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IntroducciónIntroducciónyy
Genética CuantitativaGenética Cuantitativa Parte - I Parte - I
Tema : Sistemas Productivos y el Tema : Sistemas Productivos y el Mejoramiento AnimalMejoramiento Animal
Profesor : Guillermo ÁlvarezProfesor : Guillermo Álvarez
Universidad Nacional Mayor de San MarcosUniversidad Nacional Mayor de San MarcosFacultad de Ciencias BiológicasFacultad de Ciencias BiológicasDpt. de Biología Molecular y Genética Dpt. de Biología Molecular y Genética Curso: Genética AnimalCurso: Genética Animal
Mendel 1900
Luis PastuerLuis Pastuer
Watson y Crick 1953
Eventos más relevantes Eventos más relevantes en en
el desarrollo de la el desarrollo de la biotecnologíabiotecnologíaDarwin
Análisis Genético de la Análisis Genético de la Adaptación: Selección Adaptación: Selección
ArtificialArtificial
Recolección y CazaRecolección y Caza
Recolección y CazaRecolección y Caza
Tecnificación de Procesos y Tecnificación de Procesos y Productos en AcuiculturaProductos en Acuicultura
Tecnología y Tecnología y BiotecnologíaBiotecnología
Comercio de Productos Comercio de Productos GenéticosGenéticos
Comercio de Productos Comercio de Productos GenéticosGenéticos
Producción Producción de de
Productos Productos AlimenticiosAlimenticios
Consumo de AlimentoConsumo de Alimento
Consumo per capita (Kg/año) 0 5
16.1 30
- - - -
5 16.1 30
más
Crecimiento PoblacionalCrecimiento Poblacional
Consumo de CarneConsumo de Carne
Contribución del Pescado al Contribución del Pescado al Suministro de Proteína Suministro de Proteína
AnimalAnimal
Producción MundialProducción MundialPesca Extractiva y Pesca Extractiva y
AcuiculturaAcuicultura
Producción Mundial Producción Mundial Pesca SilvestrePesca Silvestre
Acuicultura: Producción de Acuicultura: Producción de China y resto del mundo, China y resto del mundo,
1950-20011950-2001FAO, 2003FAO, 2003
PRODUCCIÓN PERÚPRODUCCIÓN PERÚ
PRODUCE 2008
Investigación en Investigación en AcuiculturaAcuicultura(Sciencie Direct, 2009)(Sciencie Direct, 2009)
13,91651,763 61,046
3,813
244,996
354,067
050,000
100,000150,000200,000250,000300,000350,000400,000
Onchorynchus mykiss Trucha Trucha y GenéticaTrucha y Biotecnología Biotecnología Genética
Genética y Genética y AcuiculturaAcuicultura
BiodiversidadIntroducción y
transferencia deespecies
Sistemas de Producción
Aplicación dela genética
Principios:
• Productivos• Biológicos• Económicos• Matemáticos• Genéticos
Variación Genética
Máximo Rendimiento
Mejoramiento AnimalMejoramiento Animal
Mejoramiento Mejoramiento GenéticoGenético
Manipulación Cromosómica
Genética Cuantitativa
IngenieríaGenéticaHibridación
COMPONENTES DE LA COMPONENTES DE LA VARIANZA FENOTÍPICAVARIANZA FENOTÍPICA
COMPONENTES DE LA COMPONENTES DE LA VARIANZA FENOTÍPICAVARIANZA FENOTÍPICA
FENOTIPO (VP)
=
VARIANZA FENOTIPICA
=CARACTERES CUANTITATIVO
DIFERENCIASGENETICAS
=VARIANZA GENÉTICA
=Vg
DIFERENCIASAMBIENTALES
=VARIANZA AMBIENTAL
=Ve
Mejoramiento AnimalMejoramiento AnimalComponentes de la Varianza FenotípicaComponentes de la Varianza Fenotípica
GENOTIPO
FENOTIPO
GENOTIPO
• Talla• Peso• Resistencia enfermedades• Tolerancia • Rendimiento de carne• Tasa Productiva
FENOTIPO (VP)
=
VARIANZA FENOTIPICA
=CARACTERES CUANTITATIVO
DIFERENCIASGENETICAS
=VARIANZA GENÉTICA
=Vg
DIFERENCIASAMBIENTALES
=VARIANZA AMBIENTAL
=Ve
DISTRIBUCIÓN CONTINUADISTRIBUCIÓN CONTINUA
27
Distribución ContinuaDistribución Continua
