Balıklarda Kantitatif Kalıtım: Özellikleri ve Ölçümü

Bu yazıda tartışacağız: - 1. Nicel Mirasın Konusu - 2. Nicel Kalıtımın Özellikleri

Nicel Mirasın Konusu:

Mendel'in yasasını yeniden keşfettikten sonra, birçok bilim adamı benzer deneyler yaptı ve Mendel'in miras yasasında bir dalgalanma olduğunu buldu. Ancak, genlerin karakterleri miras aldıkları oybirliği vardı. Gen, kararlı bir varlıktır. Bireyin fenotipini kontrol eder.

Normal geni taşıyan bir organizmaya vahşi tip denir, değiştirilmiş bir geni taşıyan organizmaya mutant denir. Örneğin, vahşi tip Drosophila parlak kırmızı göz rengine sahipken, mutant beyaz göz rengine sahiptir. Cyprinis carpio'nun vücut rengi gri renktedir ancak mutantın gövde rengi altındır. Bunlar nitel karakterlerin örnekleridir.

Öte yandan, yaştaki vücut ağırlığı veya Balık / organizmaların vücut ağırlığı ve ineğin süt üretimi ve benzer yaş grubundaki balıkların uzunluğu ayrı bir varlık değildir (renk asla eşit değildir) ancak sürekli değişkendir; nicel karakter örnekleri. Kantitatif özellik fenotipi, birlikte çalışan birçok genin alelleri tarafından belirlenir. Olaylara poligenik denir.

Nicel karakter sadece poligenik (çoklu aleller) kontrolünde değil çevre de nicel özelliği etkiler. Farklı çevrelerde büyüdüğünde benzer genotipli iki kişinin farklı bir nicel fenotipi vardır.

Örneğin, aynı genotipe sahip balıklar, ancak bir grup zengin beslenen çevrede yetiştirilirken, diğer grup daha az zengin beslenen çevreye yetiştirilirse, eski grup kantitatif fenotipi göstererek doğal olarak daha hızlı büyür. Nicel özelliklerin çevreye olduğu kadar genotipe de bağlı olacağı açıktır.

Kantitatif Kalıtımın Özellikleri :

Nicel kalıtımın üç karakteristik özelliği vardır:

(1) Sürekli değişkendirler. Çocuklarda belirgin bir fenotip yoktur. Örneğin, haç beyaz ve kırmızı arasında yapılırsa, yavru, farklı yoğunluktaki ebeveynlerin renkleri arasında sürekli bir renk ara dağılımına sahip olacaktır.

(2) Doğada poligeniktir. Tek karakter, birçok farklı genin alelleri tarafından kontrol edilir. Popülasyonda çok sayıda farklı genotip var ve farklı genotip aynı fenotipe sahip olabilir.

(3) Çevre, yukarıda tarif edildiği gibi nicel özellikleri etkiler. Çevre terimini kullandığımız zaman, yaşam boyu etrafındaki organizmaların fiziksel ve biyolojik çevre ile etkileşime girdiği tüm yönleri kapsar.

Burada, genotip ortamının nicel karakter fenotipinin görünümünde de önemli bir rol oynadığı açıktır. Örnek, iyi beslenen bir balığın, Cyprinus carpio'nun, genotipten bağımsız olarak, kötü beslenen sazanlardan daha hızlı büyüyeceğini göstermektedir.

Bu nedenle, ortam ve genotipin nicel karakterin belirlenmesinde rol oynadığı tespit edilmiştir. 1903-1918 yılları arasında yapılan araştırmalara dayanarak, nicel özelliklerin mirasının Mendel modasını takip ettiği kabul edilmektedir.

Kantitatif Kalıtımın Ölçümü:

İngiliz istatistikçi RA Fisher, biyometrik yaklaşımı tanımladı ve niceliksel kalıtımın ölçülmesi için varyans ve Kalıtım derecesi analizinin gerekli olduğunu belirtti.

