Markery asistovan

1
Markery asistovaná selekce
2
užitkovost rodokmen
P R O B L É M Y
- úcinnost není 100 - provádíme testy potomstva
trvá dlouho
plemenná hodnota
genetický zisk
3
P O Ž A D U J E M E E F E K T I V I T U

• možnost provést výber u mladých zvírat
• zkrácení generacního intervalu
• vyšší selekcní efekt (zisk za rok)

H L E D Á M E
geny spojené s vysokou užitkovostí resp. lokusy,
kde se tyto geny nacházejí tj. lokusy
kvantitativních vlastností QTL
4
víme, že
vlastnosti ovlivnuje mnoho genu s malým úcinkem
predpokládáme, že
úcinek nekterých polygenu muže být výraznejší
majorgeny
5

• neznáme
• genotyp v QTL
• umístení QTL

hledáme genetické markery
M A R K E RY

• místa, kde se sekvence DNA jedincu liší
• snadno detekovatelný soucasnými metodami
• ve vazbe s QTL

6
prímé markery

• snadnejší využití
• marker je soucástí QTL
• genotyp markeru vždy odpovídá genotypu QTL
• halotanový gen
• myostatinový gen

7
riziko využití

• na genetickém efektu se podílí více než jedna
  mutace (napr. myostatin, nekolik mutací uvnitr
  tohoto genu dává stejný výsledný efekt)
• nesprávná identifikace kandidátního genu jako
  majorgenu

8
neprímé markery

• jsou lokalizovány poblíž QTL
• nejsou prícinou mutace
• nevíme, zda je s QTL vázán jeden nebo nekolik
  markeru

9
u neprímých markeru

• vazba QTL marker je specifická podle rodin
• sledujeme nejméne 2 generace (plemeník x potomci)
• využíváme informace o fenotypu potomku
• vazbu nezjistíme, pokud je plemeník homozygotní v
  markeru nebo QTL

10
postup

1. detekce markeru
2. stanovení vazbové mapy
3. urcení podílu promenlivosti vysvetlené markerem
   sv2
4. identifikace jedincu, kterí nesou žádoucí alelu a
   jejich využití ve šlechtení

11
vazba marker QTL Q varianta QTL s úcinkem
a q varianta QTL s úcinkem 0
M dominantní varianta markeru m recesivní
varianta markeru
12
genetické mapy
udávají poradí genu vzdálenost genu
vzdálenost pravdepodobnost, s jakou
dochází k rekombinaci 1cM 1
rekombinace / 100 meióz 10cM 10 rekombinací /
100 meióz
13
segregace QTL v rámci rodin
sledujeme skupiny polosourozencu potomci
heterozygotních otcu
gamety gamety rekombinace pravdepodobnost
M Q není
M q je
m Q je
m q není
14
pro stanovení úcinku QTL srovnáme ocekávané
prumery skupin potomku podle predané alely
marker QTL frekvence frekvence prumer
M Q 1r / 2 1r / 2 µ a
M q r / 2 r / 2 µ
m Q r / 2 r / 2 µ a
m q 1r / 2 1r / 2 µ
Prumer
M (1-r)(µ a) / 2 (r . µ) /2 / 0,5 µ (1-r) a (1-r)(µ a) / 2 (r . µ) /2 / 0,5 µ (1-r) a (1-r)(µ a) / 2 (r . µ) /2 / 0,5 µ (1-r) a (1-r)(µ a) / 2 (r . µ) /2 / 0,5 µ (1-r) a
m r(µ a) / 2 (1 - r) µ /2 / 0,5 µ r.a r(µ a) / 2 (1 - r) µ /2 / 0,5 µ r.a r(µ a) / 2 (1 - r) µ /2 / 0,5 µ r.a r(µ a) / 2 (1 - r) µ /2 / 0,5 µ r.a
Rozdíl (1-2r) a (1-2r) a
15
pokud není rozdíl mezi skupinami s alelou M a m
pak

• nemáme QTL
• efekt QTL je nízký
• rekombinace je blízká hodnote 0,5

• z diference (1-2r) a nerozlišíme, zda
• je velký úcinek QTL a volná vazba
• je nízký úcinek QTL a pevná vazba

16
vztah marker - alelaa

• využití 2 markeru
• intervalové mapování (REML)
• regresní metody

detekce QTL narušení vazby

• krížení inbredních linií
• zpetné krížení
• krížení outbredních populací

17
Grandsire design (Weller et al. 1990)

• metodický postup pro stanovení vztahu markeru a
  vlastnosti vypracovaný pro dojený skot
• v plánu pokusu vycházíme od dedu heterozygotu
  (Qq) v daném markeru
• u jejich synu zarazených v inseminaci zjistíme
  alelu prenesenou od deda (Qxq)
• syny rozdelíme do podskupin podle prenesené
  alely
• syny vyhodnotíme podle užitkovosti dcer (kontrola
  dedicnosti)
• rozdíly mezi prumernými plemennými hodnotami mezi
  skupinami uvnitr dedu jsou zpusobeny markerem

18
význam využití informace o QTL

• nízká dedivost vlastnosti
• vlastnost se projevuje jen u jednoho pohlaví
• znak není meritelný pred dospelostí jedince
• merení znaku je obtížné nebo vyžaduje usmrcení
  zvírete

19
význam je odvozen od

• velikosti úcinku QTL
• frekvence Q alely v populaci pokud je v populaci
  fixovaná, MAS nemuže prinést zlepšení
• pravdepodobnosti, že Mm jedinec predá Q alelu

20
zpresnení odhadu plemenné hodnoty
21
modelování efektu genotypu QTL
y Xb Wq Zu e
22

• muže prinést krátkodobé zvýšení efektu selekce o
  2-30
• nelze pocítat, že nahradí klasickou selekci
  založenou na principech populacní genetiky
• muže negativne ovlivnit odezvu na selekci u
  ostatních polygenu.