1 Selekcja
2 Co to jest selekcja? Podstawowe narzędzie genetycznego doskonalenia populacji Wybór najlepszych genetycznie osobników do rozrodu Sterowanie rozrodem – więcej potomstwa od lepszych osobników a mniej od gorszych
3 Selekcji dokonujemy na podstawie ocenionej wartości hodowlanejW ocenie wykorzystujemy obserwacje własne, krewnych i obserwacje cech skorelowananych. Zaawansowana metoda to BLUP-Animal Model Najprostszy przypadek: pojedyncza obserwacja własna średnia wartość fenotypowa w populacji wartość fenotypowa osobnika oceniona wartość hodowlana osobnika
4 Skuteczność selekcji przykład: szybkość lotu muszek owocowychWybierano zawsze 4,5% najszybszych lotników. Po 100 pokoleniach szybkość wzrosła z początkowej 2 cm/s do 170 cm/s! W dwóch populacjach otrzymano ten sam wynik selekcji. Nature Genetics
5 Selekcja naturalna Proces przetrwania i rozmnażania populacjiDoskonali przystosowanie Podstawowy mechanizm ewolucji Nie można jej ignorować przy przewidywaniu skutków selekcji sztucznej
6 Selekcja naturalna może niweczyć wyniki selekcji sztucznej6 populacji muszek owocowych podlegało sztucznej selekcji na liczbę wyrostków na odwłoku. W 90 pokoleniu zakończono selekcję. Nature Genetics
7 Selekcja sztuczna - rodzajeEfekt selekcji kierunkowa stabilizacyjna rozdzielcza Liczba cech na jedną cechę na wiele cech następcza niezależna wg. Indeksu selekcyjnego Źródło informacji bezpośrednia pośrednia
8 Selekcja kierunkowa Przykłady: wydajność mleczna szybkość koniaprzyrost
9 Selekcja stabilizującaPrzykłady: wczesność dojrzewania kur ( dni) mleczna szybkość oddawania mleka wysokość w kłębie (Araby cm)
10 Selekcja rozdzielcza Stosowana głównie u zwierząt laboratoryjnych
11 Selekcja pośrednia Do doskonalenie cechy X w oparciu o pomiar cechy YGdy cecha X trudna/kosztowna w pomiarze (wydajność mleczna) niemierzalna za życia (wydajność rzeźna) Czasem pozwala przyspieszyć ocenę Warunkiem sukcesu jest korelacja genetyczna między cechami!
12 Selekcja pośrednia - przykładrA0,7 Selekcję na wydajność krów w całej laktacji często prowadzi się na podstawie wyników za pierwsze 100 dni. Krótszy odstęp pokoleń.
13 Selekcja następcza runo przyrost mleko ZaletyDoskonalenie kilku cech poprzez następujące po sobie selekcje na pojedyncze cechy Zalety szybki postęp dla aktualnie doskonalonej cechy tylko jedna cecha mierzona runo Wady wybitne osobniki względem łącznej wartości hod. mogą nie być wybrane postęp tracony wskutek zaniku presji selekcyjnej przyrost mleko Doskonalenie owiec: przypadek hipotetyczny
14 Selekcja niezależna Zalety lepsza od następczejdoskonalenie wielu cech jednocześnie Wady jedna zła cecha może przekreślić wybitnego osobnika Dla każdej cechy wyznaczamy minimum, które zwierzę powinno spełniać
15 Selekcja niezależna – przykład dla klaczyocena (max 10) cecha klaczy pokrój TAK usposobienie TAK umaszczenie TAK dzielność TAK rodowód NIE minimum selekcja
16 Indeks selekcyjny (I) Wartość, na podstawie której jest dokonywana selekcja zastępuje nieznaną wartość hodowlaną (H) np. ocena BLUP, wartość fenotypowa im większe podobieństwo między H i I tym lepiej Indeks selekcyjny umożliwia skuteczną selekcję na wiele cech jednocześnie oraz selekcję pośrednią
17 H = v1×(waga tuszy) + v2×(otłuszczenie) + . . .Indeks selekcyjny Przykład: łączna wartość hodowlana (cel selekcji) H = v1×(waga tuszy) + v2×(otłuszczenie) indeks selekcyjny I = b1×(waga ciała) + b2×(pomiar ultradzwiękowy)
18 Cel selekcyjny
19 Reakcja na selekcję Miara skuteczności selekcjiśrednia wartość hodowlana potomstwa wybranych rodziców średnia wartość hodowlana całej populacji przed selekcją Jeżeli warunki środowiskowe nie zmieniły się to R jest także różnicą fenotypową:
20 Czy można przewidzieć reakcję na selekcję?Tak, ale tylko w krótkim czasie z ograniczoną dokładnością i znając parametry genetyczne Przewidywanie jest możliwe na podstawie teorii selekcji
21 Model infinitezymalnyTeoria selekcji zakłada, że cecha uwarunkowana jest bardzo dużą liczbą genów (poligeny) każdy z genów ma b. mały wpływ na cechę i dlatego rozkład cechy jest normalny
