Princípios Básicos de Genética Quantitativa

PRINCÍPIOS BÁSICOS DE GENÉTICA QUANTITATIVA Profa MSc Alana Nunes Mendonça Zootecnista Mestre em Nutrição Animal 2023 Características de importância econômica Produção de carne características reprodutivas Herança quantitativa Fenótipo mensurável Valor fenotípico Analisadas por métodos e modelos estatísticos O QUE É GENÉTICA QUANTITATIVA Muitos genes com pequeno efeito individual Agem em conjunto sobre determinada característica Poligenes Fenótipo com expressão contínua Produção de leite Determinadas por muitos genes Poligenes Muito afetadas pelo ambiente Analisadas por meio de estimativa de parâmetros genéticos CARACTERÍSTICAS QUANTITATIVAS Fenótipo expresso em categoria Presença ou não de chifres Determinadas por poucos genes Pouco afetadas pelo ambiente Analisadas por meio de contagens e proporções CARACTERÍSTICAS QUALITATIVAS Características com distribuição contínua Valores sem classe definida Distribuição dos valores fenotípicos observados Aproximase da curva normal DISTRIBUIÇÃO FALCONER 1964 Peso vivo ovinos Romney Marsh Produção leite Ganho de peso Pesos às diferentes idades Idade ao primeiro parto Intervalo de partos Número de ovos Peso dos ovos Espessura do toucinho Produção de lã CARACTERÍSTICAS QUANTITATIVAS São características poligênicas que exibem fenótipos categóricos Dificuldade de parto Ocorrência de prenhez precoce CARACTERÍSTICAS DE LIMIAR Nutrição Manejo Sanidade Meio Ambiente Genótipo Poligenes MODELO GENÉTICO P Valor fenotípico Medida do desempenho do indivíduo para uma determinada característica μ Média da população Valor fenotípico médio de todos os indivíduos da população G Valor genotípico Efeito dos genes individuais ou em combinação do indivíduo sobre o seu desempenho E Desvios de ambiente Efeito de fatores externos ñ genéticos sobre o desempenho do animal MODELO GENÉTICO Exemplo esquemático da contribuição do genótipo e do ambiente para a produção de leite A Efeitos genético aditivo Ação direta de cada alelo herdáveis D Efeito genético de dominância Ação conjunta de alelos no mesmo loco I Efeito de epistasia ou interação Ação conjunta de alelos em diferentes loci EFEITOS GENÉTICOS Seleção Combinações gênicas Quebradas gametogênese Melhoramento Genético Animal Estudo de características quantitativas centrado na variação Partição do fenótipo em componentes atribuíveis à diferentes causas Estudo da variação variância Modelo genético P Variância fenotípica Variância fenotípica Parâmetro que mede a quantidade de variação do fenótipo na população Pressuposições Genótipo e ambiente independentes Ambiente não altera os diversos genótipos observados Composição da variância fenotípica INTERAÇÃO GENÓTIPOAMBIENTE Relação de dependência entre genótipos e ambientes na qual a diferença em desempenho entre dois ou mais genótipos alterase de ambiente para ambiente Diferenças específicas no ambiente têm efeitos diferentes sobre os diversos genótipos Pressuposições Genótipo e ambiente são dependentes População testada em vários ambientes Animais selecionados em ambientes diferentes de onde produzirão seus filhos INTERAÇÃO GENÓTIPOAMBIENTE Mudança na ordem de desempenho dos genótipos em ambientes diferentes Valor de um indivíduo como pai da próxima geração Única parte do valor genotípico que pode ser transmitida de pai para filho herdável Gametas 1 alelo transmitidovez CG ñ herdáveis Valor genético é relacionado com a ação aditiva A dos genes ou seja efeito de cada alelo independente dos outros alelos do genótipo É a soma dos efeitos independentes de todos os genes que o indivíduo possui para aquela característica