Dzień dobry, moje nazwisko Wójcik Ewa, jestem pracownikiem Instytutu Zootechniki i Rybactwa
na Wydziale Nauk Rolniczych Uniwersytetu w Siedlcach.
Chcę Państwu przedstawić praktyczną część tematu genetyki cech produkcyjnych u zwierząt.
Zademonstruję Państwu trzy przykłady zadań cech produkcyjnych w kategorii cech ilościowych.
Zadanie pierwsze. Przyjmujemy, że grubość słoniny u 100 kg tuczników wyznaczona jest przez dwie pary genów.
A duże, A małe i B duże, B małe.
Genotyp podwójna homozygota recesywna A małe, A małe, B małe, B małe daje najmniejszą grubość słoniny równą 2 cm.
Geny oznaczone dużą literą A duże, B duże, czyli geny dominujące pogrubiają słoninę dodatkowo o pół centymetra.
Para zwierząt ma genotypy. Jest to podwójna heterozygota A duże, A małe, B duże, B małe,
homozygota pod względem pierwszej pary alleli i heterozygota pod względem drugiej pary alleli, A małe, A małe, B duże, B małe.
Mamy sprawdzić czy w potomstwie tej pary rodziców może wystąpić transgresja. Jeżeli tak to mamy podać u jakiej części potomstwa to zjawisko zostało stwierdzone.
Co musimy zrobić? Po pierwsze musimy wypisać sobie wszystkie założenia, które wynikają z treści zadania.
Wypisujemy, że allele dominujące A i B duże mają wpływ korzystny, natomiast allele recesywne A małe, B małe niekorzystne na zwiększanie grubości słoniny.
Oraz musimy jeszcze zrobić jedno założenie, że mamy do czynienia tylko z addytywnym działaniem genów.
Kolejna informacja, która wynika z treści zadania to jest fakt, że każdy gen oznaczony dużą literą, czyli A duże i B duże, zwiększa nam dodatkowo grubość słoniny o pół centymetra.
Kolejna informacja, genotyp A małe, A małe, B małe, B małe daje nam grubość słoniny wynoszącą 2 centymetry.
Kolejną rzeczą, którą musimy zrobić to musimy wykonać krzyżówkę genetyczną wypisując rodziców, których mamy podanych w treści zadania.
Pierwszym rodzicem będzie podwójna heterozygota mająca genotyp A duże, A małe, B duże, B małe.
Drugim rodzicem będzie osobnik, który ma genotyp A małe, A małe, B duże, B małe.
Kolejną rzeczą jaką musimy wypisać to gamety, jaką będą produkowali, nasi rodzice, czyli ojciec i matka.
Rysujemy szachownicę Punnetta, gdzie poziomo wypiszemy sobie gamety produkowane przez samca, natomiast pionowo wypiszemy gamety produkowane przez matkę.
Gamety to jest mieszanina genów pierwszej pary Alleli z genami drugiej pary Alleli.
I tak na przykład samiec będzie produkował gametę, która będzie składała się z genów dominujących z A dużego i B dużego.
Może też mieć taką gametę jak A małe, B duże, A duże, B małe i A małe, B małe.
Samica, matka będzie produkowała tylko dwa rodzaje gamet.
Gametę z genem recesywnym pierwszej pary Alleli, czyli A małe, B duże i A małe, B małe.
Kolejnym krokiem jest połączenie poszczególnych gamet od samca z gametami samicy.
Pierwsza razy pierwsza, czyli pierwsza od samca razy pierwsza od samicy da nam genotyp A duże, A małe, B duże, B duże.
Druga gameta od ojca razy pierwsza gameta od matki da nam genotyp A duże, A małe, B duże, B małe.
Trzecia razy pierwsza da nam genotyp A małe, A małe, B duże, B duże.
Czwarta gameta od ojca razy pierwsza od matki da nam genotyp A małe, A małe, B duże, B małe.
Identycznie postępujemy złączeniem drugiej gamety od matki z wszystkimi gametami od ojca, czyli pierwsza gameta od ojca razy druga gameta od matki
mamy potomka, który ma genotyp A duże, A małe, B duże, B małe.
Druga razy druga A duże, A małe, B małe, B małe.
Trzecia gameta od ojca razy druga od matki da nam genotyp A małe, A małe, B duże, B małe.
Czwarta razy druga A małe, A małe, B małe, B małe.
Kolejną rzeczą, którą musimy zrobić, to musimy określić wartości fenotypowe danej cechy.
Musimy rozpocząć od wypisania wartości fenotypowej naszych rodziców.
Żeby to zrobić, to musimy sobie przypomnieć założenie podstawowe, które w treści zadania mieliśmy podyktowane, a mianowicie genotyp podwójna homozygota recesywna daje nam grubość słoniny 2 cm.
Każda duża litera, czyli gen dominujący zwiększa nam masę, wielkość słoniny o pół centymetra.
Mamy dwa geny dominujące, w związku z tym dwa dodać jeden daje nam grubość słoniny wynoszącą 3 cm u ojca, u matki 2,5.
Tak samo szacujemy grubość słoniny u naszego potomstwa.