22 Predykcja wartości potomkaModel Predyktor mendelian sampling, E(ams)=0
23 Teoria selekcji zmienność addytywna intensywność selekcjiróżnica selekcyjna reakcja na selekcję dokładność reakcja na selekcje / rok odstęp pokoleń
24 Trzy podstawowe pojęciaRóżnica selekcyjna - czyli jak bardzo wybrani rodzice są lepsi od reszty Dokładność – czyli jaka część z ich przewagi zostanie przekazana potomstwu Odstęp pokoleń – czyli w jakim czasie nastąpi postęp
25 Różnica selekcyjna To różnica między średnią wartością indeksu wybranych osobników a ogólną średnią populacji
26 Różnica selekcyjna Rożnica rośnie jeżeli wybieramy jedynie najlepszych z najlepszych Gdy wybieramy tę samą liczbę osobników (np.50%) to w populacji o większej zmienności różnica selekcyjna jest większa
27 Intensywność selekcjiTo standaryzowana różnica selekcyjna Można ją wyznaczyć z tabel standaryzowanego rokładu normalnego p – część populacji z – gęstość rozkładu
28 Intensywność selekcjiudział osobników wybranych (p) intensywność selekcji (i) 0,05 0,10 0,25 0,50 0,75 0,95 2,1 1,8 1,3 0,8 0,4 0,1
29 Intensywność selekcji jest często większa u samców niż u samic
30 Udział osobników selekcjonowanychsamice (%) samce (%) 0,5-1 0,1-0,3 0,5-2 bydło owce świnie konie kury 50-65 30-45 5-10 25-40 1-2
31 Dokładność selekcji To podobieństwo (korelacja) między wartością hodowlaną a indeksem W przypadku selekcji indywidualnej na fenotyp jest równy h2
32 Dokładność selekcji h2=0,1 własny średnia 5 rodzeństwapodstawa oceny (fenotyp) własny średnia 5 rodzeństwa średnia z 10 rodzeństwa średnia 5 potomstwa średnia 10 potomstwa średnia 100 potomstwa 0,32 0,23 0,34 0,45 0,85 0,55 0,48 0,33 0,54 0,67 0,94
33 Oczekiwana reakcja na selekcję (na pokolenie)zmienność genetyczna addytywna intensywność dokładność Gdy podstawą selekcji jest fenotyp osobnika (I=z)
34 Przykład – selekcja na wagę roczną bydła mięsnego na podstawie fenotypówDane: byki średnia fenotypowa = 300 kg, pm=10% krowy kg, pf=50% h2=0,25 zmienność fenotypowa z=30 kg
35 Intensywność selekcji: Oczekiwana waga potomstwaPrzykład – c.d. Intensywność selekcji: pm=10% czyli im=1,8 pf=50% czyli if=0,8 Oczekiwana reakcja 0,5(im+if) h2 z =0,5(1,8+0,8) 0,25 30 = 9,75 Oczekiwana waga potomstwa byki: ,75 krowy: 275+9,75
36 Odstęp pokoleń (L) bydło 5-7 lat świnia 1,5-3 owca 3-5 kura 1-2Średni wiek rodziców przy urodzeniu potomstwa bydło 5-7 lat świnia 1,5-3 owca 3-5 kura 1-2 pies 2-6 koń
37 Oczekiwana reakcja na selekcję (na rok)Maksymalizacja oznacza wyważenie rA,I oraz L Optymalizacja oznacza balansowanie między przychodami z tytułu postępu i kosztami oceny
38 Ścieżki selekcji ojcowie matki synowie córkisamce wybrani na ojców potomstwa męskiego samce wybrani na ojców potomstwa żeńskiego samice wybrane na matki potomstwa męskiego samice wybrane na matki potomstwa żeńskiego ojcowie matki synowie córki
39 Oczekiwana reakcja na selekcję (na rok)Sumowanie obejmuje każdą ścieżkę (k=1,2,3,4)
40 Przykład ścieżka h2=0,25 śr. fenot.=600kg wariancja fen. = 1’000’000podstawa oceny A,I L 1. Ojcowie buhajów 2 2,42 Laktacje córek 0.9 6 2. Ojcowie córek 10 1,75 7 3. Matki buhajów 0,5 2,89 1-2 laktacje własne 0.6 5 4. Matki córek 90 0,19 h2=0,25 śr. fenot.=600kg wariancja fen. = 1’000’000
41 Przykład-c.d.
42 Selekcja pośrednia - skorelowany efekt selekcjiReakcja cechy X przy selekcję na cechę Y korelacja genetyczna addytywna
43 Inne spojrzenie Inną formą selekcji jest pozyskiwanie większej liczby potomstwa od lepszych osobników i mniej od gorszych Wartość hodowlana Liczba potomstwa
44 Gdzie znajdę więcej informacji?Falconer: Dziedziczenie cech ilościowych
45 Podsumowanie Selekcja kształtuje przyszłą strukturę genetyczną populacji. Decyzje selekcyjne podejmujemy na podstawie indeksu selekcyjnego lub fenotypu. Wartość hodowlana pozostaje nieznana. Oczekiwana roczna reakcje na selekcje zależy od intensywności i dokładności selekcji, zmienności genetycznej addytywnej i odstępu pokoleń.