19/11/2016. Estructura de la clase: Introducción. Parámetros Genéticos: Correlaciones. Respuesta correlacionada

Transcripción

1 Universidad de la República Facultad de Agronomía Parámetros Genéticos: Correlaciones. Respuesta correlacionada Curso de Zootecnia Ing. Agr. (Mag.) Washington Bell Montevideo Noviembre, 2016 Estructura de la clase: Introducción: Características relacionadas. Un poco de historia. Correlaciones: Definición. Tipos (fenotípica, genética y ambiental). Respuestas o Progreso genético: Directo. Indirecto. Utilidad. 2 Introducción Punto de partida del Mejoramiento Genético Definir claramente el objetivo de selección Objetivo de selección: característica que se desea mejorar genéticamente debido a su importancia económica. Pero Nosotros seleccionamos animales, no genes Aunque la selección tenga por objetivo mejorar un solo carácter, simultáneamente se están también seleccionando, en forma indirecta, otros caracteres asociados al objetivo. 3 1

2 Ejemplo 1: Supongamos que seleccionamos animales por peso de vellón Estos animales tienen alelos que codifican para otras características: Diámetro, Peso del cuerpo, etc. 4 Cuando un individuo es seleccionado por alguna cualidad positiva: Trasmitirá su superioridad en dicha característica... y también su superioridad (o inferioridad) en muchas otras Se producirá un cambio genético en estas características? De qué dependerá y cuanto valdrá? Se deben entender las causas de asociación entre características y su consecuencia en la selección. 5 Ejemplo 2: Supongamos que queremos seleccionar cerdos por contenido de magro de la canal A menor EGD mayor contenido de magro pero también menor contenido de grasa intramuscular y por lo tanto carnes menos tiernas y menos sabrosas 6 2

3 Cómo podemos usar las correlaciones? Cuando las características son medidas posmortem. Cuando son costosas de medir. Qué sucede si existe una característica asociada? Lograré algún cambio genético de modo indirecto (respuesta correlacionada)? Selección simultánea por más de una característica que afectan o están relacionadas a los ingresos y/o costos de los establecimientos. Litros de leche Contenido de grasa Eficiencia reproductiva Índices de selección 7 Un poco de historia Los criadores creen que extremidades largas están casi siempre acompañadas por cabezas alargadas. Gatos de ojos azules son invariablemente sordos. Los animales de pelo largo y grueso suelen poseer cuernos largos y numerosos. Charles Darwin, El origen de las especies. 8 Un poco de historia Aun cuando la selección ha sido aplicada por el hombre a un carácter sólo, se encontrará invariablemente que, si bien esta parte, ya sea la flor, el fruto o las hojas, ha cambiado grandemente, casi todas las otras se han modificado un poco. Esto puede atribuirse, en parte, al principio de la correlación del crecimiento Charles Darwin, El origen de las especies. Cuando los valores de una variable varían sistemáticamente con respecto a cambios en los valores de la otra, decimos que dichas variables están correlacionadas 9 3

4 Objetivos de la clase 1. Entender las causas de las asociaciones entre características. 2. Ver las consecuencias de estas asociaciones en la selección. 10 Cómo valoramos la asociación entre dos variables (caracteres)? El parámetro que nos da tal cuantificación es el coeficiente de correlación lineal de Pearson «r». Cuantifica la intensidad de la relación lineal entre dos variables. Es una medida estadística de asociación y expresión estandarizada de la variación conjunta entre dos variables. Es un parámetro poblacional. Toma valores entre -1 y 1. r XY = Cov (X, Y) σ X σ Y 11 Clasificación de las correlaciones Según la fuerza (altas, medias o bajas) Según el sentido (directa o positiva e inversa o negativas) Según nuestro interés (favorables o desfavorables) En el contexto del curso: Correlaciones fenotípicas Correlaciones genéticas Correlaciones ambientales 12 4

5 Según su grado o fuerza Correlación perfecta r = -1 Correlación alta r = 0,8 Correlación media r = -0,4 Sin correlación r = 0 13 Según su grado o fuerza Muy baja < 0,2 Baja 0,2 0,4 Moderada 0,4 0,6 Alta 0,6 0,8 Muy alta > 0,8 14 Según el sentido Correlación directa o positiva Correlación inversa o negativa 15 5