Características Características Cualitativas/CuantitativaCualitativas/Cuantitativa
ss Caracteres de grado.Caracteres de grado. Variación continua. Las determinaciones fenotípicas muestran Variación continua. Las determinaciones fenotípicas muestran
un espectrograma.un espectrograma. Control poligenico, los efectos de los genes individuales son Control poligenico, los efectos de los genes individuales son
difícilmente detectables.difícilmente detectables. El análisis es de tipo estadístico, proporcionando cálculos El análisis es de tipo estadístico, proporcionando cálculos
aproximados de los parámetros de las poblaciones.aproximados de los parámetros de las poblaciones. Analiza nivel poblacional: medias y varianzasAnaliza nivel poblacional: medias y varianzas
Caracteres Fenotípicos Caracteres Fenotípicos (marcadores)(marcadores)
MARCADORESMARCADORES MARCADORMARCADOR – Carácter (fenetipo o genetipo) que – Carácter (fenetipo o genetipo) que
puede usarse para identificar puede usarse para identificar
MARCADORES MORFOLÓGICOSMARCADORES MORFOLÓGICOS ((Una característica morfológica que identifica un factor Una característica morfológica que identifica un factor
productivo y que puede ser monitoreada a través de productivo y que puede ser monitoreada a través de ellaella)) - Fenotipo - Fenotipo
MARCADORES MOLECULARESMARCADORES MOLECULARES ((Una secuencia detectable de DNA o una proteína cuya Una secuencia detectable de DNA o una proteína cuya
herencia puede ser monitoreadaherencia puede ser monitoreada ) ) – Genes con efecto – Genes con efecto cuantificable u observable de facil deteccióncuantificable u observable de facil detección
Marcadores MorfológicosMarcadores Morfológicos Relacionadas directamente con índices productivosRelacionadas directamente con índices productivos Son características fenotípicas de fácil identificación Son características fenotípicas de fácil identificación Fácil identificación (Visual: color, tamaño o altura). Fácil identificación (Visual: color, tamaño o altura). MerísticosMerísticos Descriptores de una característicaDescriptores de una característica Reproducible en un amplio rango de ambientesReproducible en un amplio rango de ambientes El marcador sólo tiene sentido cuando está acompañada El marcador sólo tiene sentido cuando está acompañada
de una información apropiadamente documentada y de una información apropiadamente documentada y condiciones ambientales controladascondiciones ambientales controladas
Marcadores MolecularesMarcadores Moleculares
ISOENZIMAS FRACC. PROTEINAS
RPDAs - DNA
AFLPCAPS
(Variación de EST)
Proteínas Fracciones de Proteínas ADN Secuencias
de ADN Genes
Norma de Reacción:Norma de Reacción:Función que describe los fenotipos Función que describe los fenotipos
producidos por un genotipo dado, cuando producidos por un genotipo dado, cuando se evalúa en diferentes ambientesse evalúa en diferentes ambientes
Plasticidad Fenotípica:Plasticidad Fenotípica:Medida de cuán diferentes son los fenotipos Medida de cuán diferentes son los fenotipos
producidos en los diferentes ambientesproducidos en los diferentes ambientes
Mejoramiento animal y vegetal Elección de los mejores progenitores de la
siguiente generación : Experimento de selección
SE EMPLEA...
Depresión endogámica (por cruzamiento de Individuos emparentados).Aumento de homocigosis (consanguinidad).Índices de respuesta potencial a la selección.
