Kế thừa định lượng ở cá: Đặc điểm và đo lường

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ thảo luận về: - 1. Chủ đề của vấn đề thừa kế định lượng 2. Đặc điểm Đặc điểm của Kế thừa định lượng 3. Đo lường.

Đối tượng của sự kế thừa định lượng:

Sau khi khám phá lại định luật Mendel, nhiều nhà khoa học đã tiến hành các thí nghiệm tương tự và thấy rằng có sự biến động trong luật thừa kế của Mendel. Tuy nhiên, họ đã nhất trí rằng các gen thừa hưởng các nhân vật. Gene là một thực thể ổn định. Nó kiểm soát kiểu hình của cá nhân.

Một sinh vật mang gen bình thường được gọi là loại hoang dã, sinh vật mang gen biến đổi được gọi là đột biến. Ví dụ, loài Drosophila hoang dã có màu mắt đỏ tươi trong khi người đột biến có màu mắt trắng. Màu sắc cơ thể của DETinis Carpio là màu xám nhưng người đột biến có màu cơ thể vàng. Đây là những trường hợp của các nhân vật định tính.

Mặt khác, trọng lượng cơ thể theo tuổi hoặc trọng lượng cơ thể của Cá / sinh vật và sản xuất sữa của bò và chiều dài của cá thuộc nhóm tuổi tương tự không phải là thực thể riêng biệt (màu sắc không bao giờ bằng nhau), do đó, là biến liên tục và do đó, ví dụ về các ký tự định lượng. Kiểu hình đặc điểm định lượng được xác định bởi các alen của nhiều gen hoạt động cùng nhau. Các hiện tượng được gọi là đa gen.

Đặc tính định lượng không chỉ dưới sự kiểm soát đa gen (nhiều alen) mà môi trường cũng ảnh hưởng đến đặc điểm định lượng. Hai cá thể có kiểu gen giống nhau nếu được nuôi trong môi trường khác nhau có kiểu hình định lượng khác nhau.

Ví dụ, các loài cá có kiểu gen giống nhau, nhưng nếu một nhóm được nuôi trong môi trường được nuôi giàu trong khi nhóm khác được nuôi trong môi trường có ít thức ăn, nhóm trước sẽ tự nhiên phát triển nhanh hơn cho thấy kiểu hình định lượng. Rõ ràng là các đặc điểm định lượng sẽ phụ thuộc vào kiểu gen cũng như môi trường.

Đặc điểm Đặc điểm của Kế thừa định lượng:

Có ba đặc điểm đặc trưng của thừa kế định lượng:

(1) Chúng là biến liên tục. Không có kiểu hình khác biệt ở con cái. Ví dụ, nếu con lai được tạo ra giữa trắng và đỏ, con cái sẽ có sự phân bố màu trung gian liên tục giữa các màu của bố mẹ với các cường độ khác nhau.

(2) Nó là đa gen trong tự nhiên. Nhân vật duy nhất được điều khiển bởi các alen của nhiều gen khác nhau. Dân số đang có số lượng lớn các kiểu gen khác nhau và kiểu gen khác nhau có thể có cùng kiểu hình.

(3) Môi trường ảnh hưởng đến các đặc điểm định lượng như mô tả ở trên. Khi chúng ta sử dụng thuật ngữ môi trường, nó bao gồm tất cả các khía cạnh mà sinh vật tương tác với môi trường vật lý và sinh học xung quanh nó trong suốt cuộc đời của nó.

Ở đây, rõ ràng môi trường kiểu gen cũng đóng vai trò quan trọng trong sự xuất hiện của kiểu hình của đặc tính định lượng. Ví dụ một lần nữa được trích dẫn rằng một con cá được nuôi dưỡng tốt, bộ chép cá chép sẽ phát triển nhanh hơn so với cá chép được cho ăn kém, không phân biệt kiểu gen.

Do đó, người ta xác định rằng môi trường và kiểu gen đều đóng vai trò quyết định tính chất định lượng. Dựa trên các nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ 1903-1918, người ta chấp nhận rằng sự kế thừa các đặc điểm định lượng theo thời trang Mendel.

