herdabilidade

Herdabilidade

Prof. Erik Amazonas de Almeida

[email protected]

23.05.2011

Universidade Federal Rural de PernambucoUnidade Acadêmica de Garanhuns

Melhoramento Genético Animal 1 - Zootecnia

2Tuesday, May 24, 2011

mailto:[email protected]




Até agora…

• Herança Mendeliana

• Monogênica / Poligênica


– Frequência, média e variância;

Até agora…


Caracteres Qualitativos Caracteres Quantitativos

Até agora…



Genes AditivosNão aditiva

Até agora…


Herdabilidade 1. Definição‣ Definido por Jay Lush na década de 40:

‣ h2 = extensão na qual as diferenças observadas no desempenho dos animais são devidas à hereditariedade.

‣ h2 = proporção da variância total que é atribuída às diferenças nos valores genéticos dos indivíduos.

‣ h2 = regressão do valor fenotípico (VP) do indivíduo sobre seu valor genético (VG).

‣ h2 = grau de semelhança entre a progênie e seus pais para uma dada característica.

‣ h = medida da força, consistência e acurácia entre o VG e o VP dos indivíduos para uma dada característica de uma população (raiz quadrada da h2).


Herdabilidade 1. Definição

Qual a importância?

A causa da diferença de produção entre dois animais precisa ser definida quanto a origem:

- Genética - Ambiental



Qual a importância?

Quanto da SUPERIORIDADE dos animais será transmitida aos descendentes!



VP = Variação Fenotípica

VG = Variação Genética

VE = Variação Ambiental

VP = VG + VE

VG = VA + VD + VI

Composição da variação fenotípica

ADITIVA DOMINÂNCIA INTERAÇÃO



+ VEVP = VA + VD + VIHerdabilidade representa o quanto as diferenças genéticas entre os indivíduos são responsáveis pela variação Fenotípica observada.

h2 = VA + VD + VI VA + VD + VI + VE

h2 = VG VP

Herdabilidade em sentido AMPLO:



Genes AditivosNão aditiva



Caracteres Quantitativos

Genes Aditivos




h2 = VA VA + VD + VI + VE

h2 = VA VP

Herdabilidade em sentido RESTRITO

ou0 ≤ h2 ≤ 1 h2 = 0 – 100%



h2 = VA VP

‣ Herdabilidade define a importância relativa dos efeitos genéticos na expressão do caráter

‣ h2 = 0 ! A variação do caráter não é genética aditiva. Seleção ineficaz. Isso NÃO significa que os genes são irrelevantes, mas que, na população estudada, não há variação genética nos loci relevantes ou que os ambientes nos quais a população se desenvolveu eram tais que os genótipos diferentes tinham o mesmo fenótipo. Em outras populações ou ambientes, a mesma característica pode ser herdável!!!!

‣ h2 = 1 ! Não há variação ambiental, nem interações alélicas. Valor fenotípico será igual ao valor genotípico. Seleção eficaz.

‣ Se houver herdabilidade (h2 ≠ 0), então, na população avaliada e nos ambientes nos quais os organismos se desenvolveram, as diferenças genéticas influenciaram a variação entre os indivíduos; logo, as diferenças genéticas são significativas para a característica

‣ Principalmente: tem função preditiva para os valores genéticos ! maior confiança do valor fenotípico como referencial para o valor genético.

Â = h2 x P Â = Valor genético

P = Valor fenotípico



ExemploÂ = h2 x P

Â = 0.25 x 100Â = 25

Va l o r G e n é t i c o e fenotípico são sempre e x p r e s s o s c o m o desvios da média da população.



‣ Herdabilidade aumenta quando a variância genética aumenta.

‣ Herdabilidade diminui quando a variância ambiental aumenta.

‣ Logo…

‣ Introdução de animais ⇡ a variância genética e ⇡ h2

‣ Seleção efetiva ⇣ variância genética podendo ⇣ h2

‣ Cossanguinidade ⇣ variância genética ! ⇣ h2


Herdabilidade 2. Exemplos

Falconer & Mackay, 1996


Herdabilidade 3. Consideraçoes!