(1) Varyans Analizi:

Varyansı anlamadan önce normal dağılım eğrisinde ortalama (X) ile standart sapma (S) arasında bir ilişki olduğunu bilmek önemlidir. Standart sapma ve varyans arasında bir ilişki olduğunu bilmek de gereklidir. Bu ilişki altında olduğu gibi verilir.

Standart sapma karesi (S) 2 = Varyans

Standart sapma S = √V

Kantitatif özellikler sürekli değişkendir ve normal şekilde dağıtılır.

Normal dağılım grafiği çan şeklindedir.

Normal dağılımın özellikleri şunlardır:

(1) Simetrik bir dağılımdır.

(2) Normal dağılımda popülasyonun ortalaması (X), eğrinin zirvesinde meydana gelir veya ortalamadaki ordinat en yüksek koordinattır. Benzer şekilde, ortalama koordinatın yüksekliği ve ortalamanın çeşitli standart sapmalarında diğer koordinatların yüksekliği, ortalama koordinatın yüksekliği ile sabit bir ilişki olarak ortaya çıkmaktadır.

Her iki taraftaki ortalamadan bir standart sapma daima eğrinin toplam alanının (68.26) 34.13'üdür (Şekil 41.1, 2 ve 3).

(3) Eğri, yaklaşma sürekliliğini gösteren ancak yatay eksene hiç dokunmadığını gösteren taban çizgisine asimptotiktir.

(4) Standart sapma veya varyans veya (S) 2 eğrinin yayılmasını tanımlar. Dolayısıyla, aynı ortama (X) sahip fakat farklılığı belirleyen iki grafiği incelersek, varyansın aşağı yukarı mı az olduğu sonucuna varabiliriz.

(a) Varyansın Hesaplanması için Formül:

Nicel karakterde, varyans fenotipik varyans olarak bilinir ve Vp olarak temsil edilir. Fenotipik varyans bileşenlerinin analizini içeren nicel genetikte kullanılan iyi kabul edilmiş bir araçtır.

Vp = Vg + Ve.

Formül aşağıdaki konsepte dayanmaktadır. Fenotipik varyans (Vp) üç ilave bileşene sahiptir: genetik varyans (Vg), çevresel varyans (Ve) ve etkileşim varyansı (Vi).

Formül aslında aşağıdaki gibidir:

Vp = Vg + Ve + Vi.

Vp = fenotipik varyans

Vg = genlere bağlı genetik varyans / varyans (farklı aleller ve lokuslar, QTL)

Ve = çevresel değişme; Vi ile etkileşim değişimini ölçmek için hiçbir yolumuz yoktur, genelde sıfır olduğu varsayılır, yani Vp = Vg + Ve.

(a) Genetik Varyans (Vg) Nasıl Hesaplanır?

Genlerin neden olduğu farklılıklar üç farklı kaynaktan gelebilir. İlk olarak, varyasyon, kantitatif özellik lokuslarında (QTL) basitçe varlığı veya belirli alel yokluğu ile ilgili olabilir. Bu, ilave genetik varyanstır ve (Va) ile gösterilir. Yeni nesil için değişmeden geçen belirli bir alel varlığının veya yokluğunun olması en önemlisidir.

İkincisi, bazı durumlarda QTL'de belirli bir genotip varlığı veya yokluğu vardır. Örneğin, bir lokustaki alellerin belirli bir heterozigoz kombinasyonu, bir bireye belirli bir özelliğe göre bir avantaj sağlayabilir. Buna baskın genetik varyans denir ve Vd olarak adlandırılır.

Basit yapay seçimle daha az yönetilebilirdir. Mayoz bölünmesi ve alellerin bağımsız çeşitliliği sırasında ve aynı heterozigoz kombinasyonun yerine (avantajlı olan) bir sonraki nesilde gerçekleşeceğinden, farklı bir kombinasyon ortaya çıkabileceği için kalıtım garantisi yoktur.

