ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ. 5η ΙΑΛΕΞΗ ΠΟΣΟΤΙΚΗ ΚΛΗΡΟΝΟΝΟΜΙΚΟΤΗΤΑ. ΤΕΙ ΚΡΗΤΗΣ Σχολή Τεχνολογίας Γεωπονίας Γενετική Βελτίωση Φυτών ρ. Πριµηκύριος Νικόλας

Transcript

1 ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ 5η ΙΑΛΕΞΗ ΠΟΣΟΤΙΚΗ ΚΛΗΡΟΝΟΝΟΜΙΚΟΤΗΤΑ

2 Ποιοτικά και Ποσοτικά Χαρακτηριστικά Ποιοτικά χαρακτηριστικά και ποιοτική κληρονοµικότητα (πικρότητα αγγουριού, ανθεκτικότητες σε κλαδοσπόριο φουζάριο, ανθεκτικότητα κριθαριού στη σκωρίαση, καυτερότητα πιπεριάς κλπ) Από την άλλη πολλά χαρακτηριστικά µε οικονοµική σηµασία δεν παρουσιάζουν απλό τρόπο κληρονοµικότητας κατά τη διάσχιση των υβριδίων (απόδοση)

3 Ποσοτικά χαρακτηριστικά και ποσοτική κληρονοµικότητα (διάφορες ποικιλίες δεν ταξινοµούνται ως προς την απόδοση σε δύο κατηγορίες υψηλής και χαµηλής, διασταύρωση δύο ποικιλιών στην F 2 δεν κατατάσσονται τα φυτά σε δύο κατηγορίες) Η παραλλακτικότητα ως προς την απόδοση είναι συνεχόµενη και ταξινοµείται σε λίγες ευδιάκριτες κατηγορίες Τέτοια χαρακτηριστικά µελετώνται µε ποσοτικές µετρήσεις (kg για την απόδοση, cm για το µέγεθος) και µε τη χρήση στατιστικών όρων (µέσος όρος πληθυσµού, παραλλακτικότητα, διασπορά, συσχέτιση)

4 Θεωρητική κατανοµή στην F 2 ενός χαρακτηριστικού που κληρονοµείται µε 1, 2, 3 γονίδια ΑΡΙΘΜΟΣ ΑΤΟΜΩΝ ΑΡΙΘΜΟΣ ΑΤΟΜΩΝ ΤΙΜΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟΥ ΤΙΜΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟΥ ΑΡΙΘΜΟΣ ΑΤΟΜΩΝ ΤΙΜΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟΥ...

5 ΠΟΙΟΤΙΚΑ Κληρονοµούνται µε έναή ελάχιστα γονίδια Παραλλακτικότητα Ασυνεχής, τα άτοµα ταξινοµούνται σε ευδιάκριτες κατηγορίες Επίδραση από το περιβάλλον µικρή ή καθόλου ΠΟΣΟΤΙΚΑ Με πολλά γονίδια που το καθένα συµβάλλει αθροιστικά στο τελικό αποτέλεσµα Συνεχής, µε πολύµικρές διαφορές µεταξύ των ατόµων Μεγάλη (έννοια του συντελεστή κληρονοµικότητας) Μελέτη της κληρονοµικότητας µε ταξινόµηση σε ξεχωριστές φαινοτυπικές κατηγορίες που ακολουθούν τους νόµους του Μέντελ Με στατιστικούς όρους (µέσος όρος, διασπορά, παραλλακτικότητα, παλινδρόµηση, συσχέτιση)

6 ΑΡΙΘΜΟΣ ΑΤΟΜΩΝ ΉΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ιάσχιση ποσοτικών χαρακτηριστικών Βασίζεται στον υπολογισµό στατιστικών παραµέτρων (µέσος όρος και διασπορά) Κλασσική η µελέτη από τον East το 1900 του µεγέθους του άνθους του καπνού KANONIKH KATANOMH ΤΙΜΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟΥ

7 ιάσχιση ποσοτικών χαρακτηριστικών 1. Οι διαφορές δύο ποικιλιών γονέων ως προς ποσοτικό χαρακτηριστικό οφείλονται στη διαφορετική γενετική σύσταση εφόσον καλλιεργούνται ταυτόχρονα και στις ίδιες συνθήκες 2. Αν ο κάθε γονέας αυτογονιµοποιείται για πολλές γενιές θα είναι οµοζύγωτος σε όλα τα γονίδια που ελέγχουν το χαρακτηριστικό αλλά παρόλα αυτά θα υπάρχουν µικρές διαφορές που οφείλονται σε µικροδιαφορές του περιβάλλοντος 3. Στην F 1 όλαταφυτάείναιγενετικάπανοµοιότυπα (όπως και στην περίπτωση των ποιοτικών χαρακτηριστικών) και πάλι παρουσιάζουν µικρές διαφορές που οφείλονται σε µικροδιαφορές του περιβάλλοντος

