Kvantitativ arv i fisk: Egenskaper og måling
I denne artikkelen vil vi diskutere om: - 1. Emne-Matter av kvantitativ arv 2. Egenskaper Egenskaper av kvantitativ arv 3. Måling.
Emne for kvantitativ arv:
Etter gjenoppdagelsen av Mendels lov utførte mange forskere lignende eksperimenter og fant ut at det var svingninger i Mendels arvavtale. Imidlertid var de enstemmige at arene arvet karakterer. Gen er en stabil enhet. Det styrer individens fenotype.
En organisme som bærer det normale genet kalles villtype, organismen som bærer et endret gen kalles en mutant. For eksempel har villtype Drosophila lyse røde øyenfarge mens mutant har hvit-øyenfarge. Kroppsfarge på Cyprinis carpio er grå farge, men mutanten har kroppsfarge gylden. Dette er tilfeller av kvalitative tegn.
På den annen side er kroppsvekten ved alder eller kroppsvekten av fisk / organismer og melkeproduksjon av ku og lengde av fisk av samme aldersgruppe ikke diskret enhet (fargen aldri være lik), men er kontinuerlig variabel og derfor Eksempler på kvantitative tegn. Den kvantitative egenskapsfenotypen bestemmes av alleler av mange gener som virker sammen. Fenomenet kalles polygenisk.
Den kvantitative karakteren er ikke bare under polygenisk (multiple alleler) kontroll, men miljøet påvirker også kvantitativ egenskapen. To personer med lignende genotype hvis oppdratt i forskjellige miljøer har en annen kvantitativ fenotype.
F.eks. Har fisk som har samme genotype, men hvis en gruppe er oppdratt i miljø som har rik mat, mens andre grupper blir oppdrettet i miljøer med mindre riket matet, vil den tidligere gruppen naturlig vokse raskere og vise kvantitativ fenotype. Det er klart at kvantitative egenskaper vil avhenge av genotype og miljø.
Egenskaper Egenskaper for kvantitativ arv:
Det er tre karakteristiske trekk ved kvantitativ arv:
(1) De er kontinuerlig variabel. Det er ingen forskjellig fenotype i avkom. For eksempel, hvis korset er gjort mellom hvitt og rødt, vil avkommet ha kontinuerlig fordeling av fargemell mellom foreldrenees farger med forskjellige intensiteter.
(2) Det er polygenisk i naturen. Den enkelte karakter styres av alleler av mange forskjellige gener. Befolkningen har stort antall forskjellige genotyper og forskjellig genotype kan ha samme fenotype.
(3) Miljøet påvirker de kvantitative egenskapene som beskrevet ovenfor. Når vi bruker begrepet miljø, dekker det alle aspekter i hvilke organismer interagerer med fysisk og biologisk miljø rundt det i løpet av livet.
Her er det klart at genotype-miljøet også spiller en viktig rolle i utseendet av fenotype av kvantitativ karakter. Eksemplet er igjen sitert at en godt matet fisk, cyprinus carpio vil vokse raskere enn den dårlig matte karpe, uavhengig av genotype.
Derfor er det etablert at miljø og genotype begge spiller en rolle i bestemmelsen av kvantitativ karakter. Basert på undersøkelsene som ble gjort mellom 1903-1918, er det akseptert at arv av kvantitative egenskaper følger mendelisk mote.
Måling av kvantitativ arv:
RA Fisher, en britisk statistiker, beskrev den biometriske tilnærmingen og foreslo at analyse av varians og arvelighet er nødvendig for måling for kvantitativ arv.
(1) Variansanalyse:
Før du forstår variansen, er det viktig å vite at det er forhold mellom gjennomsnittlig (X) og standardavvik (S) i normalfordelingskurven. Det er også nødvendig å vite at det er et forhold mellom standardavviket og variansen. Dette forholdet er gitt som under.
Standardavviksfirkant (S) 2 = Varians
Standardavvik S = √V
De kvantitative egenskapene er kontinuerlig variable og distribueres normalt.
Den normale fordelingsgrafen er klokkeformet.
Følgende er kjennetegnene til den normale fordeling:
(1) Det er en symmetrisk fordeling.
(2) I normalfordelingen forekommer gjennomsnittet av befolkningen (X) ved kurvens topp eller ordinaten ved middel er høyest ordinat. På samme måte er høyden på den gjennomsnittlige ordinaten og høyden til andre ordinater ved forskjellige standardavvik fra middelene et fast forhold til høyden av middelordinaten.