Đo lường kế thừa định lượng:

RA Fisher, một nhà thống kê người Anh, đã mô tả phương pháp sinh trắc học và cho rằng Phân tích phương sai và Di truyền là cần thiết để đo lường sự kế thừa định lượng.

(1) Phân tích phương sai:

Trước khi hiểu phương sai, điều cần thiết là phải biết rằng có mối quan hệ giữa giá trị trung bình (X) và độ lệch chuẩn (S) trong đường cong phân phối bình thường. Cũng cần phải biết rằng có một mối quan hệ giữa độ lệch chuẩn và phương sai. Mối quan hệ này được đưa ra như dưới.

Bình phương độ lệch chuẩn (S) ² = Phương sai

Độ lệch chuẩn S = V

Các đặc điểm định lượng là biến liên tục và phân phối bình thường.

Biểu đồ phân phối bình thường có hình chuông.

Sau đây là các đặc điểm của phân phối bình thường:

(1) Đó là một phân phối đối xứng.

(2) Trong phân bố bình thường, giá trị trung bình của dân số (X) xảy ra ở đỉnh của đường cong hoặc tọa độ tại giá trị trung bình là tọa độ cao nhất. Tương tự chiều cao của tọa độ trung bình và chiều cao của các tọa độ khác ở các độ lệch chuẩn khác nhau so với giá trị trung bình xảy ra là một mối quan hệ cố định với chiều cao của tọa độ trung bình.

Một độ lệch chuẩn so với giá trị trung bình ở mỗi bên luôn là 34, 13 trên tổng diện tích (68, 26) của đường cong (Hình 41.1, 2 & 3).

(3) Đường cong không có triệu chứng với đường cơ sở, biểu thị sự liên tục để tiếp cận nhưng nó không bao giờ chạm vào trục ngang.

(4) Độ lệch chuẩn hoặc phương sai hoặc (S) ² xác định độ lây lan của đường cong. Vì vậy, nếu chúng ta kiểm tra hai biểu đồ có cùng giá trị trung bình (X) nhưng cho thấy sự khác biệt của phương sai, chúng ta có thể kết luận liệu phương sai có nhiều hay ít.

(a) Công thức tính phương sai:

Trong đặc tính định lượng, phương sai được gọi là phương sai kiểu hình và được biểu diễn dưới dạng Vp. Nó là công cụ được chấp nhận tốt được sử dụng trong di truyền định lượng, bao gồm phân tích các thành phần của phương sai kiểu hình.

Vp = Vg + Ve.

Công thức dựa trên khái niệm sau. Phương sai kiểu hình (Vp) có ba thành phần phụ: phương sai di truyền (Vg), phương sai môi trường (Ve) và phương sai tương tác (Vi).

Công thức thực sự là như sau:

Vp = Vg + Ve + Vi.

Vp = phương sai kiểu hình

Vg = phương sai / phương sai di truyền do gen (các alen và locus khác nhau, QTL)

Ve = phương sai môi trường; chúng ta không có cách nào để đo phương sai tương tác Vi, nó thường được coi là 0, vì vậy Vp = Vg + Ve.

(a) Làm thế nào để tính toán phương sai di truyền (Vg)?

Các biến thể gây ra bởi gen có thể đến từ ba nguồn khác nhau. Thứ nhất, sự biến đổi có thể liên quan đến sự hiện diện đơn giản hoặc vắng mặt của các alen cụ thể tại vị trí đặc điểm định lượng (QTL). Đây là phương sai di truyền phụ gia và ký hiệu là (Va). Điều quan trọng nhất là sự hiện diện hay vắng mặt của một alen cụ thể được truyền không thay đổi cho thế hệ tiếp theo.

Thứ hai, trong một số trường hợp có sự hiện diện hoặc vắng mặt của kiểu gen cụ thể tại QTL. Ví dụ, một tổ hợp dị hợp tử đặc biệt của các alen tại một locus có thể mang lại lợi thế cho một cá thể đối với một đặc điểm cụ thể. Điều này được gọi là phương sai di truyền trội và ký hiệu là Vd.