8 ιάσχιση ποσοτικών χαρακτηριστικών 4. Στην F 2 τα φυτά παρουσιάζουν µεγάλες διαφορές µεταξύ τους πάντοτε µεγαλύτερες από την F 1 και των γονέων. Οφείλονται στον ανασυνδυασµό και στη διάσχιση των γονιδίων 5. ιαφορετικά F 2 άτοµα δίνουνµετά από αυτογονιµοποίηση F 3 οικογένειες µέσαστιςοποίεςτα φυτά παρουσιάζουν µέτριες διαφορές, ίσες ή µικρότερες της F 2 γενιάς 6. Στις επόµενες γενιές (F 3, F 4, κλπ) τα φυτά µιας οικογένειας µπορεί να παρουσιάσουν παραλλακτικότητα ίση ή µικρότερη από εκείνη της οικογένειας από την οποία προήλθαν, όχι όµως µεγαλύτερη. Επίσης αυξάνεται η παραλλακτικότητα µεταξύ των οικογενειών και µειώνεται εντός αυτών

9 P 1 P 2 ΑΡΙΘΜΟΣ ΑΤΟΜΩΝ ΉΣΥΧΝΟΤΗΤΑ F 1 F 2 F 3 F 3 ΤΙΜΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟΥ

10 Υπερβατική ιάσχιση Ο µηχανισµός κληρονοµικότητας των ποσοτικών χαρακτηριστικών δεν διαφέρει από εκείνο των ποιοτικών παρά µόνο στον αριθµό των εµπλεκοµένων γονιδίων (πολλαπλά γονίδια) Ενδιαφέρον σηµείο: είναιδυνατόνκάποιοιαπό τους απογόνους, να έχουν στην F 2 τιµές του χαρακτηριστικού εκτός του εύρους των γονέων (µικρότερη από το µικρότερο ή µεγαλύτερη από το µεγαλύτερο). Οτρόποςαυτόςδιάσχισηςενός ποσοτικού χαρακτηριστικού καλείται ΥΠΕΡΒΑΤΙΚΗ ΙΑΣΧΙΣΗ και µας ενδιαφέρει ιδιαίτερα στη Βελτίωση Φυτών

11 ΥΠΕΡΒΑΤΙΚΗ ΙΑΣΧΙΣΗ P 1 P 2 ΑΡΙΘΜΟΣ ΑΤΟΜΩΝ ΉΣΥΧΝΟΤΗΤΑ F 1 F 2 F 3 F 3 ΤΙΜΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟΥ

12 Συντελεστής Κληρονοµικότητας Οι διαφορές δύο φυτών ως προς την απόδοση οφείλονται στην κληρονοµική τους σύσταση και την επίδραση του περιβάλλοντος Η αποτελεσµατικότητα της επιλογής ως προς ποσοτικό χαρακτηριστικό εξαρτάται από το κατά πόσο οι διαφορές είναι γενετικές ή οφείλονται στο περιβάλλον (το ποσοστό της παραλλακτικότητας που οφείλεται στη γενετική σύσταση) Ο βαθµός κατά τον οποίο η παραλλακτικότητα ενός ποσοτικού χαρακτηριστικού µεταβιβάζεται στους απογόνους καλείται Συντελεστής Κληρονοµικότητας (το ποσοστό της ολικής παραλλακτικότητας που οφείλεται στα γονίδια)

13 Υπολογισµός Συντελεστή Κληρονοµικότητας Στατιστικά από τη διασπορά V = Σd 2 /(n-1) Είναι η συνολική φαινοτυπική διασπορά Χωρίς αλληλεπίδραση γονοτύπου περιβάλλοντος V P = V G + V E Συντελεστής Κληρονοµικότητας µε τηνευρεία έννοια: Η = V G / V P ή Η = V G / (V G + V E ) Συντελεστής Κληρονοµικότητας µε τηνστενή έννοια: h 2 = V A + V P Κυµαίνεται µεταξύ του 0 και της µονάδας

14

15

16