ÁLLATTENYÉSZTÉSI GENETIKA

Hasonló dokumentumok
ÁLLATTENYÉSZTÉSI GENETIKA

Általános állattenyésztés

ÁLLATTENYÉSZTÉSI GENETIKA

ÁLLATTENYÉSZTÉSI GENETIKA

MAGYAR JUHTENYÉSZTŐK ÉS KECSKETENYÉSZTŐK SZÖVETSÉGE

Szelekció. Szelekció. A szelekció típusai. Az allélgyakoriságok változása 3/4/2013

Populációgenetikai. alapok

Domináns-recesszív öröklődésmenet

A Kaposvári Egyetem nyúltenyésztési programja PANNON NYÚLTENYÉSZTÉSI PROGRAM. Anyai vonal. Pannon fehér. Nagytestű vonal

Sodródás Evolúció neutrális elmélete

POPULÁCIÓGENETIKA GYAKORLAT

A genetikai sodródás

Tenyésztési eljárások a szarvasmarha-tenyésztésben

Kvantitatív genetikai alapok április

A Hardy-Weinberg egyensúly. 2. gyakorlat

DNS viszgálatok, számítási módszerek

NÖVÉNYNEMESÍTÉS. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Nincs öntermékenyítés, de a véges méret miatt a párosodó egyedek bizonyos valószínűséggel rokonok, ezért kerül egy

ÁLLATTENYÉSZTÉSI GENETIKA FERENC SZABÓ

-Vese körüli zsír tömege (g) (12) ,68 2,18

10. GYAKORLÓ FELADATSOR MEGOLDÁSA

ÁLLATTENYÉSZTÉSI GENETIKA DR. SZABÓ FERENC DR. KOMLÓSI ISTVÁN DR. POSTA JÁNOS

BIOLÓGIA HÁZIVERSENY 1. FORDULÓ BIOKÉMIA, GENETIKA BIOKÉMIA, GENETIKA

Hátterükben egyetlen gén áll, melynek általában számottevő a viselkedésre gyakorolt hatása, öröklési mintázata jellegzetes.

Genetika 3 ea. Bevezetés

A Hardy Weinberg-modell gyakorlati alkalmazása

Az evolúció folyamatos változások olyan sorozata, melynek során bizonyos populációk öröklődő jellegei nemzedékről nemzedékre változnak.

TUDOMÁNYOS MŰHELY. A hibridek életképessége

Számítógépes döntéstámogatás. Genetikus algoritmusok

A kromoszómák kialakulása előtt a DNS állomány megkettőződik. A két azonos információ tartalmú DNS egymás mellé rendeződik és egy kromoszómát alkot.

Intelligens Rendszerek Elmélete. Párhuzamos keresés genetikus algoritmusokkal

Populációgenetika és evolúció

A NAGYMAMA, AKI LEHOZOTT MINKET A FÁRÓL: A menopauza evolúciója és következményei

Johann Gregor Mendel Az olmüci (Olomouc) és bécsi egyetem diákja Brünni ágostonrendi apát (nem szovjet tudós) Tudatos és nagyon alapos kutat

A FELTÉTELES VALÓSZÍNŰSÉG, A TELJES VALÓSZÍNŰSÉG TÉTELE,

Balogh g h Z oltán TOXI-COOP Zrt 2011.

Genetika 2. előadás. Bevezető

Altruizmus. Altruizmus: a viselkedés az adott egyed fitneszét csökkenti, de másik egyed(ek)ét növeli. Lehet-e önző egyedek között?

Altruizmus. Altruizmus: a viselkedés az adott egyed fitneszét csökkenti, de másik egyed(ek)ét növeli. Lehet-e önző egyedek között?

Természetes szelekció és adaptáció

Tudománytörténeti visszatekintés

Őshonos juh és kecske szakmai nap Hortobágy, április 22. Beltenyésztettség az őshonos fajtáinkban Sáfár László dr., MJKSZ

A a normál allél (vad típus), a a mutáns allél A allél gyakorisága 50% a allél gyakorisága 50%

HÁZI FELADAT. Milyen borjak születését várhatja, és milyen valószínûséggel az alábbi keresztezésekbõl:

A VÁGÁSI KOR, A VÁGÁSI SÚLY ÉS A ROSTÉLYOS KERESZTMETSZET ALAKULÁSA FEHÉR KÉK BELGA ÉS CHAROLAIS KERESZTEZETT HÍZÓBIKÁK ESETÉBEN

Balogh Zoltán TOXI-COOP Zrt 2013.

