Sinh học - Di truyền các tính trạng số lượng

DI TRUYỀN CÁC TÍNH TRẠNG SỐ LƯỢNG  Định nghĩa Là những đặc điểm có thể đo lường được, nhưng không thể mô tả và tách các cá thể vào từng nhóm kiểu hình riêng biệt được.  Đặc điểm - Phân bố rời rạc/liên tục trong quần thể (phân phối chuẩn). - Được biểu khiển bởi nhiều/ít gen - Chịu ảnh hưởng nhỏ/lớn bởi các yếu tố môi trường Đường phân phối chuẩn của khối lượng tôm sú trong một ao X = 33,3 g ĐLC= STDEV=5,66 Các đại lượng đặc trưng của phân phối chuẩn - 1s- 2s- 3s +1s +2s +3s 68% 95% 99,7% X X =  xi/n S2 = (xi-x) 2/n-1 Cv = s/x Các hợp phần của biến động di truyền các TT số lượng VP = VG + VE + VGE Với: VP: Sự biến động/biến dị kiểu hình VG: Sự biến động do .. VE: Sự biến động do .. VGE: Sự biến động do tương tác giữa .. Các hợp phần của biến động di truyền các TT số lượng VG = VA + VD + VI VA: Sự biến động của di truyền cộng hợp (additive genetic variance) VD: Sự biến động di truyền tính trội (dominance genetic variance) VI: Sự biến động di truyền át chế (epistatic genetic variance) Các hợp phần của biến động di truyền các TT số lượng  VP = VA + VD + VI + VE + VGE VA • Là tổng của các ảnh hưởng chéo của tất cả các allele tại tất cả locus và xảy ra độc lập. • Không phụ thuộc vào sự tương tác giữa các allele tại cùng một locus hay giữa các locus  có thể di truyền • Được khai thác bằng phương pháp chọn lọc Chọn lọc Hình: Sự khác biệt chọn lọc (S) và phản ứng chọn lọc (R) Các hợp phần của biến động di truyền các TT số lượng  VP = VA + VD + VI + VE + VGE VD  Là do sự tương tác của 2 allele tại mỗi locus .  Không di truyền cho thế hệ con nhưng lại được tạo mới qua mỗi thế hệ  Được khai thác bằng PP lai tạo Các hợp phần của biến động di truyền các TT số lượng  VP = VA + VD + VI + VE + VGE VI  Là do sự tương tác của các allele giữa 2 hay nhiều locus (giữa các locus).  Không di truyền cho thế hệ con nhưng lại được tạo mới qua mỗi thế hệ.  Rất khó xác định VA và sự chọn lọc  Chọn lọc nhằm thay đổi giá trị trung bình của quần thể.  Chọn lọc chỉ khai thác được VA.  Chọn lọc các TT số lượng khó hơn nhiều so với TT chất lượng. Vì sao?  VA được di truyền cho thế hệ sau  dự đoán được giá trị trung bình của thế hệ tiếp theo. Bằng cách nào? VA và sự chọn lọc * Hệ số di truyền Nghĩa rộng: h2 = VG/VP Nghĩa hẹp: h2 = VA/VP  h2 có giá trị từ 0-1. + h2 cao ( 0,25)  sự biến động kiểu hình chủ yếu do VA  chọn lọc. + h2 thấp (< 0,15)  chọn lọc rấr ít hiệu quả. Vì sao? Có nhiều thang phân chia mức độ của h2 VA và sự chọn lọc * Hệ số di truyền h2 = VA/VP h2 không biến mất ở thế hệ sau nhưng có thể thay đổi theo: • Môi trường • Quần thể • Giai đọan phát triển • Thế hệ h2 ở một số tính trạng Lòai cá Tính trạng h2 Rô phi Tăng trọng 49t-cái Tăng trọng 49t-đực 0,1 ± 0,06 0,27 ± 0,07 Cá chép Tăng trọng 0,25-0,38 Chiều cao thân 0,69 No. tia vi lưng 0,46 ± 0,07 Cá nheo KL 60 ngày 0,32 ± 0,61 KL 90 ngày 0,18 ± 0,73 Cá hồi Mẫn cảm với Aeromonas 0,48 ± 0,17 Ứng dụng của h2 * Mức độ đáp ứng với chọn lọc (response to selection, R) R = Sh2 với S: sự khác biệt của chọn lọc (sự khác biệt giữa GT trung bình của đàn bố mẹ được chọn so với GTTB của quần thể). VD: Đàn cá nheo có Wi = 454 