Nó ít quản lý để lựa chọn nhân tạo đơn giản. Bởi vì trong quá trình phân ly meiosis và phân loại alen độc lập sẽ diễn ra và ở thế hệ tiếp theo thay vì cùng một tổ hợp dị hợp tử (thuận lợi), sự kết hợp khác nhau có thể xuất hiện do đó không có sự đảm bảo về sự di truyền.

Thứ ba, biến thể di truyền được tạo ra bởi sự tương tác giữa các locus được gọi là phương sai di truyền tương tác epistatic hoặc không allelic, ký hiệu là Vi.

Do đó phương sai di truyền Vg có thể được tính theo công thức sau:

Vg = Va + Vd + Vi

Va = phương sai di truyền phụ gia

Vd = phương sai di truyền trội

Vi = phương sai di truyền tương tác

Giải trình:

Sự khác biệt di truyền trong dân số được gây ra chủ yếu là do:

(i) Sự khác biệt allelic trong kiểu gen. Chúng là phương sai di truyền phụ gia (Va),

(ii) Phương sai di truyền thống trị (Vd), gen là trội hoặc lặn

(iii) Và di truyền, phương sai tương tác (Vi).

Phương sai di truyền (Vg) có thể được tính bằng cách trừ phương sai môi trường khỏi phương sai của các cá thể F ₂ (Vg = VF ₂ -Ve).

(i) Va được tính như sau:

Sự biến đổi kiểu hình được gây ra bởi các cá nhân là do các alen khác nhau của gen tại QTL có ảnh hưởng đến kiểu hình. Đây là yếu tố quan trọng nhất của biến thể di truyền cho người gây giống nuôi trồng thủy sản vì sự hiện diện hay vắng mặt của các alen cụ thể là một đặc điểm.

Phương sai cộng gộp (Va) có thể được tính bằng cách trừ phương sai backcross (VB ₁ và VB ₂ ) khỏi phương sai F ₂ bằng công thức sau:

Va = 2 (VF ₂ - (VB ₁ + VB ₂ ) / 2)

Phương sai chi phối (Vd) là một phần của phương sai kiểu hình gây ra bởi cá thể có các alen khác nhau của gen ảnh hưởng đến kiểu hình. Phương sai thống trị (Vd) ít phù hợp hơn với lựa chọn nhân tạo đơn giản vì kiểu gen bị phá vỡ trong quá trình phân bào và kết hợp lại trong các kết hợp khác nhau trong thế hệ tiếp theo.

Do đó, lai giữa các dòng thuần, các dòng đồng hợp tử cao không đảm bảo tính dị hợp tử có thể dự đoán được ở con cái và lai F ₁ như vậy thường được sử dụng trong thực vật và chăn nuôi. Sự phát triển của các dòng tự nhiên trong các sinh vật dưới nước vẫn còn ở giai đoạn sơ khai nhưng các kỹ thuật thao tác mềm dẻo khá thành công.

Thành phần thứ ba của biến thể di truyền được tạo ra bởi sự tương tác giữa các locus và được gọi là phương sai tương tác di truyền epistatic hoặc không alen (Vi). Nó bao gồm nhận thức, tăng cường, triệt tiêu, v.v ... Nó bao gồm một cá thể có thể được xếp hạng cao cho một tính trạng vì nó sở hữu các tổ hợp kiểu gen đặc biệt qua hai hoặc nhiều QTL.

Phương sai di truyền phụ gia và phương sai thống trị có thể được ước tính bằng cách đo lường phương sai của các nhóm cá nhân có mối quan hệ di truyền đã biết. Các giá trị của các phương sai này sau đó có thể được sử dụng để suy luận về các alen có trong quần thể. Hai loại lai F _{1 (} cá thể F ₁ lai với cả hai bộ bố mẹ) đặc biệt có giá trị cho loại phân tích này.

(ii) Phương sai thống trị (Vd) có thể được tính bằng cách trừ phương sai cộng gộp khỏi phương sai di truyền. Trong các tính toán này, thành phần tương tác bị bỏ qua.