Üçüncüsü, genetik varyasyon, Vi tarafından belirtilen, epistatik ya da alelik olmayan etkileşim genetik varyansı denilen lokuslar arasındaki etkileşimler tarafından üretilir.

Dolayısıyla Vg genetik varyansı aşağıdaki formülle hesaplanabilir:

Vg = Va + Vd + Vi

Va = Katkı maddesi genetik varyansı

Vd = baskın genetik varyans

Vi = Etkileşim genetik varyansı

Açıklama:

Popülasyondaki genetik varyans, çoğunlukla aşağıdakilerden kaynaklanır:

(i) Genotipte alelik fark. Ek genetik varyanslardır (Va),

(ii) Hakimiyet genetik varyansı (Vd), genler dominant veya resesiftir

(iii) Ve genetik, etkileşim varyansı (Vi).

Genetik varyans (Vg), çevresel varyansı F2 bireylerinin varyansından çıkartarak hesaplanabilir (Vg = VF 2 -Ve).

(i) Va aşağıdaki gibi hesaplanır:

Bireylerin neden olduğu fenotipik varyasyon, QTL'deki fenotipi etkileyen genin farklı allellerinden kaynaklanmaktadır. Su ürünleri yetiştiriciliği için, belirli alellerin varlığı veya yokluğu bir karakter olduğu için en önemli genetik çeşitlilik elemanıdır.

Katkı varyansı (Va), aşağıdaki formül kullanılarak ters çapraz varyansın (VB 1 ve VB 2 ) F2 varyansından çıkarılmasıyla hesaplanabilir:

Va = 2 (VF2 - (VB 1 + VB 2 ) / 2)

Baskın varyans (Vd), fenotipi etkileyen farklı gen genlerine sahip olan bireyin neden olduğu fenotipik varyansın bir kısmıdır. Baskınlık varyansı (Vd) basit yapay seçime çok daha az uygundur, çünkü genotip mayoz sırasında parçalanır ve bir sonraki nesilde farklı kombinasyonlarda tekrar bir araya getirilir.

Bu nedenle, iç içe geçmiş, yüksek oranda homozigot çizgiler arasında geçiş yapmak, yavrularda öngörülebilir heterozigotluğu garanti etmez ve bu gibi F1 hibritleri, bitkilerde ve hayvan yetiştiriciliğinde yaygın olarak kullanılır. Suda yaşayan organizmalarda doğal hatların gelişimi hala bebeklik dönemindedir ancak ploidy manipülasyon teknikleri oldukça başarılıdır.

Genetik varyasyonun üçüncü bileşeni, lokuslar arasındaki etkileşimler tarafından üretilir ve epistatik veya alelik olmayan genetik etkileşim varyansı (Vi) olarak adlandırılır. Epistasis, geliştirme, baskılama, vb. İçerir. Bir veya iki QTL boyunca genotiplerin belirli kombinasyonlarına sahip olduğu için bir özellik için yüksek oranda sıralanabilir.

Ek genetik varyans ve baskınlık varyansı, bilinen genetik ilişkiye sahip birey gruplarının varyansları ölçülerek tahmin edilebilir. Bu varyansların değerleri daha sonra popülasyonda bulunan aleller hakkında kesinti yapmak için kullanılabilir. İki tür F1 haçı (her iki ebeveyn setiyle çaprazlanan F1 bireyleri) bu tür analiz için özellikle değerlidir.

(ii) Baskınlık varyansı (Vd), ilave varyansın genetik varyanstan çıkarılmasıyla hesaplanabilir. Bu hesaplamalarda etkileşimli bileşen dikkate alınmaz.

(b) Çevrenin varyansı (Ve), su kalitesi, besin kalitesi ve miktarı, nüfus ve bireylerin yaşadığı stok yoğunluğu gibi farklı ortamlar tarafından üretilen fenotipik farklılıkların ölçüsüdür. Örneğin, iyi beslenmiş bir balık, kötü beslenmemiş bir balıktan daha hızlı büyür.