considerando todos os pares de alelos em cada locos e todos os locos VALOR GENÉTICO ou MÉRITO GENÉTICO Como estimar Usar informações fenotípicas disponíveis 1 Do próprio animal 2 Dos ancestrais e colaterais 3 Da progênie do animal 4 Combinação de todas o que leva ao BLUP BLUP Best Linear Unbiased Prediction Melhor Predição Linear não Viezada Estima o valor genetico aditivo e sugere a integracao da genealogia completa da populacao para incluir as relacoes geneticas entre os individuos VALOR GENÉTICO ADITIVO Quanto maior o número e diversidade de origem das informações maior confiabilidade terá a estimativa A diferença entre os valores genéticos é aditiva Diferença entre AA e Aa é a mesma que entre Aa e aa Diferença é igual a α VALOR GENÉTICO 5 10 15 Genótipos aa Aa AA α 5 10 15 Genótipos aa Aa AA α Ação gênica aditiva cada genealelo provoca um acréscimo no valor fenotípico do indivíduo Específico para cada população Valor relativo 1 loco 2 alelos Se um indivíduo for acasalado ao acaso seu valor genético será duas vezes o desvio da média de sua progênie em relação à média da população VG 2xμprogênieμpopulação VALOR GENÉTICO VG 2xμprogênieμpopulação Média de produção μpopulaçãoValor fenotípicofrequência genotípica μprogênieValor fenotípicofrequência genotípica Desempenho dos animais que estão sendo avaliados Calculada com base nos genótipos de todos os animais da população O valor genotípico G é diferente do valor genético A VALOR GENÉTICO Valor das combinações gênicas DI Utilizada para comparar o mérito genético de animais para várias características Prediz a habilidade de transmissão genética de um animal avaliado como progenitor Expressa na unidade da caráter kg para peso cm para PE e meses para IPP Pode ter sinal positivo ou negativo É a mais acurada avaliação do valor aditivo dos animais para muitos caracteres DEP Diferença Esperada na Progênie Ou Habilidade de Transmissão PTA Predict Transmiting Ability Habilidade predita de transmissão mais utilizado para bovino de leite TA Transmiting Ability Habilidade de transmissão Metade do valor genético do indivíduo com base nas informações do próprio individuo eou de seus parentes DEP ½ VG Indica a capacidade de transmissão genética de determinado indivíduo para uma característica particular DEP Diferença Esperada na Progênie Ou Habilidade de Transmissão Finalidade Classificar e comparar animais Como interpretar um valor de DEP DEP é a diferença esperada entre o desempenho médio dos filhos de um touro e o desempenho médio dos filhos de outro touro com DEP zero base dado que todos os outros fatores sejam iguais DEP é um valor relativo DEP mostra a diferença esperada entre as médias das progênies de diferentes touros Ao comparar DEP de 2 animais não devem ser comparados os valores em si mas sim sua DIFERENÇA DEP Diferença Esperada na Progênie Lembrando DEPs não são uma predição do desempenho da progênie Desempenho depende além do valor genético do ambiente e combinações gênicas DEPs mostram a diferença esperada entre as médias das progênies de diferentes touros DEP é uma expectativa deve sempre vir acompanhada da acurácia O valor absoluto da DEP tem pouco significado Sua utilidade depende da base genética na qual aquela DEP foi obtida e do valor genético da população na qual os animais foram avaliados DEP Diferença Esperada na Progênie A base é o zero Varia de acordo com o modelo estatístico empregado para avaliação e de diversas características dos dados A base pode ser escolhida de forma arbitrária como DEP de um determinado touro DEP média dos animais nascidos em determinado ano A média das DEPs de animais com pais desconhecidos