(b) Phương sai môi trường (Ve) là thước đo của sự khác biệt về kiểu hình được tạo ra bởi các môi trường khác nhau như chất lượng nước, chất lượng và số lượng thực phẩm, nhiệt độ và mật độ thả trong đó các cá thể trong quần thể sinh sống. Ví dụ, một con cá được nuôi dưỡng tốt sẽ phát triển nhanh hơn một con cá được cho ăn kém.

Sự phát triển của cây sẽ nhiều hơn trong đất nơi mà các chất dinh dưỡng trong đất nhiều hơn so với cây có chất dinh dưỡng thấp trong cùng một lĩnh vực. Vì vậy, có môi trường vật lý và sinh học tương tác một cách chặt chẽ. Nó cũng bao gồm môi trường tế bào, chịu trách nhiệm mã hóa protein.

Vì vậy, phương sai môi trường nên được đo bằng cách sử dụng quần thể đồng nhất về mặt di truyền. Điều này có thể thu được bằng cách cận huyết. Quần thể như vậy sẽ giống nhau về mặt di truyền và do đó Vg = 0. Và tất cả các biến đổi kiểu hình phải do môi trường và do đó Vp = Ve.

Nếu hai con lai là P ₁ và P ₁ được lai có cùng kiểu gen thì các cá thể F ₁ sẽ đồng nhất về mặt di truyền và tổng phương sai kiểu hình là ước tính của phương sai môi trường. Giả sử rằng tất cả các quần thể được nuôi trong cùng một môi trường, phương sai môi trường là trung bình của phương sai của cha mẹ và F ₁ .

Ve = (Vp ¹ + V _p ² + V _F ¹ ) / 3.

2. Di truyền:

Tỷ lệ phương sai của một tính trạng nằm dưới sự kiểm soát di truyền được gọi là khả năng di truyền. Di truyền là thước đo thành phần di truyền của phương sai, và thông qua kỹ thuật này, nó được sử dụng để dự đoán các kiểu hình của con cái.

Vì vậy, đầu tiên giá trị trung bình và phương sai của một đặc điểm định lượng được lấy từ quần thể bố mẹ sau đó thông tin này có thể được sử dụng để đưa ra dự đoán về giá trị trung bình của phân bố kiểu hình ở thế hệ con (thế hệ). Và chúng ta có thể xác định các đặc điểm kiểu hình của con cái sẽ giống với kiểu hình của bố mẹ như thế nào.

Có hai biện pháp di truyền được sử dụng rộng rãi. Một là hệ số khả năng di truyền (h ² ), còn được gọi là khả năng di truyền theo nghĩa hẹp. Khác là mức độ xác định di truyền (H ² ), còn được gọi là khả năng di truyền theo nghĩa rộng hơn.

Cả hai giá trị đều phụ thuộc vào tỷ lệ của phương sai di truyền với phương sai kiểu hình, h ² là tỷ lệ của phương sai cộng gộp với tổng phương sai kiểu hình và H ² là tỷ lệ của tổng phương sai di truyền so với tổng phương sai kiểu hình.

Sau đây là các công thức đo lường khả năng di truyền:

h ^{2 = Va / Vp}

H ^{2 = Vg / Vp}

Cả hai giá trị này chỉ ra rằng phần nào của biến thể trong quần thể là kết quả của biến dị di truyền? Cả hai giá trị này về mặt lý thuyết thay đổi từ 1 đến 0, nếu giá trị cao cho thấy phần lớn biến thể kiểu hình là kết quả của các biến thể di truyền, h ² và H ² có những hạn chế quan trọng.

Giá trị của chúng được tính cho một dân số trong một môi trường, vì vậy chúng không thể được sử dụng cho các thế hệ khác có cùng dân số được nuôi trong các môi trường khác nhau hoặc cho các quần thể khác.

Mỗi quần thể có một bộ kiểu gen khác nhau và sẽ có một tỷ lệ khác nhau về phương sai kiểu hình gây ra bởi phương sai di truyền và các giá trị khác nhau của h ² và H ² . Một ví dụ được trích dẫn để giải thích cách h ² có thể được sử dụng để dự đoán kiểu hình của con cái.