A genetikai lelet értelmezése monogénes betegségekben

XXI. századi lehetőségek a húsmarhatenyésztésben. Dr. Komlósi István egyetemi tanár Debreceni Egyetem

Biológiai feladatbank 12. évfolyam

DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS GYOVAI PETRA KAPOSVÁRI EGYETEM ÁLLATTUDOMÁNYI KAR

Intelligens Rendszerek Elmélete. Párhuzamos keresés genetikus algoritmusokkal. A genetikus algoritmus működése. Az élet információ tárolói

Algoritmusok Tervezése. 9. Előadás Genetikus Algoritmusok Dr. Bécsi Tamás

Biomatematika 13. Varianciaanaĺızis (ANOVA)

Kvantitatív genetika Nagy, István

A genetikai korlátok és lehetőségek a juhágazatban. Dr. Jávor András Dr. Oláh János

Az egyetlen automatizált állományelemző program.

KAPOSVÁRI EGYETEM. ÁLLATTUDOMÁNYI KAR Sertés- és Kisállattenyésztési Tanszék. A doktori iskola vezetője HORN PÉTER. az MTA rendes tagja.

Példák a független öröklődésre




INCZÉDY GYÖRGY SZAKKÖZÉPISKOLA, SZAKISKOLA ÉS KOLLÉGIUM

Mellékelten továbbítjuk a delegációknak a D048897/03 számú dokumentumot.

LIMOUSIN TENYÉSZÜSZŐK VÁLASZTÁSI MUTATÓINAK VIZSGÁLATA

Természetes népmozgalom

A BREEDPLAN-t a nagy húsmarhatenyésztı országok széles körben használják Magyarország

123/2005. (XII. 27.) FVM rendelet. a tenyésztő szervezeti- és fajtaelismerés rendjéről

Evolúció. Dr. Szemethy László egyetemi docens Szent István Egyetem VadVilág Megőrzési Intézet

MUTÁCIÓK. A mutáció az örökítő anyag spontán, maradandó megváltozása, amelynek során új genetikai tulajdonság keletkezik.

[Biomatematika 2] Orvosi biometria

Genetikai fejlesztések az állatjólét szolgálatában. Bikal november 22.

Természetes populációk változatossága (variabilitása)

Adatok statisztikai értékelésének főbb lehetőségei

Mintavétel fogalmai STATISZTIKA, BIOMETRIA. Mintavételi hiba. Statisztikai adatgyűjtés. Nem véletlenen alapuló kiválasztás

HOLSTEIN-FRÍZ KERESZTEZETT TEHÉNÁLLOMÁNYOK KÜLLEMI TULAJDONSÁGAINAK ALAKULÁSA

2. Az önkormányzat és költségvetési szervei évi költségvetésének teljesítése

PEST MEGYEI KORMÁNYHIVATAL

2. melléklet a 35/2015. (VI. 30.) FM rendelethez

Juh és szarvasmarha tenyésztési programok fejlesztését megalapozó kutatások

Mit nevezünk nehézségi erőnek?

Fogalmak IV. Színöröklés elméleti alapjai

Predáció szerepe a közösségszerkezet alakításában

GENETIKA MEGOLDÁS EMELT SZINT 1

Mangalica tanácskozás Debrecen Augusztus 18. Dr. Radnóczi László

6. Előadás. Vereb György, DE OEC BSI, október 12.

Populációbecslések és monitoring 1. gyakorlat. Elvonásos módszerek az adatokat pl. a vadászok is gyűjthetik, olcsóbb

A DDGS a takarmányozás aranytartaléka

HH1, HH2, HH3 haplotipusok

93/2008. (VII. 24.) FVM rendelet

Mesterséges Intelligencia MI

Sebes pisztráng ivadékok Myxobolus cerebralis (Myxozoa) okozta kergekórra való fogékonysága a tenyészállomány genetikai diverzitásának függvényében

A hazai dohánytermesztés biológiai alapjai

Növénynemesítés Dr. Pepó Pál

ML/GL (164)

ISMÉTLŐDŐ STRESSZ HATÁSAINAK VIZSGÁLATA ZEBRADÁNIÓN (DANIO RERIO)

Tartalom. Javítóvizsga követelmények BIOLÓGIA...2 BIOLÓGIA FAKULTÁCIÓ...5 SPORTEGÉSZSÉGTAN évfolyam évfolyam évfolyam...