En standardavvik fra gjennomsnittet på hver side er alltid 34, 13 av kurvenes totale areal (68, 26) (figurene 41.1, 2 og 3).
(3) Kurven er asymptotisk til basislinjen, som indikerer at kontinuiteten nærmer seg, men den berører aldri den horisontale akse.
(4) Standardavviket eller variansen eller (S) 2 definerer kurvens spredning. Så hvis vi undersøker to grafer som har samme gjennomsnitt (X), men viser forskjellen i variansen, kan vi konkludere om variansen er mer eller mindre.
(a) Formel for beregning av variasjon:
I kvantitativ karakter er variansen kjent som fenotypisk varians og er representert som Vp. Det er godt akseptert verktøy som brukes i kvantitativ genetikk, som inkluderer analyse av komponentene av fenotypisk varians.
Vp = Vg + Ve.
Formelen er basert på følgende konsept. Fenotypisk varians (Vp) har tre additivkomponenter: den genetiske variansen (Vg), miljøvarianansen (Ve) og interaksjonsvarianansen (Vi).
Formelen er faktisk som følger:
Vp = Vg + Ve + Vi.
Vp = fenotypisk varians
Vg = genetisk varians / varianse på grunn av gener (forskjellige alleler og loci, QTL)
Ve = miljøvariasjon; Vi har ingen måte å måle interaksjonsvariasjon Vi, det antas vanligvis å være null, så Vp = Vg + Ve.
(a) Slik beregner du genetisk variasjon (Vg)?
Variasjoner forårsaket av gener kan komme fra tre forskjellige kilder. For det første kan variasjonen være relatert til rettferdig tilstedeværelse eller fravær av bestemt allel ved kvantitativt trekksted (QTL). Dette er additiv genetisk varians og betegnet ved (Va). Det er viktigst som tilstedeværelsen eller fraværet av en bestemt allel som overføres uendret til neste generasjon.
For det andre er det i noen tilfeller nærvær eller fravær av spesiell genotype hos QTL. For eksempel kan en bestemt heterozygot kombinasjon av alleler på et sted gi en fordel på et individ med hensyn til et bestemt trekk. Dette kalles som dominerende genetisk varians og betegnes som Vd.
Det er mindre håndterbart å enkelt kunstig utvelgelse. Fordi under meiosis vil segregering og uavhengig utvalg av alleler finne sted, og i neste generasjon i stedet for den samme heterozygotiske kombinasjonen (som er fordelaktig), kan det forekomme forskjellig kombinasjon derfor er det ingen garanti for arv.
For det tredje frembringes genetisk variasjon ved interaksjoner mellom loci kalt epistatisk eller ikke-allelisk interaksjonsgenetisk varians, betegnet av Vi.
Derfor kan den genetiske variansen Vg beregnes med følgende formel:
Vg = Va + Vd + Vi
Va = additiv genetisk varians
Vd = dominant genetisk varians
Vi = interaksjon genetisk varianse
Forklaring:
Den genetiske variansen i befolkningen skyldes hovedsakelig på grunn av:
(i) Allelisk forskjell i genotypen. De er additiv genetisk varians (Va),
(ii) Den dominante genetiske variansen (Vd), gener er dominant eller resessiv
(iii) Og genetisk, interaksjonsvariasjon (Vi).
Den genetiske variansen (Vg) kan beregnes ved å subtrahere miljøvarianen fra variansen av F2-individene (Vg = VF2-Ve).
(i) Va beregnes som følger:
Fenotypisk variasjon som er forårsaket av individer skyldes forskjellige alleler av gen ved QTL som påvirker fenotypen. Det er viktigste elementet i genetisk variasjon for akvakulturoppdretteren fordi tilstedeværelsen eller fraværet av bestemte alleler er et tegn.
Additive variansen (Va) kan beregnes ved å subtrahere backcross variansen (VB 1 og VB 2 ) fra F 2 variansen ved å bruke følgende formel:
Va = 2 (VF 2 - (VB 1 + VB 2 ) / 2)
Den dominerende variansen (Vd) er den delen av fenotypisk varians forårsaket av individ som har forskjellige alleler av gener som påvirker fenotypen. Dominansvariancen (Vd) er mye mindre mottagelig for enkelt kunstig utvelgelse fordi genotypen brytes ned under meiosis og settes sammen igjen i forskjellige kombinasjoner i neste generasjon.
Derfor krysser mellom innavlede, høyt homozygote linjer, garanterer ikke forutsigbar heterozygositet i avkommet, og slik F 1- hybrid blir ofte brukt i planter og dyreavl. Utviklingen av innavlede linjer i vannlevende organismer er fortsatt i barndom, men ploidy manipulasjonsteknikker er ganske vellykkede.