PROBLEMAS:
Determinar la parte de la variabilidad fenotípica que es genética:
HEREDABILIDAD
Que ocurre al seleccionar un carácter con los caracteres relacionados:
CORRELACION GENETICA
Fiabilidad de decisiones basadas en primeros registros cuando el carácter se repite:
REPETIBILIDAD
.....PARA SELECCIONAR
LOS REPRODUCTORES
Uno de los factores más importantes en la formulación de planes para la crianza efectiva es el conocimiento de la aportación relativa que brindan los genes al rasgo en estudio
La Heredabilidad (h2) es la proporción de la varianza total fenotípica debida a los efectos de los genes.
Var (g) Var (z)
HEREDABILIDADHEREDABILIDAD
H2 = 2
g 2
z
HEREDABILIDADHEREDABILIDADH²= Vg/VfH²= Vg/Vfh² = Va/Vfh² = Va/Vf
Va >>>>>>>>>>>> ?Va >>>>>>>>>>>> ?
Proporción de la variación fenotípica de una Proporción de la variación fenotípica de una población atribuible a la variación población atribuible a la variación
genotípica entre individuosgenotípica entre individuos
Si toda la variabilidad fenotípica es de naturaleza ambiental, entonces la heredabilidad es cero.
CUANDO ES ALTA O CUANDO ES BAJA LA h2
Si la varianza fenotípica es de naturaleza genética, entonces la heredabilidad, es igual a uno.
ESTIMACIONES DE LA HEREDABILIDAD (h2)
Estatura en los seres humanos 0.65Producción de leche en vacas 0.35Tamaño de la camada en cerdos
0.05Producción de huevos en la gallina 0.10Longitud de la cola en ratones 0.40Tamaño del cuerpo en Drosophila 0.40
Fuente Gardner, et al, 1998
Carácter h2
HEREDABILIDADHEREDABILIDAD Propiedad fundamental: Las Característica Propiedad fundamental: Las Característica
de la población depende de la Vade la población depende de la Va
Factores de variación: Factores de variación: AmbienteAmbiente EdadEdad Método de estimaciónMétodo de estimación
FORMACIÓN DE FORMACIÓN DE FAMILIASFAMILIAS
SELECCIONSELECCION NO SELECCIÓNNO SELECCIÓN = manejo de reproductores = manejo de reproductores Cuidado con la selección no intencional. Si usted Cuidado con la selección no intencional. Si usted
no conoce porque está descartando ciertos no conoce porque está descartando ciertos fenotipos es mejor no seleccionar.fenotipos es mejor no seleccionar.
No significa no hacer NADA. PrevenciónNo significa no hacer NADA. Prevención::
Desovar peces durante toda la época de maturaciónDesovar peces durante toda la época de maturación Desovar peces con todos los tamaños.Desovar peces con todos los tamaños. No descartar los peces de pobrecrecimiento.No descartar los peces de pobrecrecimiento.
RESPUESTA A LA RESPUESTA A LA SELECCIÓNSELECCIÓN
RESPUESTA A LA RESPUESTA A LA SELECCIÓNSELECCIÓN
Selección Selección ArtificialArtificial
POBLACION ORIGINAL MEDIA = P1
NUEVOS PROGENITORES. MEDIA = Pp
CRUZAMIENTO AL AZAR DE LA NUEVA POBLACION MEDIA = P2
La diferencia entre las medias de los progenitores seleccionados y la de la población original genera lo que se llama DIFERENCIAL DE SELECCION
Pp- P1 = P
La diferencia entre la media de la descencia (P2) y la media de la población original (P1) es la respuesta a la selección de los genes que pasan de una generación a la siguiente.
A esta diferencia se le denomina GANANCIA GENÉTICA
P2 – P1 = G
RESPUESTA A LA RESPUESTA A LA SELECCIÓNSELECCIÓN
Como sabemos Como sabemos independientemente de la independientemente de la
estrategia si estamos estrategia si estamos ganando? ganando?
O sea .............Estimar la O sea .............Estimar la respuesta a la selección?respuesta a la selección?
RESPUESTA A LA RESPUESTA A LA SELECCIÓNSELECCIÓN
Control interno y externoControl interno y externo