.

Formeln bygger på följande koncept. Den fenotypiska variansen (Vp) har tre tillsatskomponenter: den genetiska variansen (Vg), miljövarianansen (Ve) och interaktionsvarianen (Vi).

Formeln är faktiskt som följer:

Vp = Vg + Ve + Vi.

Vp = fenotypisk varians

Vg = genetisk varians / varians på grund av gener (olika alleler och loci, QTL)

Ve = miljövariation vi har ingen möjlighet att mäta interaktionsvariation Vi antas vanligen vara noll, Så Vp = Vg + Ve.

(a) Hur man beräknar genetisk varians (Vg)?

Varianterna orsakade av gener kan komma från tre olika källor. För det första kan variationen relateras till okomplicerad närvaro eller frånvaro av särskild allel vid kvantitativa egenskaper (QTL). Detta är additiv genetisk varians och betecknas med (Va). Det är viktigast som närvaron eller frånvaron av en viss allel som passeras oförändrad till nästa generation.

För det andra finns det i vissa fall närvaro eller frånvaro av särskild genotyp vid QTL. Exempelvis kan en särskild heterozygot kombination av alleler på ett lokus ge en fördel på en individ med avseende på ett visst drag. Detta kallas som dominant genetisk varians och betecknas som Vd.

Det är mindre hanterbart att enkelt konstgjort urval. För under meios kommer segregering och oberoende sortiment av alleler att äga rum och i nästa generation i stället för samma heterozygotiska kombination (vilket är fördelaktigt) kan en annan kombination förekomma så det finns ingen garanti för arv.

För det tredje produceras genetisk variation genom interaktioner mellan lokaliserad epistatisk eller icke-allelisk interaktionsgenetisk varians, betecknad Vi.

Följaktligen kan den genetiska variansen Vg beräknas med följande formel:

Vg = Va + Vd + Vi

Va = additiv genetisk varians

Vd = dominant genetisk varians

Vi = interaktionsgenetisk varians

Förklaring:

Den genetiska variationen i befolkningen orsakas huvudsakligen på grund av:

(i) Allelisk skillnad i genotypen. De är additiv genetisk varians (Va),

(ii) Den dominansgenetiska variansen (Vd), generna är dominant eller recessiv

(iii) Och genetisk, interaktionsvariation (Vi).

Den genetiska variansen (Vg) kan beräknas genom att subtrahera miljövariationen från variansen hos F2-individerna (Vg = VF2-Ve).

(i) Va beräknas enligt följande:

Den fenotypiska variationen som orsakas av individer beror på olika alleler av gen vid QTL som påverkar fenotypen. Det är viktigaste delen av genetisk variation för akvakultur uppfödaren eftersom närvaron eller frånvaron av särskilda alleler är en karaktär.

Additiv variansen (Va) kan beräknas genom subtraktion av backcross-variansen (VBl och VB2) från F2-variansen med användning av följande formel:

Va = 2 (VF2 - (VB1 + VB2) / 2)

Den dominerande variansen (Vd) är den delen av den fenotypiska variansen som orsakas av individen med olika alleler av gener som påverkar fenotypen. Dominansvarianansen (Vd) är mycket mindre mottaglig för enkelt konstgjort urval eftersom genotypen bryts ner under meios och sätts ihop igen i olika kombinationer i nästa generation.

Därför är det korsning mellan inavlade, höghomozygote linjer som inte garanterar förutsägbar heterozygositet hos avkomman och sådan F _1- hybrid används vanligtvis i växter och djuruppfödning. Utvecklingen av inavlade linjer i vattenlevande organismer är fortfarande i spädbarn, men ploidy manipulationstekniker är ganska framgångsrika.

Den tredje komponenten av genetisk variation produceras genom interaktioner mellan loci och kallas epistatisk eller icke allelisk genetisk interaktionsvariant (Vi). Det innefattar epistas, förbättring, undertryckning etc. Det inkluderar en individ kan vara högt rankad för ett drag eftersom det har särskilda kombinationer av genotyper över två eller flera QTL.

