IntroducciónIntroducciónyy

Genética CuantitativaGenética Cuantitativa Parte - I Parte - I

Tema : Sistemas Productivos y el Tema : Sistemas Productivos y el Mejoramiento AnimalMejoramiento Animal

Profesor : Guillermo ÁlvarezProfesor : Guillermo Álvarez

Universidad Nacional Mayor de San MarcosUniversidad Nacional Mayor de San MarcosFacultad de Ciencias BiológicasFacultad de Ciencias BiológicasDpt. de Biología Molecular y Genética Dpt. de Biología Molecular y Genética Curso: Genética AnimalCurso: Genética Animal

Mendel 1900

Luis PastuerLuis Pastuer

Watson y Crick 1953

Eventos más relevantes Eventos más relevantes en en

el desarrollo de la el desarrollo de la biotecnologíabiotecnologíaDarwin

Análisis Genético de la Análisis Genético de la Adaptación: Selección Adaptación: Selección

ArtificialArtificial

Recolección y CazaRecolección y Caza

Recolección y CazaRecolección y Caza

Tecnificación de Procesos y Tecnificación de Procesos y Productos en AcuiculturaProductos en Acuicultura

Tecnología y Tecnología y BiotecnologíaBiotecnología

Comercio de Productos Comercio de Productos GenéticosGenéticos

Comercio de Productos Comercio de Productos GenéticosGenéticos

Producción Producción de de

Productos Productos AlimenticiosAlimenticios

Consumo de AlimentoConsumo de Alimento

Consumo per capita (Kg/año) 0 5

16.1 30

- - - -

5 16.1 30

más

Crecimiento PoblacionalCrecimiento Poblacional

Consumo de CarneConsumo de Carne

Contribución del Pescado al Contribución del Pescado al Suministro de Proteína Suministro de Proteína

AnimalAnimal

Producción MundialProducción MundialPesca Extractiva y Pesca Extractiva y

AcuiculturaAcuicultura

Producción Mundial Producción Mundial Pesca SilvestrePesca Silvestre

Acuicultura: Producción de Acuicultura: Producción de China y resto del mundo, China y resto del mundo,

1950-20011950-2001FAO, 2003FAO, 2003

PRODUCCIÓN PERÚPRODUCCIÓN PERÚ

PRODUCE 2008

Investigación en Investigación en AcuiculturaAcuicultura(Sciencie Direct, 2009)(Sciencie Direct, 2009)

13,91651,763 61,046

3,813

244,996

354,067

050,000

100,000150,000200,000250,000300,000350,000400,000

Onchorynchus mykiss Trucha Trucha y GenéticaTrucha y Biotecnología Biotecnología Genética

Genética y Genética y AcuiculturaAcuicultura

BiodiversidadIntroducción y

transferencia deespecies

Sistemas de Producción

Aplicación dela genética

Principios:

• Productivos• Biológicos• Económicos• Matemáticos• Genéticos

Variación Genética

Máximo Rendimiento

Mejoramiento AnimalMejoramiento Animal

Mejoramiento Mejoramiento GenéticoGenético

Manipulación Cromosómica

Genética Cuantitativa

IngenieríaGenéticaHibridación

COMPONENTES DE LA COMPONENTES DE LA VARIANZA FENOTÍPICAVARIANZA FENOTÍPICA

COMPONENTES DE LA COMPONENTES DE LA VARIANZA FENOTÍPICAVARIANZA FENOTÍPICA

FENOTIPO (VP)

=

VARIANZA FENOTIPICA

=CARACTERES CUANTITATIVO

DIFERENCIASGENETICAS

=VARIANZA GENÉTICA

=Vg

DIFERENCIASAMBIENTALES

=VARIANZA AMBIENTAL

=Ve

Mejoramiento AnimalMejoramiento AnimalComponentes de la Varianza FenotípicaComponentes de la Varianza Fenotípica

GENOTIPO

FENOTIPO

GENOTIPO

• Talla• Peso• Resistencia enfermedades• Tolerancia • Rendimiento de carne• Tasa Productiva

