Тема 13. Генетика количественных признаков

 

Признак– это любое фенотипически проявляемое свойство организма. Большинство признаков являются генетически обусловленными вариациями, но их выражение может зависеть и от воздействия внешней среды (модификационные признаки). В зависимости от типа генетического контроля различают признаки качественные, количественные, пороговые и др.

Качественныепризнаки, как правило, контролируются одним геном, у которых наблюдается прерывистая изменчивость, описываемая по принципу “есть-нет”, например высокорослый - низкорослый, окрашенный – бесцветный, остистый – безостый.

Признаки количественные (полигенные, мерные)– это признаки, контролируемые суммарным действием большого числа генов, т.е. цифровое выражение результатов измерений, взвешиваний, подсчетов и т.д.

Полигенный контроль и большая вариабельность количественных признаков вследствие действия внешней среды обуславливают их непрерывную изменчивость по принципу “больше-меньше”, т.е. один и тот же признак, присущий разным особям или формам, имеет различную степень выражения.

Пороговые признаки – это определенные полигенные признаки проявляющиеся только при аддитивном (суммарном) действии соответствующих аллелей или при достижении их пороговой величины экспрессии.

К количественным признакам относят хозяйственно ценные (живая масса, удой, настриг шерсти, воспроизводительная способность, скорость роста и т. д.), а так же физиологические признаки. Они характеризуются типичным непрерывным изменением уровня у особей конкретной группы, определяемая как целыми, так и долями единиц их измерения.

К количественным признакам относят также и те, которые имеют прерывистое выражение, например, яйценоскость, плодовитость, ряд физиологических отличий.

В практике животноводства и ветеринарии, в научных исследованиях количественные признаки непрерывного и прерывистого типов изменчивости имеют важное значение, что предопределяет изучение генетических особенностей и закономерностей их изменения.

Большинство хозяйственно-полезных признаков домашних животных относится к группе количественных и имеет постоянно промежуточный тип наследования. Любой количественный признак развивается под влиянием наследственности и различных факторов среды.

Доля участия наследственой изменчивости в фенотипической изменчивости признака называется наследуемостью.

Наследуемостъ характеризуется с помощью коэффициента наследуемости (h²). Абсолютное значение коэффициента наследуемости находится в пределах от 0 до 1.

Степень наследуемости признака можно охарактеризовать также с помощью коэффициента повторяемости (г_w).

Повторяемостью называют способность организма удерживать свои показатели при постоянных условиях и сохранять свой ранг по сравнению с другими животными при изменении условий среды.

Показатели наследуемости используются для определения эффективности отбора в популяции.

Одним из основных показателей, выражающих изменения количественных признаков под влиянием селекции, служит величина селекционного эффекта (R), который показывает эффективность отбора (ответ на отбор).

Он выражается путем сравнения средних величин признака в двух смежных поколениях до и после отбора:

R=X _{потомства отобранных животных} - Х _{популяция}

то есть разница в уровне средней величины признака у потомства, полученного от отобранных родителей, и средним уровнем признака в популяции до отбора родителей.

Если сравнить средний уровень признака у отобранной лучшей группы родителей (X _{отоб..род}.) со средним уровнем признака в популяции (X _попул.), то разность между ними составит так называемый селекционный дифференциал:

Sd==X _{отоб.род}.— X _попул.

Соотношение между величинами R и Sd определено коэффициентом наследуемости h², а именно: R=h²•Sd.

Следовательно, чем больше коэффициент наследуемости признака и селекционный дифференциал, тем выше эффект селекции R, выявляемый у потомства отобранных родителей.

Соотношение селекционного дифференциала (Sd) и фенотипической изменчивости признака (G_p) выражает интен-сивность селекции i, а именно: i=Sd:σ_p. Следовательно, Sd=i*σ_p.

Используя полученное выражение, можно определить теоретический, то есть ожидаемый эффект селекции: R=i / σ_p*h'². Из этого выражения следует, что чем больше интенсивность отбора и коэффициент наследуемости, тем выше эффект селекции.

Интенсивность отбора определяется численностью исходного материала, то есть чем меньше доля отобранных для размножения животных, тем выше интенсивность селекции и выше эфффективность отбора (R).