6 Según nuestro interés La r A de peso de vellón sucio (PVS) y diámetro de fibra (DF) es de 0,3 Correlación baja, positiva y desfavorable: al seleccionar para aumentar PVS, indirectamente aumento el diámetro, lo cual es desfavorable, debido a que la lana aumenta su valor con un menor diámetro. 16 Otro ejemplo: La r A entre presencia de lunares y PVS se estimó en - 0,3 (Sánchez y col., 2011): Correlación negativa y favorable: Seleccionar por un mayor mérito genético para peso de vellón disminuiría el de número de lunares. Nota: Correlación negativa desfavorable 17 Tipos de correlación Correlación fenotípica (r P ) Correlación genética (r A ) Correlación ambiental (r E ) 18 6

7 Correlación fenotípica (r P ) Medida del grado de asociación entre el desempeño (o medida fenotípica) en una característica y el desempeño en otra. Las causas de la r P observada entre dos caracteres no son necesariamente genéticas. Aunque haya una r P positiva entre 1 y 2, la selección por 1 no necesariamente es unarespuesta o ganancia genética por 2. Si dos caracteres tienen una correlación fenotípica de cero no implica que sean totalmente independientes genéticamente. La dependencia genética esta dada por la correlación genética. r P1P2 = Cov (P1, P2) σ P1 σ P2 19 Algunos ejemplos Correlaciones fenotípicas en ovinos (Sienra y col., 2011): Resistencia de mecha y PVS: r P = 0,42 Resistencia de mecha y PVL: r P = 0,4 Resistencia de mecha y DF: r P = 0,38 Bovinos: Peso al nacimiento y Peso al año: r P = 0,35 20 Correlación genética (r A ) Grado de asociación entre el valor de cría (A) de una característica y el A de otra. No se puede medir. Se estima con información de estructura familiar, semejanza entre parientes. r A1A2 = Cov (A1, A2) σ A1 σ A2 Cuando dos caracteres están correlacionados genéticamente puedo utilizar (medir) uno de ellos (el criterio de selección) para mejorar otro debido a su importancia económica (objetivo de selección). 21 7

8 Ejemplo Producción de leche (PL) y % de grasa (r A = - 0,3): Los genes que incrementan la PL, incrementan el contenido de agua, llevando a disminuir el contenido de grasa. Consecuencia: selecciono PL, disminuye % grasa La r A es la que nos interesa en mejoramiento genético debido a que nos indica las consecuencias en el carácter asociado al momento de la selección. 22 Causas de la correlación genética Pleiotropía: un mismo gen determina la expresión de dos características (permanente). Peso al nacer Peso al destete AA Bb cc Dd Ee ff GG Ligamiento: genes responsables de las características asociadas se heredan juntos por tener ubicaciones cercanas en el ADN. Tiende a desaparecer por entrecruzamiento (transitorias). 23 Correlación ambiental (r E ) Grado de asociación entre los desvíos ambientales (más las fuentes genéticas no aditivas). Ejemplo: Peso al nacimiento y Peso al año r E1E2 = Cov (E1, E2) σ E1 σ E2 La asociación entre el ambiente prenatal y postnatal es positiva pero muy baja (r E = 0,1). El ambiente del ternero antes de nacer está poco relacionado al quetiene el ternero desde el nacimiento al año. 24 8

9 Relaciones entre correlaciones Diagrama de paso r E1E2 r A1A2 E 1 A 1 A 2 E 2 Coeficientes de paso o Correlaciones parciales h e 1 h 2 1 e 2 P 1 P 2 r P1P2 25 h 2 = σ A 2 σ P 2 e 2 = σ E 2 σ P 2 e 2 = 1 h 2 h = σ A σ P h 2 + e 2 = 1 Porción de la varianza fenotípica no explicada por efectos aditivos e = 1 h 2 = σ E σ P 26 La ecuación que relaciona todos estos valores es: r P1P2 = r A1A2 h 1 h 2 + r E1E2 e 1 e 2 Esto indica que la contribución relativa de la r A y de la r E a la r P es función de las heredabilidades de ambos caracteres. Atención: No es la suma simple de las correlaciones: r P r A + r E 27 9

10 A tener en cuenta La r es un parámetro poblacional. Correcto: Hablar de la correlación entre PVS y DF Incorrecto: Decir que el Carnero 100 tiene un VC para PVS que está altamente correlacionado con el VC para DF. 28 Parámetros genéticos y fenotípicos para caracteres productivos en cerdos GD EGD PM GD 0,39 0,36 0,39 EGD 0,59 0,32 0,16 PM 0,20 0,02 0,15 r P GD: Ganancia diaria EGD: Espesor de grasa dorsal PM: Profundidad muscular Fuente: Oh & See, r A 29 Hemos visto Definición y cálculo de una Correlación (r). Tipos: Fenotípica Genética Ambiental r P = r A1A2 h 1 h 2 + e E1E2 e 1 e 2 Lo importante es que la r A nos dice en que dirección seleccionaremos indirectamente por el carácter 2 cuando practicamos selección por el carácter