Bitkilerin büyümesi, topraktaki besinlerin, aynı alandaki besinlerin düşük olduğu bitkilere kıyasla daha fazla olduğu toprakta daha fazla olacaktır. Dolayısıyla, yakın bir şekilde etkileşime giren fiziksel ve biyolojik çevre var. Ayrıca proteini kodlamaktan sorumlu hücresel ortamı da içerir.

Bu yüzden çevresel değişkenlik genetik olarak homojen bir popülasyon kullanılarak ölçülmelidir. Bu, yavrulama yoluyla elde edilebilir. Bu popülasyon genetik olarak aynı olacaktır ve bu nedenle Vg = 0 olacaktır. Ve tüm fenotipik varyasyonun çevreye bağlı olması ve dolayısıyla Vp = Ve olması gerekir.

Eğer P1 ve P1 gibi iki haç aynı genotipe sahipse çaprazlanırsa, F1 bireyleri genetik olarak homojen olacaktır ve toplam fenotipik varyans çevresel varyansın bir tahminidir. Tüm popülasyonların aynı ortamda yetiştirildiğini varsayarsak, çevresel değişkenlik ebeveynlerin ve F 1'in varyansının ortalamasıdır.

Ve = (Vp 1 + V p 2 + V F 1 ) / 3.

2. Kalıtım derecesi:

Genetik kontrol altında olan bir özelliğin varyans oranına kalıtım derecesi denir. Kalıtım derecesi, varyansın genetik bileşeninin bir ölçüsüdür ve bu teknik aracılığıyla yavruların fenotiplerini öngörmede kullanılır.

Dolayısıyla, önce niceliksel bir özelliğin ortalaması ve varyansı ebeveyn popülasyonundan elde edilir, daha sonra bu bilgi yavrulardaki fenotipik dağılımın ortalaması hakkında öngörüde bulunmak için kullanılabilir (üretim). Ve yavruların fenotip özelliklerinin ebeveynlerin fenotiplerine ne kadar benzeyeceğini belirleyebiliriz.

Yaygın olarak kullanılan iki kalıtım derecesi ölçümü vardır. Birincisi, dar anlamıyla kalıtım derecesi olarak da adlandırılan kalıtım derecesi (h 2 ). Diğeri ise daha geniş anlamda kalıtım derecesi olarak da adlandırılan genetik tayin derecesidir (H2).

Her iki değer de, genetik varyansın fenotip varyansına oranına bağlıdır, h2, ilave varyansın toplam fenotipik varyansa oranıdır ve H2, toplam genetik varyansın toplam fenotipik varyansa oranıdır.

Aşağıdakiler kalıtsallığı ölçmenin formülleridir:

h 2 = Va / Vp

H2 = Vg / Vp

Her iki değer de, popülasyondaki varyasyonun hangi kısmının genetik varyasyonun sonucu olduğunu gösteriyor? Bu değerlerin her ikisi de teorik olarak 1 ila 0 arasında değişmektedir, eğer değer yüksekse, fenotipik varyasyonun büyük kısmının genetik varyasyonların sonucu olduğunu gösterir, H2 ve H2 önemli sınırlamalara sahiptir.

Değerleri bir ortamdaki bir popülasyon için hesaplanır, bu nedenle farklı ortamlarda veya diğer popülasyonlarda yetiştirilen aynı popülasyonun diğer nesiller için kullanılamaz.

Her popülasyon farklı bir genotip setine sahiptir ve genetik varyansın neden olduğu fenotipik varyansın farklı bir oranına ve farklı H2 ve H2 değerlerine sahip olacaktır. Yavruların fenotipini tahmin etmek için h2'nin nasıl kullanılabileceğini açıklamak için bir örnek verilmiştir.