RESUMO 1 – CARÁTER QUANTITATIVO

INTRODUÇÃO

Os caracteres de maior importância econômica e agrícola são geralmente de natureza quantitativa. Esses caracteres são controlados por muitos genes e muito influenciados pelo ambiente.

No estudo da herança de caracteres quantitativos a média de um conjunto de indivíduos será uma medida mais confiável, pois os efeitos do ambiente tende a se cancelar. Outra medida que torna os dados mais confiáveis é a variância do conjunto de dados.

CONTROLE GENÉTICO DE UM CARÁTER

Os fatores que controlam a expressão de um caráter são:

a) Número de genes: quanto maior, maior é o número de classes, principalmente se não ocorrer dominância entre os alelos.

b) Efeito ambiental: pode fazer com que um genótipo bom se apresente como ruim e vice-versa;

c) Grau médio de dominância: a relação entre os alelos pode dificultar a identificação de genótipos superiores;

Obs:

O grau médio de dominância mede a posição relativa do heterozigoto em relação à média dos homozigotos. Seu valor é obtido dividindo-se d (VG Aa – PM entre AA e aa) por a (VG AA – PM entre AA e aa). A partir desse valor conseguimos estabelecer a relação entre os alelos de um gene:

Valor da divisão: d/a	Interação intra alélica
0	Ausência de dominância
0<d/a<1	Dominância parcial
1	Dominância completa
>1	Sobredominância

Exemplificando como o grau médio de dominância pode dificultar a identificação de genótipos superiores pode-se considerar a seguinte população:

f(A) = p;

f(a) = q;

U_g = u + a(p -q) + 2pqd

Essa população foi submetida a seleção e os indivíduos selecionados foram acasalados ao acaso, gerando a população melhorada com:

f(A) = p’;

f(a) = q’;

U’_g = u + a(p’ –q’) + 2p’q’d

O ganho por seleção será dado por:

GS = U’_g - U_g

Dependendo da relação entre os alelos teremos selecionados mais ou menos indivíduos com genótipos desejáveis e o ganho de seleção será diferente.

d) Herdabilidade: Mede a proporção da variação fenotípica na população que é de causa genética. Sendo alta, o valor fenotípico do indivíduo é uma medida confiável. É dada pela fórmula:

MODELO PARA ESTUDOS GENÉTICOS DE CARACTERES QUANTITATIVOS

Deve ser adotado o modelo básico:

F = G + M

Com esse modelo chegamos ao seguinte:

V (F) = V (G + M)

V (F) = V (G) + V (M) + 2 COV (G,M)

COV (G,M) = 0, havendo casualização, portanto:

V (F) = V (G) + V (M)

O valor genotípico pode ser desdobrado em uma fração herdável (valor aditivo) e uma fração não herdável (valor atribuído aos desvios de dominância), da mesma forma a variância genotípica pode ser desdobrada em variância aditiva, variância dos valores atribuídos aos desvios de dominância, variância epistática aditiva, variância epistática aditiva-aditiva, variância epistática aditiva-dominante e variância epistática dominante-dominante.

MÉDIAS E VARIÂNCIAS ENTRE VALORES FENOTÍPICOS

Apesar do interesse para fins de melhoramento ser o de conhecer os valores genéticos, avalia-se diretamente apenas o fenótipo:

Média fenotípica =

Variância fenotípica = VF =

MÉDIAS E VARIÂNCIAS ENTRE VALORES GENOTÍPICOS

Um dos objetivos da genética quantitativa é apresentar métodos que permitam obter dos valores fenotípicos mensuráveis a parte devida aos genótipos.

Considerando um caráter determinado por um gene e existindo em uma população os genótipos AA, Aa e aa com frequências D, H e R, podemos pressupor que os valores genotípicos dos indivíduos são, respectivamente, X1, X2 e X3. Teremos:

Genótipos	Valor Genotípico (VG)	VG (codificado para PM)	Frequência
AA	X1	a	D
Aa	X2	d	H
aa	X3	-a	R

PM = u =

a = X1 – u =

d = X2 – u =

-a = X3 – u =

A média será dada por:

E a variância por:

Uma das formas de se estudar os caracteres quantitativos é por meio de delineamentos especiais, como, por exemplo, o estudo dos valores fenotípicos obtidos de genitores contrastantes e de suas progênies:

Pai 1 – AA;

Pai 2 – aa;

F1 – Aa;

F2 – ¼ AA, 2/4 Aa e ¼ aa.

A única geração que pode ser usada para seleção é a F2, por apresentar variabilidade genética. Em P1, P2 e F1 a variância se deve ao meio:

V(P1) = V(P2) = V (F1) = V (M)

V(M) = variância do meio.