11 Respuesta indirecta o correlacionada Para qué utilizamos las r A? Practicar la selección indirecta (cambio premeditado) Prever los efectos indirectos de la selección (cambio no premeditado, cuanto se irán a mover las otras características) 31 Selección indirecta: usando características indicadoras Características indicadoras son caracteres que pueden o no ser importantes por sí mismos pero que son usados en la selección por su relación con otros caracteres económicamente importantes Ejemplos: Peso al nacimiento (dificultad al parto) Circunferencia escrotal (fertilidad) Al realizar la selección sobre una característica, hay un cambio genético en todas aquellas que estén correlacionadas con ella. Cuál es la magnitud del cambio genético en una característica X cuando se selecciona por la característica Y? 32 Respuestas a la selección Respuesta directa en X: se selecciona por un carácter X y se mide la respuesta de selección en ese carácter (R x ). R X = i X. r AC. σ AX Respuesta indirecta o correlacionada (RC): Se selecciona por un carácter Y, midiéndose la respuesta obtenida en el carácter X. RC X/Y = i Y. r AC. r AX,Y. σ AX 33 11

12 Ejemplo Un productor posee un rodeo de 600 vacas. Información disponible: h 2 peso promedio al destete (PD) = 0,25 h 2 peso promedio a los 18 meses (P18) = 0,5 i de los machos es 2,26628 i de las hembras es 0,68914 VA PD = 100 kg 2 VA P18 = 450 kg 2 r A(PD-P18) = 0,69 34 Progreso genético generacional posible de obtener seleccionando directamente por P18 (machos y hembras juntos) R P18 = i P18. h P18. σ AP18 R P18 = 0, , , = 22,17 kg 35 Progreso genético generacional posible de obtener en P18 seleccionando por PD RC P18/PD = i PD. h PD. r APD,P18. σ AP18 RC P18/PD = 0, , ,25. 0, = 10,81 kg 36 12

13 Cuándo conviene utilizar la selección indirecta? Un modo de evaluarlo es hallando el cociente entre RC y R e interpretando el resultado: RC X/Y R X = i Y. r AC. r AX,Y. σ AX i X. r AC. σ AX Continuando con el ejemplo anterior RC P18/PD R P18 10,81 kg = = 0, 49 22,17 kg Selección directa > 1 con la selección indirecta se logra mayor PG < 1 con la selección directa se logra mayor avance. 37 Otro ejemplo Información disponible: h 2 peso al destete (PD) = 0,25 h 2 peso de borrego (PB) = 0,45 r A(PD-PB) = 0,8 RC PD/PB = i PB. h PB. r APD,PB. σ APD R PD i PD. h PD. σ APD RC PD/PB R PD = 0,45. 0,8 = 1, 07 0,25 Selección indirecta 38 La selección indirecta es más eficiente si: Si hay una correlación genética alta, positiva o negativa, entre los dos caracteres. Si la h 2 del carácter secundario (Y) es mucha más alta que el carácter principal (X). Circunferencia escrotal (mayor h 2 ) Fertilidad (baja h 2 ) 39 13

14 La selección indirecta es útil si: El carácter principal es costoso y difícil de medir (caracteres posmortem). La exactitud de la estimación del VC del carácter principal es baja. El tiempo requerido es mucho. Restringido a un solo sexo (Producción de leche). 40 Vimos La correlación es un indicador del grado de asociación entre dos variables Tipos: r P, r A, r E r P = r A1A2 h 1 h 2 + e E1E2 e 1 e 2 Desde el punto de vista de la selección lo que interesa es la correlación genética. Lo importante es que la r A nos dice en que dirección seleccionaremos indirectamente por el carácter 2 cuando practicamos selección por el carácter 1. Respuesta directa y correlacionada (Usos) Cuando existen asociación entre características, la selección indirecta presenta ventajas para características costosas y de difícil medición. 41 Para profundizar: Libro Mejoramiento Genético Animal de Cardellino y Rovira Capítulo 6: Correlación genética, pp 92:

15 Algunos anuncios Parcial 1 (40 pts.): Sábado 5 de noviembre, 9:00 hs Temas: Teórico: Hasta Correlaciones y RC Práctico: Hasta h 2 y R Distribución desalones estarán disponibles en Agros Clases de consulta: Viernes 4, salón 2010, de 15:00-17:00 hs. Foro de consulta en Agros: Desde el jueves 3/11 a las 12:00 hs hasta el viernes 4/11 a las 22:00 hs. Algunas de las fórmulas para el parcial estarán disponibles en Agros