g, chọn 50 cá cái (604g) và 40 cá đực (692 g) làm bố mẹ. Dự đoán khối lượng TB của đàn con biết h2 = 0,5? VA và sự chọn lọc * Các phương pháp xác định hệ số di truyền 1. Phân tích quan hệ họ hàng: full-sib, half-sib 2. Phân tích tương quan hồi qui giữa thế hệ bố mẹ và đàn con. 3. Tính hệ số di truyền thực tế h2 = R/S Tương quan hồi qui giữa thế hệ bố mẹ và đàn con Giá trị TB của mỗi gia đình Hệ số di truyền thực tế h2 = R/S VA và sự chọn lọc * Các chương trình chọn lọc 1. Không chọn lọc (no selection) 2. Chọn lọc trực tiếp (directional selection) 3. Chọn lọc nối tiếp (tandem selection) * Các chương trình chọn lọc 1. Không chọn lọc (no selection) Là tránh sự chọn lọc không định hướng • Chọn lọc không định hướng có thể làm thay đổi nguồn gen, mất những gen tốt  giảm năng suất nuôi, sinh sản kém • Thường xảy ra trong các trại giống  biến dị di truyền nhỏ. • Chọn lọc không định hướng không phải luôn luôn gây ảnh hưởng xấu mà đôi khi cần thiết vì đây là những khía cạnh của quá trình thuần hóa. * Các chương trình chọn lọc 1. Không chọn lọc (no selection) Để hạn chế những bất lợi của sự chọn lọc không định hướng, cần phải: • Sinh sản cá trong suốt mùa sinh sản • Cho sinh sản tất cả các kích cỡ cá có thể sinh sản được • Cho sinh sản nhiều cá thể trong mỗi lần sinh sản • Khộng loại bỏ những cá thể có tăng trưởng chậm hoặc những cá thể biểu hiện các đặc điểm sinh dục phụ kém. * Các chương trình chọn lọc 2. Chọn lọc định hướng (directional selection) Là chương trình chọn lọc có mục tiêu có ràng dựa trên một hay nhiều tính trạng (TT). • TT được chọn phải: • thực tiễn & khả thi • ít chịu ảnh hưởng bởi VE • ít chịu tác động của con người (TLS?) • PP xác định, thời gian đo đạt TT. * Các chương trình chọn lọc 2. Chọn lọc định hướng (directional selection) • Xác định những TT có thể chịu ảnh hưởng kéo theo. • Phải có thông tin về TT được chọn của quần thể: X, s, CV, h2. • Quần thể có s và CV càng lớn sẽ có sự khác biệt lớn giữa các cá thể  chọn lọc càng hiệu quả * Các chương trình chọn lọc 3. Chọn lọc nối tiếp (tandem selection) • Là chọn lọc 2 hay nhiều TT không cùng một lúc, khi TT này đạt yêu cầu thì mới chọn đến TT tiếp theo. • Chương trình chọn lọc này đơn giản nhưng không hiệu quả: + Thời gian + Các TT thường có liên quan (ảnh hưởng kéo theo). VD và sự lai tạo • Khi VA nhỏ chọn lọc sẽ không hiệu quả  chọn phương pháp khác để cải thiện Vp  khai thác VD bằng các PP lai. • Không thể đóan trước được kết quả lai. Biến động do sự tương tác kiểu gen và môi trường (VG-E) • VG-E có thể áp dụng trong chọn giống nhằm cải thiện sức sản suất, năng suất. • h2 sẽ khác nhau những trong điều kiện môi trường khác nhau. • VG-E không di truyền nhưng có thể ứng dụng để tạo ra các dòng cá tốt. • Một tính trạng chỉ biểu hiện tốt nhất ở một điều kiện môi trường nhất định.  Cần lưu ý khi chọn một đối tượng nuôi mới. Biến động do môi trường (VE) • VE có thể cải thiện kiểu hình. • VE có thể phá vỡ chương trình chọn giống nếu không được kiểm soát. • Ảnh hưởng của VE phải tách khỏi ảnh hưởng của VG Một số biểu hiện của VE : + Tăng trưởng đột ngột + Tuổi và kích cỡ cá bố mẹ + Kích cỡ trứng. Ảnh hưởng của con mẹ Sebastes melanops