Entre outros BASE GENÉTICA Alterandose a base genética os valores das DEPs também irão mudar Sim mas as diferenças entre as DEP dos animais que foram avaliados em conjunto permanecem as mesmas Não é possível comparar Animais de raças diferentes ou sumários diferentes Animais de uma mesma raça avaliados em programas de avaliação diferentes BASE GENÉTICA Sao estimadas com a inclusao das informacoes de Predicao do Valor Molecular Soma dos marcadores moleculares que influenciam a característica Informacoes de pedigree Desempenho proprio e de progenie dos animais Incremento na acuracia das DEPs DEPG DEP GENÔMICA ACURÁCIA É uma medida que indica a confiabilidade da estimativa da DEP representando o quanto um valor estimado se aproxima do valor real Diretamente relacionada à quantidade de informações sobre um animal considerando dados do desempenho do animal de sua progênie e de todos os animais com os quais ele possui algum grau de parentesco 0 1 Baixas acurácias indicam que a DEP foi obtida com base em pequena quantidade de informação e que pode sofrer alterações na medida que novas informações sejam incluídas na avaliação ACURÁCIA Deve ser usada como uma medida de risco Permite tomar decisões sobre a intensidade de uso de um determinado reprodutor Animais de boas DEP e baixa acurácia podem e devem ser utilizados mas em um número pequeno de acasalamentos Um reprodutor jovem com menor acurácia deverá ser usado com menor intensidade até o mesmo confirmar sua superioridade em avaliação posterior com maior acurácia Específico para cada população Valor relativo 1 loco 2 alelos Se um indivíduo for acasalado ao acaso seu valor genético será duas vezes o desvio da média de sua progênie em relação à média da população VG 2xμprogênieμpopulação VALOR GENÉTICO CÁLCULOS Genótipo Valor Fenotípico Nº de animais AA 500 36 Aa 300 48 aa 200 16 Média da progênie 360 Kg VG DEP Considerar a população abaixo para o cálculo da média da população VG e DEP VALOR GENÉTICO CÁLCULOS VG 2μprogênieμpopulação VALOR GENÉTICO Genótipo Valor Fenotípico Nº de animais Frequência Genotípica AA 500 36 Aa 300 48 aa 200 16 Média da progênie 360 Kg μpopulação Valor fenotípicofrequência genotípica VG 2μprogênieμpopulação Genótipo Valor Fenotípico Nº de animais Frequência Genotípica AA 500 36 36100036 Aa 300 48 48100048 aa 200 16 16100016 Média da progênie 360 Kg VALOR GENÉTICO VG 2μprogênieμpopulação Genótipo Valor Fenotípico Nº de animais Frequência Genotípica AA 500 36 36100036 Aa 300 48 48100048 aa 200 16 16100016 Média da progênie 360 Kg μpopulação 500036300048200016 356 Kg μpopulação Valor fenotípicofrequência genotípica VALOR GENÉTICO VG 2 μprogênieμpopulação Genótipo Valor Fenotípico Nº de animais Frequência Genotípica AA 500 36 36100036 Aa 300 48 48100048 aa 200 16 16100016 Média da progênie 360 Kg VG 2 360356 24 8 Kg DEP VG2 82 4 Kg μpopulação 356 Kg μprogênie 360 Kg VALOR GENÉTICO Touro Valor Fenotípico Valor Genético Efeitos de Combinações Gênicas Efeitos de Ambiente A 210 10 20 B 170 20 100 C 305 5 100 μpopulação 200 Kg Touro A 210 200 A 10 20 20 Kg Touro B 170 200 A 20 100 50 Kg Touro C 305 200 A 5 100 10 Kg Peso ao Sobreano Kg Touro Valor Fenotípico Valor Genético Efeitos de Combinações Gênicas Efeitos de Ambiente A 210 20 10 20 B 170 50 20 100 C 305 10 5 100 Qual touro possui maior Peso ao Sobreano Qual touro deve ser utilizado como reprodutor O que fez com que o touro B maior valor genético apresentasse menor valor fenotípico que os touro A e C Touro C Apresenta maior valor fenotípico Touro B Possui maior valor genético Herdável O ambiente ruim em que ele foi criado Ambiente negativo Peso ao