1. A kísérlet naiv fogalma. melyek közül a kísérlet minden végrehajtásakor pontosan egy következik be.

I/A. Az alkalmazottak adatai

3. Mi az esélye annak, hogy egymás után 2 fekete golyót húzok ki (vagy egyszerre két golyót megragadva mindkettő fekete lesz?

BIOLÓGIA KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Átírás:

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0010 project ÁLLATTENYÉSZTÉSI GENETIKA University of Debrecen University of West Hungary University of Pannonia The project is supported by the European Union and co-financed by European Social Found.

4. témakör Beltenyésztés és heterózis

Beltenyésztés Beltenyésztés = rokon egyedek párosítása Gyakran eredményez változást a tulajdonság átlagában Szándékosan alkalmazzuk: egyöntetű labor állat állomány kialakítására keresztezési alapanyag előállítására (beltenyésztett növény, állat vonalak) Nem szándékosan előfordul: kis populációkban (pl. állatkertben) szelekció során

Genotípus gyakoriság a beltenyésztés során Beltenyésztési koefficiens, F F = Annak a valószínűsége, hogy egy egyed két allélja azonos, IBD (identical by descent) F valószínűségi színten az egyed két allélja azonos, vagyis homozigóta 1-F valószínűséggel az allélok véletlenszerűen kombinálódnak

F A1A1 p A1 q A2 F A2A2

F A1A1 p q A1 A2 1-F Azonos allélok 1-F F A2A2

p q F A1 1-F Azonos allélok Véletlenszerű párosítás 1-F A2 F A1A1 A2A2 p q p q A1A1 A1 A2 A2 A1 A2 A2 Genotípus Azonos allélok Nem azonos allélok Gyakoriság A 1 A 1 Fp (1-F)p 2 p 2 + Fpq A 2 A 1 0 (1-F)2pq (1-F)2pq A 2 A 2 Fq (1-F)q 2 q 2 + Fpq

A tulajdonság átlagának változása beltenyésztéskor Genotypes A 1 A 1 A 1 A 2 A 2 A 2 0 a+d 2a A 1 gyakorisága = p, A 2 gyakorisága = q A genotípus gyakoriságot alkalmazva, F beltenyésztettség esetén a beltenyésztett populáció átlaga ( F ) kapcsolatban áll a véletlenszerű párosítással létrehozott populáció átlagával ( 0 ), vagyis abból levezethető F = 0-2Fpqd

Pl. k lokuszon az átlag változása F O 2F i A B az átlag csökkenése teljes beltenyésztéskor (F=1), ahol k 1 p i q i d i O BF B 2 B = 2 X p i q d p i iq i id i Változik az átlag, ha dominancia érvényesül (d nem nulla) Egyes lokuszon, ha d > 0, a beltenyésztés csökkenti a tulajdonság átlagát. Ha d < 0, a beltenyésztés növeli az átlagot. Több lokuszon a csökkenés (beltenyésztéses leromlás) pozitív domináns hatás, d i. A leromlás nagyságrendje a géngyakoriságtól függ, akkor a legnagyobb, ha p = q = 0.5

Beltenyésztéses leromlás Beltenyésztett Nem beltenyésztett Chamaenerion

Miért csökken az életképesség a beltenyésztés során? - Szuper(over)dominancia elmélet: Az életképességben a heterozigóta állapot nagyobb varianciát eredményez, mint a homozigóta állapot. A beltenyésztés növeli a homozigozitást, csökkenti a heterozigozitást, így csökkenti az életképességet is. - Dominancia elmélet: A genetikai varianciát az életképességben befolyásolják a ritkán előforduló kedvezőtlen, vagy letális hatású, recesszíven előforduló allélok. Az alap populációkban ezek a kedvezőtlen allélok heterozigóta állapotúak. A beltenyésztés növeli ezek homozigóta állapotát, tehát csökkenti az életképességet.