Повышение коэффициента наследуемости достигается оптимизацией кормления и содержания, что уменьшает вариансу среды (σ²_P) и увеличивает долю генетической вариансы (σ_p ²) в фенотипической изменчивости признака. Это, в свою очередь, повышает h² и эффект селекции.

Коэффициент повторяемости (r_w) используют для прогнозирования количественного признака, оценки животных в ран-нем возрасте. Чем больше величина r_w, то есть чем он ближе к единице, тем выше значение этого коэффициента для суждения о доли влияния наследственности на изменчивость признака и его наследуемость.

Генетический коэффициент корреляции (r_G) позволяет прогнозировать при отборе по одному признаку возможный уровень другого. Он показывает, как оба селекционируемых признака изменяются при проведении отбора по одному из них или при отборе по двум. Зная величину r_G, можно по одному признаку планировать или прогнозировать другой признак. Чем больше величина r_G между двумя признаками, тем эффективнее косвенная селекция, если отбор ведут по одному признаку, а эффект проявляется и по другому, коррелирующему с основным признаком отбора.

Занятие 1. Генетика количественных признаков

Литература. 1,3,4

Вид занятия: лабораторное

Время: 4 часа

Цель занятия: Научиться вычислять коэффициенты наследуемости и повторяемости, определить эффект селекции и целевой стандарт для определенного стада.

Материальное обеспечение: практикум, индивидуальные задания, таблицы.

Содержание и методика проведения занятия.

Задание 1. Вычислите коэффициент корреляции (г) между признаками и определите коэффициент наследуемости (h²).

Лимиты по признаку х = К для ряда х =

Лимиты по признаку у = К для ряда у =

х у

fy

ay

fyay

fya2y

fx

ах

fхaх

fхa2х

I II III IV

h² = 2 г м/д

 

Выводы:

Задание 2. Определите коэффициент повторяемости = r_w (по удою, содержанию жира в молоке и т.д.)

 

Лактация по счету	Порядковые номера коров
3-я

 

Ni

 

Откуда N =;

 

=;

 

=;

 

=

 

=

 

 

 

 

Далее расчеты ведутся по таблице дисперсионного анализа

 

Источники варьирования	Сумма квадратов	Число степеней свободы	Средний квадрат	F факт.	F табл.
Общая изменчивость	C		δ у2		F0,95=
Между группами	C		δ х2	F0,95=
Внутри групп	C		δ z2

V_x = число групп – 1 =ё

 

 

V_z = n – число групп

 

a – число групп

 

Определяем коэффициент повторяемости

Выводы:

 

 

Задание 3. Использование в селекции коэффициента наследуемости. Вычисление эффекта селекции и целевого стандарта.

 

Для определения эффекта селекции необходимо иметь следующие показатели (по удою или % жира и т.д.).

 

- стада (ст.)

 

- селекционного ядра (с.я.)

- матерей отцов (м.о.)

h² – по матерям

h² – по отцам

План ежегодной выбраковки (%)

 

Эффект селекции (Э.С.) определяется по формуле:

 

Sd – селекционный дифференциал

Sd – матерей = _с.я.- _ст.

Sd – отцов = _м.о.- _с.я.

 

Целевой стандарт определяется по формуле _ст.+ Э.С.

 

Э.С. за 1 год зависит от интервала между поколениями, который связан с процентом браковки. При ежегодной браковке 20% животных.

Выполнение задания.

Условие задачи:

 

 

_ст.= h_м² =

_с.я.= h_о² =

_м.о.= браковка %

 

Выводы:

 

Задание 4. Заполните таблицу значениями коэффициентов наследуемости по основным признакам и сделайте выводы об эффективности отбора по этим признакам в зависимости от величины h².

 

Коэффициент наследуемости (h²) признаков

Признаки	h2	Признаки	h2
КРУПНЫЙ РОГАТЫЙ СКОТ
Удой за лактацию		Продолжительность сухостойного периода
Жирность молока		Масса при рождении
Содержание белка в молоке		Убойная масса
Продолжительность лактации		Среднесуточный прирост
СВИНЬИ
Многоплодие		Длина туши
Масса гнезда в 60 дней		Плодовитость
Молочность		Площадь мышечного глазка
Крупноплодность
ОВЦЫ
Настриг грязной шерсти		Тонина шерсти
Выход шерсти (в %)		Молочность
Длина шерсти		Живая масса
Густота шерсти		Плодовитость

Выводы:

 

Подведение итогов 10 мин