Dwa centymetry dodać jeden i pół mamy trzy i pół centymetra, dwa dodać jeden trzy, dwa dodać jeden trzy i tak dalej i tak dalej.
Mamy proszę Państwa teraz sprawdzić, czy mamy do czynienia ze zjawiskiem transgresji.
Przy naszym założeniu, że geny dominujące wpływają korzystnie na efekt fenotypowy,
możemy sobie zobaczyć, że u osobnika pierwszego zaznaczonego na zielono mamy najwyższą wartość fenotypową tej cechy,
przewyższającą wartość fenotypową jednego z rodziców.
Nasz rodzic miał grubość słoniny 3 cm, ten potomek ma grubość słoniny 3,5 cm.
U tego właśnie osobnika zanotowano zjawisko transgresji. Jest to jedna ósma część naszego potomstwa.
Drugie zadanie, zakładamy, że krzyżujemy dwa króliki homozygotyczne, jeden o wadze 1000 gramów, drugi o wadze 1900 gramów.
Jeśli zróżnicowanie wagi jest spowodowane trzema parami genów kumulatywnych, a każdy gen powoduje wzrost wagi o 150 gramów w stosunku do 1000 gramów,
co możemy powiedzieć na temat ewentualnej wagi królików w pokoleniu pierwszym i w pokoleniu drugim?
Analogicznie, proszę państwa, postępujemy w przypadku tego zadania jak w poprzednim zadaniu.
W poprzednim zadaniu musimy wypisać sobie wszystkie założenia, które wynikają z treści zadania.
Po pierwsze, wiemy, że allele dominujące mają korzystny wpływ, natomiast allele recesywne mają niekorzystny wpływ na masę ciała królików.
Wiemy też, że mamy do czynienia, musimy sobie zrobić takie założenie, że mamy do czynienia tylko z adytywnym działaniem genów.
Kolejna informacja wynikająca z treści zadania to jest fakt, że każdy gen dominujący oznaczony dużą literą zwiększy nam masę ciała o 150 gramów.
Co my jeszcze wiemy z naszego zadania? Wiemy na pewno, że genotyp potrójnie homozygotyczny recesywny daje nam masę ciała wynoszącą 1000 gramów.
Genotyp z kolei podwójnie homozygotyczny dominujący daje nam masę ciała u królików wynoszącą 1900 gramów.
Wypisujemy wszystkie genotypy rodziców, a następnie gamety, jakie mogą produkować ci rodzice, łączymy następnie gamety męskie z żeńskimi po to, by uzyskać pokolenie potomne.
W pokoleniu potomnym określamy fenotypy, sprawdzamy czy mamy do czynienia ze zjawiskiem transgresji i sprawdzamy czy nasze wartości mają rozkład normalny.
Przed chwilą Państwu powiedziałam, że podstawowym założeniem w treści zadania wynikającym jest fakt, że wszystkie geny dominujące zwiększają nam wartość naszego fenotypu o 150 gramów.
Wiemy też, że jeden z rodziców jest osobnik potrójnie homozygotycznym dominującym, drugim rodzicem jest potrójna homozygota recesywna.
Czyli mamy osobnika o genotypie A duże, A duże, B duże, B duże, C duże, C duże razy osobnik o genotypie A małe, A małe, B małe, B małe, C małe, C małe.
Zarówno ojciec jak i matka produkują gamety. Ojciec produkuje plemniki o składzie genotypowym A duże, B duże, C duże, natomiast matka komórki jajowe z genami A małe, B małe, C małe.
Po połączeniu się tych gamet powstaje nam osobnik z pokolenia pierwszego potrójna heterozygota, czyli osobnik mający genotyp A duże, A małe, B duże, B małe, C duże, C małe.
Znając wartości fenotypowe przypisane do konkretnych genotypów i mając wiedzę, że każdy gen dominujący w genotypie zwiększa nam masę ciała królika o 150 gramów, możemy sobie policzyć jaką wagę ma nasz osobnik z pokolenia pierwszego.
1000, dodać 150, dodać 150, dodać 150 daje nam masę ciała 1450 gramów. Naszego osobnika, nasze osobniki z pokolenia F1 wykorzystamy do tego, by utworzyć krzyżówkę drugą i uzyskać pokolenie potomne F2.
Ojcem będzie potrójna heterozygota, matka będzie również miała genotyp potrójnie heterozygotyczny. Zarówno ojciec jak i matka produkują jakieś rodzaje gamet.
Rysujemy szachownicę Punnetta, gdzie poziomo umieścimy gamety ojca, a pionowo umieścimy gamety matki. Gamety to nic innego jak mieszanina genów pierwszej pary aleli z drugą parą i z trzecią.
Takim przykładem pierwszym może być gameta składająca się tylko i wyłącznie z genów dominujących A duże, B duże, C duże. Druga gameta A duże, B duże, C małe. Trzecia gameta A duże, B małe, C małe.
Następna A małe, B duże, C duże, A małe, B duże, C małe i same recesywne geny. Identycznie rozrysowujemy, rozpisujemy gamety pochodzące od matki.