2. Indivíduos não possuem herdabilidade.Herdabilidade é uma medida estatística da variância populacional.

1. Herdabilidade não indica o quanto da característica é determinada por genes. Herdabilidade lida com variância da população. E se não houver variância?

3. Valores de herdabilidade não são universais nem estáveis.Herdabilidade depende da característica E da população.

4. Alta Herdabilidade não significa que o ambiente não interessa! Herdabilidade é população-dependente. Se o ambiente da população não for variável, então a maior parte da variação no fenótipo não será devido a diferenças ambientais.


Herdabilidade 4. Estimação

Métodos de Estimação da Herdabilidade1. Herdabilidade Efetiva, ou Real:

Razão do ganho genético na progênie e o diferencial de seleção aplicado nos pais:

h2 = ΔG ΔS

ΔG

ΔS



Métodos de Estimação da Herdabilidade2. Herdabilidade com base na semelhança entre parentes:

A semelhança entre pai e filho estima ! da VA da população ! proporção de genes compartilhados.

a. Semelhança entre pais e filhos: análise de regressão, precisa ter os dados dos pais.

b. meio-irmãos (mesmo pai, mães diferentes): análise da variância.

c. irmãos completos.



Semelhança entre Pais e Filhos

a. Semelhança entre pais (x ) e filhos (y):

Análise da Correlação: ou Regressão:

y = a + bx



a. Semelhança entre pais (x ) e filhos (y):

Exemplo em R -

regressão

Semelhança entre Pais e Filhos



Meio-irmãos:

yij = µ + Ri + e

yij = medida fenotípica do caráter na progênie j do reprodutor iµ = média geral, comum a todos indivíduosRi = efeito do reprodutor ie = erro associado ao indivíduo j dentro do reprodutor i

Meio-Irmãos - Análise da Variância



Meio-irmãos: Tabela de análise da variância.

Fonte variação GL SQ QM E(QM)

Entre Reprodutores r - 1 SQR QMR σe2 + k σr2

Dentro da Progenie N - r SQE QME σe2

Total N - 1 SQTotal

yij = µ + Ri + e

k = número médio de progênies por reprodutor (ponderação)




Meio-irmãos: Tabela de análise da variância.


Entre Reprodutores r - 1 SQR QMR σe2 + k σr2


Total N - 1 SQTotal

yij = µ + Ri + e

k = número médio de progênies por reprodutor (ponderação)r = total de reprodutoresN = total da progênie




Meio-irmãos: Exemplo

Touros Nº de filhos

A 8

B 4

C 5

D 6

E 8

yij = µ + Ri + e

r = total de reprodutoresN = total da progênie




Meio-irmãos: Exemployij = µ + Ri + e


A! B! C! D270!282!280!295 1285!275!278!299 2289!280!300!270 3279!258!296!300 4297!265!289!289 5278!278!295!283 6340!283!296!279 7285!248!285!276 8288!270!270!284 9269!281!275!288 10

279 = µ + Ri + e


Entre Touros r - 1 SQR QMR σe2 + k σr2


Total N - 1 SQTotal8427.7739

36

3 1683.27

6744.50

561.09

187.35 187.35

37.37

37.37% ! Semelhança entre pais e filhos



Meio-irmãos: Exemplo


37.37 %



Métodos de Estimação da Herdabilidade

Irmãos completos: + reprodutora (mãe)


Entre Reprodutores

♂♂ - 1 SQs QMs σe2 + k2 σd2 + k3 σs2

Entre Reprodutoras

♀♂ (♀ - 1) SQd QMd σe2 + k2 σd2

Dentro da Progenie ♂ .♀.(k - 1) SQe QMe σe2

Total N - 1 SQTotal

k = total de progênie por Fêmea (reprodutriz) (D ! dam)s = sire ! Reprodutor ♂d= dam ! Reprodutriz ♀


Herdabilidade 5. Uso

‣ Importância relativa dos efeitos genéticos na expressão do caráter

‣ h2 = 0 ! Seleção ineficaz.

‣ h2 = 1 ! Seleção eficaz.

‣ Permite prever o quanto se espera ganhar em produtividade ao longo das gerações a partir

‣ Predição de valores genéticos


Herdabilidade Genes ou ambiente?


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