Belt. leromlás ( ID) =1- F / 0 = 1-( 0 -B)/ 0 = B/ 0 Drosophila Labor vizsg. ID = B/ 0 Életképesség 0.442 (0.66, 0.57, 0.48, 0.44, 0.06N) Női termékenység 0.417 (0.81, 0.35, 0.18) Hím szaporaság 0.603 (0.96, 0.57, 0.56, 0.32) Hím termékenyítő képesség 0.773 (0.92, 0.76, 0.52) Vesenyképesség 0.905 (0.97, 0.84) Hím termékenység 0.11 (0.22, 0) Hím élettartam 0.18 Hím tömeg 0.085 (0.1, 0.07) Nő tömeg -0.10 Hasi sörte 0.077 (0.06, 0.05, 0) Egyéb sörte -.005 (-0.001, 0) Szárny hosszúság 0.02 (0.03, 0.01) Potroh hosszúság 0.02

Beltenyésztéses leromlási koefficiens, B A legtöbb esetben a vonalak nem teljesen beltenyésztettek, (időtartam, életképtelenség miatt) Ilyen esetekben a B F regressziója az F-re, F = 0 - BF F 0 0 - B 0 F 1 Ha episztázis is érvényesül, a regresszió nem lineáris (C k F k a k-adik episztázis sor)

A beltenyésztettség minimalizálása - Kerüljük a rokon egyedek párosítását - Törekedjünk a maximális effektív populáció méretre (Ne) - az effektív populáció méret akkor van a maximumán, ha mindkét szülői partner egyforma esélyt kap az ivadékok létrehozásában, - ha az ivararány közel 1:1. (ha a populáció ettől eltér, nő a beltenyésztés esélye)

Variancia változás a beltenyésztés során A beltenyésztés csökkenti a varianciát populációkon belül F = 0 A beltenyésztés növeli a varianciát a populációk között

Variancia változás a beltenyésztés során A beltenyésztés csökkenti a varianciát populációkon belül F = 2/4

Variancia változás a beltenyésztés során A beltenyésztés csökkenti a varianciát populációkon belül F = 3/4

Variancia változás a beltenyésztés során A beltenyésztés csökkenti a varianciát populációkon belül F = 1

Variancia változás a beltenyésztés során Variancia Általában F = 1 F = 0 Vonalak között 2FV A 2V A 0 Vonalakon belül (1-F) V A 0 V A Teljes (1+F) V A 2V A V A

Vonal keresztezés: Heterózis Ha beltenyésztett vonalakat keresztezünk, az ivadékok teljesítményének átlaga növekszik abban a tulajdonságban, amely a beltenyésztés során leromlott. P1 x P2 A szülők átlaga feletti növekmény a hibrid vigor vagy heterózis F1 F2 H F 1 = š F 1 š P 1 + š P 2 2 A keresztezés akkor eredményez heterózist, ha H > 0, vagyis az F 1 átlaga a szülők átlagát meghaladja.

A heterózis mértéke Š P1 + Š P2 H F1 = Š F1-2 ahol: H = heterózis hatás, Š = teljesítmény, P1, P2 = szülők, F1 = ivadékok Heterózis hatás (pozitív) akkor van, ha H >0

A heterózis mértékét befolyásolja - Dominancia Ha a d = 0, akkor nincs beltenyésztés és nincs heterózis. - Géngyakoriság A heterózis arányos a szülőpopulációk géngyakoriság különbségének a négyzetével. - A tulajdonság örökölhetősége (h 2 ) A heterózis hatás fordítottan arányos az örökölhetőséggel - Keresztezés módja Különböző keresztezésekkel eltérő mértékű heterózis hatás érhető el (pl. F 1 nagyobb, az R generációkban csökken) H F1 > H R1 >H R2 >H R3

A heterózis csökkenése az F 2 generációban Minden F 1 ivadék heterozigóta. Véletlenszerű párosítás az F 2, generációban csökkenti a heterozigóták gyakoriságát A csökkenés mértéke az F 2 -ben, az F 1 -hez képest H F 2 = š F 2 š P 1 + š P 2 2 = (±p)2 d 2 = H F 1 2 A következő generációkban véletlenszerű párosítás esetén a a heterózis olyan szintű marad, mint az F 2 -ben volt.

A heterózis mezőgazdasági jelentősége A keresztezett generáció teljesítménye gyakran nemcsak szülők átlagát múlja felül (H1), hanem a jobbik szülőt is (H2) heterózis. Növény termesztett hibrid, % hozam növekedés % éves többlet hozam, % éves hozam növekedés, t éves terület megtakarítás Kukorica 65 15 10 55 x 10 6 13 x 10 6 ha Köles 48 40 19 13 x 10 6 9 x 10 6 ha Napraforgó 60 50 30 7 x 10 6 6 x 10 6 ha Rízs 12 30 4 15 x 10 6 6 x 10 6 ha

A heterózis az állattenyésztésben - Individuális (egyedi) heterózis A keresztezett állat teljesítmény fölénye - Anyai heterózis Nagyobb mértékű anyai hatás (több ivadék, nagyobb választási arány) Az anyai heterózis általában nagyobb, mint az individuális.