FENOTIPO (VP)

=

VARIANZA FENOTIPICA

=CARACTERES CUANTITATIVO

DIFERENCIASGENETICAS

=VARIANZA GENÉTICA

=Vg

DIFERENCIASAMBIENTALES

=VARIANZA AMBIENTAL

=Ve

DISTRIBUCIÓN CONTINUADISTRIBUCIÓN CONTINUA

27

Distribución ContinuaDistribución Continua

Características Características Cualitativas/CuantitativaCualitativas/Cuantitativa

ss Caracteres de grado.Caracteres de grado. Variación continua. Las determinaciones fenotípicas muestran Variación continua. Las determinaciones fenotípicas muestran

un espectrograma.un espectrograma. Control poligenico, los efectos de los genes individuales son Control poligenico, los efectos de los genes individuales son

difícilmente detectables.difícilmente detectables. El análisis es de tipo estadístico, proporcionando cálculos El análisis es de tipo estadístico, proporcionando cálculos

aproximados de los parámetros de las poblaciones.aproximados de los parámetros de las poblaciones. Analiza nivel poblacional: medias y varianzasAnaliza nivel poblacional: medias y varianzas

Caracteres Fenotípicos Caracteres Fenotípicos (marcadores)(marcadores)

MARCADORESMARCADORES MARCADORMARCADOR – Carácter (fenetipo o genetipo) que – Carácter (fenetipo o genetipo) que

puede usarse para identificar puede usarse para identificar

MARCADORES MORFOLÓGICOSMARCADORES MORFOLÓGICOS ((Una característica morfológica que identifica un factor Una característica morfológica que identifica un factor

productivo y que puede ser monitoreada a través de productivo y que puede ser monitoreada a través de ellaella)) - Fenotipo - Fenotipo

MARCADORES MOLECULARESMARCADORES MOLECULARES ((Una secuencia detectable de DNA o una proteína cuya Una secuencia detectable de DNA o una proteína cuya

herencia puede ser monitoreadaherencia puede ser monitoreada ) ) – Genes con efecto – Genes con efecto cuantificable u observable de facil deteccióncuantificable u observable de facil detección

Marcadores MorfológicosMarcadores Morfológicos Relacionadas directamente con índices productivosRelacionadas directamente con índices productivos Son características fenotípicas de fácil identificación Son características fenotípicas de fácil identificación Fácil identificación (Visual: color, tamaño o altura). Fácil identificación (Visual: color, tamaño o altura). MerísticosMerísticos Descriptores de una característicaDescriptores de una característica Reproducible en un amplio rango de ambientesReproducible en un amplio rango de ambientes El marcador sólo tiene sentido cuando está acompañada El marcador sólo tiene sentido cuando está acompañada

de una información apropiadamente documentada y de una información apropiadamente documentada y condiciones ambientales controladascondiciones ambientales controladas

Marcadores MolecularesMarcadores Moleculares

ISOENZIMAS FRACC. PROTEINAS

RPDAs - DNA

AFLPCAPS

(Variación de EST)

Proteínas Fracciones de Proteínas ADN Secuencias

de ADN Genes

Norma de Reacción:Norma de Reacción:Función que describe los fenotipos Función que describe los fenotipos

producidos por un genotipo dado, cuando producidos por un genotipo dado, cuando se evalúa en diferentes ambientesse evalúa en diferentes ambientes

Plasticidad Fenotípica:Plasticidad Fenotípica:Medida de cuán diferentes son los fenotipos Medida de cuán diferentes son los fenotipos

producidos en los diferentes ambientesproducidos en los diferentes ambientes

Mejoramiento animal y vegetal Elección de los mejores progenitores de la

siguiente generación : Experimento de selección

SE EMPLEA...

Depresión endogámica (por cruzamiento de Individuos emparentados).Aumento de homocigosis (consanguinidad).Índices de respuesta potencial a la selección.