Em F2 há variância genética e devido ao ambiente:

V(F2) = V(G) + V(M)

A variância do meio em F2 é obtida indiretamente por meio das gerações anteriores:

VM (F2) =

Variância e médias das gerações:

P1)

Média:

Variância:

P2)

Média:

Variância:

F1)

Média:

Variância:

F2)

Média:

Variância:

ESTIMAÇÃO DE PARÂMETROS GENÉTICOS

Os parâmetros genéticos são usados para avaliar a potencialidade da população para fins de melhoramento. Alguns dos parâmetros são:

· Herdabilidade: proporção da variabilidade na população segregante que se deve a natureza genética:

· Correlação entre VG e VF:

Como F = G+ M, temos:

Dessa forma, a correlação entre VG e VF pode ser dada por:

Portanto, temos:

· Número mínimo de genes envolvidos na determinação do caráter:

1ª Fórmula) Em F2, com p = q = ½, temos:

Para n locos, se d=0, tem-se:

Sendo a1 = a2 = ... = an = a, temos:

Considerando R como a amplitude de variação manifestada para o caráter:

Para n locos:

Sendo a1 = a2 = ... = na, temos:

Substituindo (2) em (1):

Pressuposições para que o número de genes possa ser calculado dessa maneira:

- Todos os genes que aumentam a expressão fenotípica estão em um dos pais e os que diminuem estão no outro;

- Os pais são homozigotos;

- Os genes são independentes.

2ª Fórmula) Considerando 1 gene (A/a), a frequência da classe extrema (aa) é de 1/4. Considerando essa frequência podemos estimar o número de genes envolvidos na determinação do caráter:

· Heterose:

Superioridade da geração F1 em relação a média dos seus pais:

Em porcentagem é dada por:

· Heterobeltiose:

É a superioridade de F1 em relação à média do melhor pai:

Obs.:

Há três teorias que tentam explicar a ocorrência da heterose

Teoria 1) Hipótese da dominância:

O heterozigoto possui todas as formas alélicas favoráveis, o que pode não acontecer com um dos pais

P) AAbbCCdd x aaBBccDD

F1) AaBbCcDd

Essa teoria explicaria a depressão por endogamia, mas nunca foram encontrados indivíduos completamente homozigotos dominantes tão vigorosos como o F1.

Teoria 2) Hipótese da sobredominância:

A presença de alelos diferentes confere um efeito conjunto favorável para o indivíduo.

Teoria 3) Hipótese da epistasia:

Ocorre complementação entre locos diferentes produzindo uma F1 melhor do que seus pais.

SELEÇÃO

A população F2 apresenta variabilidade, podendo ser submetida a seleção: Escolha de um grupo de indivíduos dentro de uma população com objetivo de melhorá-la.

Diferencial de seleção (DS): diferença entre a média dos selecionados e a média original

Os indivíduos selecionados são acasalados ao acaso gerando a população melhorada.

Ganho de seleção (GS): diferença entre a média dos melhorados e a média original

Esse ganho de seleção também pode ser dado multiplicando a herdabilidade pelo diferencial de seleção:

Em porcentagem, o ganho de seleção é dado por:

A herdabilidade também pode ser interpretada como o grau de correspondência entre o valor fenotípico e valor genotípico:

NOÇÕES SOBRE O MELHORAMENTO GENÉTICO

O melhoramento genético visa aumentar a frequência de alelos favoráveis em uma população ou gerar genótipos mais favoráveis. Para isso o melhorista pode:

a) Gerar um genótipo único heterozigoto

Deseja-se criar híbridos, aproveitando dessa forma a heterose. As formas híbridas existentes são:

· Híbrido simples:

L1 x L2

HS

· Híbrido triplo:

L1 x L2

HS x L3

HT

· Híbrido duplo:

L1 x L2 L3 X L4

HS 1 x HS2

HD

b) Obtenção de um genótipo único homozigoto:

Muito procurado em autógamas

c) Obtenção de vários genótipos

Uso de multilinhas ou de híbridos.

DIFICULDADES DO MELHORAMENTO GENÉTICO DE CARACTERES QUANTITATIVOS

· Número de genes e de alelos que controlam o caráter:

Sendo:

g = número de genes diferentes;

a = número de alelos por gene.

· Expressão gênica:

Nos caracteres quantitativos é difícil distinguir os genótipos de interesse, pois mesmo se excluindo o efeito ambiental, o número de genótipos existentes é muito alto.

· Ação gênica – dominância e epistasia

Havendo dominância o número de genótipos com o mesmo fenótipo do homozigoto dominante é de 2^g. Para saber qual dos fenótipos é o correto deve-se fazer o estudo de progênie. Havendo epistasia, também ocorrerá agrupamento de genótipos diferentes.

· Efeito do ambiente

Dificulta o reconhecimento de genótipos superiores, igualando dispares e discriminando idênticos.