Heterózis hatás néhány tulajdonságban (juh), % individuális anyai Születési súly 3,2 5,1 Választási súly 5,0 6,3 Választás előtti súlygyarapodás 5,3 Választás utáni súlygyarapodás 6,6 Éves súly 5,2 Ovulációs ráta -2,0 Termékenység 2,6 8,7 Szaporaság 2,8 3,2 Választási arány 9,8 2,7 Anyánkénti született bárány 5,3 11,5 Anyánkénti felnevelt bárány 15,2 14,7 Anyánkénti összes bárány súly 17,8 18,0

A heterózis maximalizálása - Beltenyésztett vonalak keresztezése Beltenyésztett vonalak kialakítása és szelektálása kombinálódó képességre (rekurrens szelekció, reciprok rekurrens szelekció). - Anyai és individuális heterózis kombinálása A x B keresztezett (F1) anyák előállítása reproduktív fajtákból, típusokból F1 x C végtermék típusú (terminál) apák használata F2 végtermék (vágómarha, vágóbárány,vágósertés)

Szintetikus és rotációs keresztezés A heterózis maximalizálása ideális esetben F 1 iegyedekkel érhető el, mivel az F 2 generációban a fölény csökken. A probléma: A nagy állatoknál az ivadékok száma az anyák számától függ. Ha pl. n számú hármas keresztezésű ivadékot szeretnénk, akkor 2n keresztezett anyára van szükség (a nagyanya B x C anya előállítására, és az anya maga az A X (B X C) keresztezésben).

Egyik lehetséges megoldás: Szintetikus populáció kialakítása: n szülői vonal kiválasztása, és egy véletlenszerű párosítással kialakított populációban minden lehetséges n(n-1)/2 vonalpár keresztezés elvégzése. F 2 = F 1 F 1 P n Az F1-ek átlaga A kiinduló vonalak átlaga Igy a heterózis az F2-ben: 1 H F H 1 2 n Minél több a vonal, annál kisebb a heterózis visszaesése.

Másik megoldás: Rotációs kersztezés A x B anya (A x B) x A anya kereztezett anyára vissza a B apa ((A x B) x A) x B anya keresztezett anyára vissza A apa És így tovább...

Elérhető átlag a két vonalas (váltogató) rotációs kersztezésel: R 2 z AB z AB 3 P 2 ahol : P2 z A 2 z B A heterózis kiszámításához itt 3-mal osztunk, nem 2-vel, mint az in F 2 -nél. Az elérhető átlag háromvonalas rotációs kersztezéssel: R 3 SC 3 z AB 7 P 3 ahol : SC 3 z AB z 3 AC z BC A heterózis 1/7-e elveszik

Négyvonalas rotációs keresztezéssel elérhető átlag: R ( A, B, C, D) 4 SC 4 SC na P ahol : 15 2 Elérhető átlag hatvonalas rotációs keresztezéssel 4 SC na z AC z BD R ( A, B, C, D) 4 SC 4 SC na 15 A heterózis 1/15-e elveszik P 4 ahol : SC na z AC 2 z BD

Tulajdonság P F 1 R S BC Választási súly 154.2 180.5 178.3 170.1 181.4 12-hónapos súly 210.5 246.8 232.2 212.3 233.6 18-hónapos súly 274.9 315.7 296.6 276.6 295.3 12-18 hónapok közti sgy. 64.4 68.9 64.4 64.6 61.7 Kétvonalas: F 1 > R > S > P br 2 = F 1 F 1 F P 2 1 P R2 F1 3 3 2

Tulajdonság P F 1 R S BC Választási súly 154.2 180.5 178.3 170.1 181.4 12-hónapos súly 210.5 246.8 232.2 212.3 233.6 18-hónapos súly 274.9 315.7 296.6 276.6 295.3 12-18 hó közti sgy. 64.4 68.9 64.4 64.6 61.7 Kétvonalas: F 1 > R > S > P br 2 = F 1 F 1 P 2 F1 2 3 P R2 F1 3