PROBLEMAS:

Determinar la parte de la variabilidad fenotípica que es genética:

HEREDABILIDAD

Que ocurre al seleccionar un carácter con los caracteres relacionados:

CORRELACION GENETICA

Fiabilidad de decisiones basadas en primeros registros cuando el carácter se repite:

REPETIBILIDAD

.....PARA SELECCIONAR

LOS REPRODUCTORES

Uno de los factores más importantes en la formulación de planes para la crianza efectiva es el conocimiento de la aportación relativa que brindan los genes al rasgo en estudio

La Heredabilidad (h2) es la proporción de la varianza total fenotípica debida a los efectos de los genes.

Var (g) Var (z)

HEREDABILIDADHEREDABILIDAD

H2 = 2

g 2

z

HEREDABILIDADHEREDABILIDADH²= Vg/VfH²= Vg/Vfh² = Va/Vfh² = Va/Vf

Va >>>>>>>>>>>> ?Va >>>>>>>>>>>> ?

Proporción de la variación fenotípica de una Proporción de la variación fenotípica de una población atribuible a la variación población atribuible a la variación

genotípica entre individuosgenotípica entre individuos

Si toda la variabilidad fenotípica es de naturaleza ambiental, entonces la heredabilidad es cero.

CUANDO ES ALTA O CUANDO ES BAJA LA h2

Si la varianza fenotípica es de naturaleza genética, entonces la heredabilidad, es igual a uno.

ESTIMACIONES DE LA HEREDABILIDAD (h2)

Estatura en los seres humanos 0.65Producción de leche en vacas 0.35Tamaño de la camada en cerdos

0.05Producción de huevos en la gallina 0.10Longitud de la cola en ratones 0.40Tamaño del cuerpo en Drosophila 0.40

Fuente Gardner, et al, 1998

Carácter h2

HEREDABILIDADHEREDABILIDAD Propiedad fundamental: Las Característica Propiedad fundamental: Las Característica

de la población depende de la Vade la población depende de la Va

Factores de variación: Factores de variación: AmbienteAmbiente EdadEdad Método de estimaciónMétodo de estimación

FORMACIÓN DE FORMACIÓN DE FAMILIASFAMILIAS

SELECCIONSELECCION NO SELECCIÓNNO SELECCIÓN = manejo de reproductores = manejo de reproductores Cuidado con la selección no intencional. Si usted Cuidado con la selección no intencional. Si usted

no conoce porque está descartando ciertos no conoce porque está descartando ciertos fenotipos es mejor no seleccionar.fenotipos es mejor no seleccionar.

No significa no hacer NADA. PrevenciónNo significa no hacer NADA. Prevención::

Desovar peces durante toda la época de maturaciónDesovar peces durante toda la época de maturación Desovar peces con todos los tamaños.Desovar peces con todos los tamaños. No descartar los peces de pobrecrecimiento.No descartar los peces de pobrecrecimiento.

RESPUESTA A LA RESPUESTA A LA SELECCIÓNSELECCIÓN

RESPUESTA A LA RESPUESTA A LA SELECCIÓNSELECCIÓN

Selección Selección ArtificialArtificial

POBLACION ORIGINAL MEDIA = P1

NUEVOS PROGENITORES. MEDIA = Pp

CRUZAMIENTO AL AZAR DE LA NUEVA POBLACION MEDIA = P2

La diferencia entre las medias de los progenitores seleccionados y la de la población original genera lo que se llama DIFERENCIAL DE SELECCION

Pp- P1 = P

La diferencia entre la media de la descencia (P2) y la media de la población original (P1) es la respuesta a la selección de los genes que pasan de una generación a la siguiente.

A esta diferencia se le denomina GANANCIA GENÉTICA

P2 – P1 = G

RESPUESTA A LA RESPUESTA A LA SELECCIÓNSELECCIÓN

Como sabemos Como sabemos independientemente de la independientemente de la

estrategia si estamos estrategia si estamos ganando? ganando?

O sea .............Estimar la O sea .............Estimar la respuesta a la selección?respuesta a la selección?

RESPUESTA A LA RESPUESTA A LA SELECCIÓNSELECCIÓN

Control interno y externoControl interno y externo