Den tredje komponenten av genetisk variasjon er produsert ved interaksjoner mellom loci og kalles epistatisk eller ikke-allelisk genetisk interaksjonsvariasjon (Vi). Det inkluderer epistase, forbedring, undertrykkelse, etc. Det inkluderer et individ kan være høyt rangert for en egenskap som det har spesielle kombinasjoner av genotyper over to eller flere QTL.
Additiv genetisk varians og dominansvariasjon kan estimeres ved å måle avvikene fra grupper av individer som har kjent genetisk forhold. Verdiene av disse avvikene kan da brukes til å gjøre fradrag om alleler som er tilstede i befolkningen. De to typer F 1 kryss (F 1 personer krysset med begge sett med foreldre) er spesielt verdifulle for denne typen analyse.
(ii) Dommansvarianansen (Vd) kan beregnes ved å subtrahere additivvarianen fra genetisk varians. I disse beregningene ignoreres den interaktive komponenten.
b) Miljøvarianansen (Ve) er målet for fenotypiske forskjeller som produseres av forskjellige miljøer som vannkvaliteten, matkvaliteten og kvantiteten, temperaturen og strømpenheten der individene i befolkningen lever. For eksempel vokser en godt matet fisk raskere enn en dårlig matet fisk.
Veksten av plantene vil være mer i jorden der næringsstoffene i jorden er mer i forhold til anlegget der næringsstoffene er lave i samme felt. Så, det er fysisk og biologisk miljø interaksjon på tett måte. Det inkluderer også det cellulære miljøet, som er ansvarlig for koding av proteinet.
Så miljøvariasjonen må måles ved hjelp av en genetisk enhetlig befolkning. Dette kan oppnås ved innavl. Slike populasjoner ville være genetisk like og derfor Vg = 0. Og all fenotypisk variasjon må skyldes miljø og derfor Vp = Ve.
Hvis to krysser nemlig P 1 og P 1 krysses med samme genotype, vil F 1- individene være genetisk likformige, og den totale fenotypiske variansen er et estimat av miljøvariasjonen. Forutsatt at alle befolkningene blir oppvokst i samme miljø, er miljøvariasjon gjennomsnittet av foreldrenes varians og F 1 .
Ve = (Vp 1 + V p 2 + V F 1 ) / 3.
2. Heritabilitet:
Andelen av variansen av en egenskap som er under genetisk kontroll kalles heritability. Heritabilitet er et mål på den genetiske komponenten av variansen, og gjennom denne teknikken brukes den til å forutsi fenotyper av avkom.
Så først blir gjennomsnittet og variansen av et kvantitativt trekk hentet fra foreldrepopulasjonen, så kan denne informasjonen brukes til å foreta forutsigelse om gjennomsnittet av fenotypisk fordeling i avkom (generasjon). Og vi kan bestemme hvor sterkt fenotypegenskapene til avkomene vil ligne foreldres fenotype.
Det finnes to mye brukte numeriske tiltak av arvelighet. Den ene er arvelighetskoeffisienten (h 2 ), også kalt arvelighet i smal forstand. Den andre er graden av genetisk bestemmelse (H 2 ), også kalt arvelighet i bredere forstand.
Begge verdiene avhenger av forholdet mellom den genetiske variansen og fenotypevariansen, h2 er forholdet mellom additivvarianansen og den totale fenotypiske variansen, og H2 er forholdet mellom total genetisk varians og total fenotypisk varians.
Følgende er formlene for måling av arvelighet:
h 2 = Va / Vp
H 2 = Vg / Vp
Begge disse verdiene indikerer at hvilken del av variasjonen i en befolkning er et resultat av genetisk variasjon? Begge disse verdiene varierer teoretisk fra 1 til 0, hvis verdien er høy, viser det seg at stor del av fenotypisk variasjon er et resultat av genetiske variasjoner, h 2 og H 2 har viktige begrensninger.
Deres verdier er beregnet for en befolkning i ett miljø, slik at de ikke kan brukes til andre generasjoner av samme befolkning oppdratt i forskjellige miljøer eller for andre befolkninger.
Hver populasjon har et annet sett av genotyper og vil ha en annen andel av fenotypisk varians forårsaket av genetisk varians og forskjellige verdier av h 2 og H 2 . Et eksempel er citerte for å forklare hvordan h 2 kan brukes til å forutsi fenotypen til avkommet.