Additiv genetisk varians och dominansvarianitet kan uppskattas genom att mäta avvikelserna hos grupper av individer som har känt genetiskt förhållande. Värdena för dessa variationer kan sedan användas för att göra avdrag för alleler som finns i befolkningen. De två typerna av F _1- kors (F _1- personer korsade med båda uppsättningarna av föräldrar) är särskilt värdefulla för denna typ av analys.

(ii) Dominansvarianansen (Vd) kan beräknas genom subtraktion av tillsatsvarianansen från genetisk varians. I dessa beräkningar ignoreras den interaktiva komponenten.

b) Miljönavvikelsen (Ve) är måttet på fenotypiska skillnader som produceras av olika miljöer, såsom vattenkvalitet, livsmedelskvalitet och kvantitet, temperatur och beständighet i vilken individerna i befolkningen bor. Till exempel växer en godmatad fisk snabbare än en dåligt matad fisk.

Växtens tillväxt kommer att vara mer i jorden där näringsämnena i jorden är mer jämförda med växten där näringsämnena är låga i samma fält. Så det finns fysisk och biologisk miljö på ett nära sätt. Det inkluderar också den cellulära miljön, som är ansvarig för att koda proteinet.

Så miljönivån bör mätas med en genetiskt enhetlig population. Detta kan erhållas genom inavel. Sådan population skulle vara genetiskt densamma och därför Vg = 0. Och all fenotypisk variation måste bero på miljö och därför Vp = Ve.

Om två korsar nämligen P ₁ och P ₁ är korsade med samma genotyp kommer F _1- individerna att vara genetiskt likformiga och den totala fenotypiska variansen är en uppskattning av miljövarianansen. Om man antar att alla populationer uppkommer i samma miljö är miljövariationen medelvärdet av föräldrarnas varians och F ₁ .

Ve = (Vp ¹ + V _p ² + V _F ¹ ) / 3.

2. Ärftlighet:

Andelen av variansen av ett drag som är under genetisk kontroll kallas härdbarheten. Heritabilitet är ett mått på den genetiska komponenten i variansen, och genom denna teknik används den för att förutsäga fenotyperna av avkomma.

Först erhålls medelvärdet och variansen av ett kvantitativt drag från föräldrarnas befolkning, då denna information kan användas för att göra förutsägelse om medelvärdet av fenotypfördelningen i avkomman (generation). Och vi kan bestämma hur starkt fenotypegenskaperna hos avkommorna kommer att likna föräldrarnas fenotyp.

Det finns två ofta använda numeriska åtgärder av ärftlighet. En är heritabilitetskoefficienten (h ² ), även kallad ärftlighet i snäv mening. Den andra är graden av genetisk bestämning (H ² ), även kallad ärftlighet i bredare bemärkelse.

Båda värdena beror på förhållandet mellan den genetiska variansen och fenotypvarianansen, h2 är förhållandet mellan additivvariationen och den totala fenotypiska variansen, och H2 är förhållandet mellan total genetisk varians och total fenotypisk varians.

Följande är formlerna för mätning av ärftligheten:

h ^{2 = Va / Vp}

H2 ^{= Vg / Vp}

Båda dessa värden indikerar att vilken del av variationen i en population är resultatet av genetisk variation? Båda dessa värden varierar teoretiskt från 1 till 0, om värdet är högt visar det sig att stor del av fenotypvariationen är resultatet av genetiska variationer, h ² och H ² har viktiga begränsningar.

Deras värden beräknas för en befolkning i en miljö, så att de inte kan användas för andra generationer av samma befolkning som uppkommer i olika miljöer eller för andra populationer.

Varje population har en annan uppsättning genotyper och kommer att ha en annan andel av den fenotypiska variansen som orsakas av genetisk varians och olika värden på h2 och H2. Ett exempel är citerat för att förklara hur h ² kan användas för att förutsäga avkommans fenotyp.