Sobreano Kg Touro Valor Fenotípico Valor Genético Efeitos de Combinações Gênicas Efeitos de Ambiente A 210 20 10 20 B 170 50 20 100 C 305 10 5 100 Touro A DEP 202 10 kg Touro B DEP 502 25 kg Touro C DEP 102 5 kg A média do PS dos filhos provenientes do touro B deve superar em 15 kg 25 10 a média do PS da progênie do touro A Interpretação da DEP dos touros A e B Touro DEP GPND Ordem DEP Acurácia Ordem AC A 994 065 B 650 076 C 530 093 D 770 098 Classificação de touros pelo valor da DEP CLASSIFICAÇÃO dos animais com base na DEP SELEÇÃO dos animais com base na DEP INTENSIDADE DE UTILIZAÇÃO dos animais com base na ACURÁCIA Touro DEP GPND Ordem DEP Acurácia Ordem AC A 994 1º 065 B 650 3º 076 C 530 4º 093 D 770 2º 098 Classificação de touros pelo valor da DEP Nesta situação a média da progênie do touro A deve ser superior às médias das progênies dos outros touros em 344 kg em relação ao touro B 464 kg em relação ao touro C 224 kg em relação ao touro D 344 Classificação de touros pelo valor da Acurácia Touro DEP GPND Ordem DEP Acurácia Ordem AC A 994 1º 065 B 650 3º 076 C 530 4º 093 D 770 2º 098 Touro DEP GPND Ordem DEP Acurácia Ordem AC A 994 1º 065 4º B 650 3º 076 3º C 530 4º 093 2º D 770 2º 098 1º Utilização de touros pelo valor da Acurácia Levando em consideração o valor de acurácia das DEPs o touro D deve ser utilizado com maior intensidade que o touro A Interpretação DEP Touro A DEP 15 kg PD Touro B DEP 10 kg PD Diferença das DEPs de A e B 15 10 25 Considerando um grande número de filhos oriundos do acasalamento de cada um desses indivíduos com fêmeas de méritos genéticos comparáveis a média do PD dos filhos provenientes do touro A deve superar em 25 kg a média da progênie do touro B sob as mesmas condições de reprodução e criação Interpretação DEP Touro A DEP 20 dias IPP Touro B DEP 5 dias IPP Diferença das DEPs 15 dias A média de IPP dos filhos provenientes do touro A deve ser inferior em 15 dias a média da progênie do touro B Neste caso quanto mais negativa melhor Aplicação DEP Touro A DEP 10 kg GPS Touro B DEP 5 kg GPS Diferença das DEPs 10 5 15 kg Os filhos do touro A serão 1 mais pesados que os do touro B se ambos forem acasalados com vacas semelhantes 1 x 30 filhosano x 6 anos vida útil do touro x 52 rendimento 180 filhos a R300 R 5400000 52 rendimento R 2808000 Valor da diferença entre os valores de abate dos filhos dos touros A e B Interpretação DEP Peso ao nascer Peso à desmama 205 dias e sobreano 450 dias Peso adulto 4 a 12 anos Acabamento de carcaça e Área de olho de lombo Conformação musculosidade precocidade Idade ao primeiro parto Período de gestação Perímetro escrotal Interpretação DEP Peso ao nascer DEP baixa Peso à desmama e sobreano DEP alta Peso adulto 4 a 12 anos DEP média Acabamento de carcaça e AOL Média a alta Conformação musculosidade precocidade Altas Idade ao primeiro parto DEP negativa Período de gestação DEP negativa Perímetro escrotal DEP alta Suas informações são ferramentas de seleção de touros para o rebanho Sumários Viabilizar melhor comparação genética de características de importância econômica entre touros TOP localiza o valor de DEP do animal dentro da base genética que ele pertence Indica os melhores animais Quanto menor melhor 0 100 Subsidia as escolhas do criador na definição de conceitos nos acasalamentos na adoção de tecnologias e na melhor utilização dos recursos genéticos do seu rebanho com o objetivo de maximizar a sua produção Sumário Aberdeen Angus CAT Categoria NF DESM nº de filhos avaliados na desmama PN peso ao nascer GND ganho de peso do nascimento a desmama Muitas características avaliadas para determinar o índice final