Kolejnym zadaniem do wykonania w tej treści zadania jest połączenie poszczególnych gamet ze sobą, czyli gamet od pochodzących od ojca z gametami od matki.
Pierwsza razy pierwsza. Da nam osobnika potrójnie homozygotycznego dominującego. On ma genotyp A duże, A duże, B duże, B duże, C duże, C duży.
Druga gameta od ojca razy pierwsza od matki. Powstanie nam osobnik, który ma genotyp A duże, A duże, B duże, B duże, C duże, C małe.
Trzecia razy pierwsza. A duże, A duże, B duże, B małe, C duże, C małe.
Czwarta razy pierwsza. A duże, A małe, B duże, B duże, C duże, C duże. Piąta razy pierwsza. Powstanie nam osobnik o genotypie A duże, A małe, B duże, B duże, C duże, C małe.
Szósta razy pierwsza. A duże, A duże, B duże, B małe, C duże, C małe. Analogicznie postępujemy z pozostałymi gametami.
Kolejną rzeczą jaką musimy sprawdzić i wynika to z treści zadania, mamy zobaczyć czy u naszego pokolenia potomnego drugiego mamy do czynienia ze zjawiskiem transgresji.
Ze zjawiskiem transgresji mamy do czynienia wówczas, tak jak sobie zrobiliśmy założenie, jeżeli zanotujemy wyższe wartości fenotypowe u pokolenia potomnego w porównaniu do ich rodziców.
Nasi rodzice mieli ciężar ciała wynoszący 1450 gramów. Zaznaczamy te króliki, które przewyższyły wartością cechę rodzica.
Jest to ten osobnik, ten osobnik, ten, ten, ten, ten i te. I możemy śmiało powiedzieć, że u tych osobników stwierdzono zjawisko transgresji.
Ostatnią rzeczą, którą musimy zrobić, to mamy sprawdzić czy mamy do czynienia z rozkładem normalnym w przypadku naszej cechy.
By to sprawdzić, proszę państwa, musimy wypisać sobie wszystkie wartości fenotypowe, jakie uzyskaliśmy w całej szachownicy Punnetta, czyli w naszym potomstwie.
Zliczyć poszczególne wartości fenotypowe i te dane umieścić na osi X i Y. Następnie połączyć te poszczególne zaznaczone elementy.
Możemy powiedzieć, że nasza cecha ma rozkład normalny, ponieważ dane przybrały kształt krzywej Gaussa.
Trzecie zadanie. Zakładamy, że ciężar jaj u kur zależy od dwóch par genów o kumulatywnym działaniu.
Stado kur znoszących jaja o średnim ciężarze, 54 gramów, skojarzono z kogutem pochodzącym z dużej rodziny, w której średni ciężar jaj wynosił 58 gramów.
Zakładamy, że każdy gen oznaczony dużą literą, czyli gen dominujący, zwiększa ciężar jaja o jeden gram.
Ustal symbolę genów, napisz prawdopodobne genotypy kur i koguta.
Jakich genotypów i fenotypów możemy oczekiwać u otrzymanych z tych kojarzeń kur?
Jakich genotypów i fenotypów oraz jakich wzajemnych stosunkach liczbowych możemy oczekiwać u otrzymanych kur w pokoleniu drugim, pochodzącym z kojarzeń ptaków uzyskanych z F1?
Rozkład fenotypów mamy przedstawić graficznie. Mamy sprawdzić, czy w potomstwie wystąpi zjawisko transgresji. Jeżeli tak, to mamy zaznaczyć i podać u których osobników.
Czy obok poligenów warunkujących ciężar jaj działają również geny o dużym efekcie?
Wypisujemy wszystkie możliwe założenia wynikające z treści zadania, czyli zakładamy, że allele dominujące oznaczone dużymi literami wpływają korzystnie.
Natomiast allele recesywne oznaczone małymi literami mają niekorzystny wpływ na ciężar jaja.
Każdy gen oznaczony dużą literą zwiększa ciężar jaja o 1 gram.
Genotyp podwójna homozygota recesywna, czyli a małe, a małe, b małe, b małe, warunkuje uzyskania jaj o ciężarze 54 gramy.
Genotyp z kolei homozygota, podwójna homozygota dominująca warunkuje uzyskanie jaj o ciężarze 58 gramów.
Wypisujemy go na typy rodziców pierwszej krzyżówki. Następnie wypisujemy gamety jakie mogą wytwarzać ci rodzice.
A następnie łączymy gamety męskie z żeńskimi tworząc pokolenie potomne pierwsze.
Osobniki z pokolenia pierwszego wykorzystujemy do kojarzenia w celu uzyskania pokolenia drugiego.
Wypisujemy wszystkie możliwe rodzaje gamet wytwarzane przez ojca i matkę. Określamy fenotypy i sprawdzamy czy mamy do czynienia ze zjawiskiem transgresji,
a także sprawdzamy czy nasze dane mają rozkład normalny i czy działa gen o dużym efekcie.
Wypisując sobie założenia podane w treści zadania wiemy, że geny dominujące występujące w genotypie zwiększają nam masę jaja o 1 gram.
Wiemy także, że jeden z rodziców kury od tego rodzica czyli od samca znoszą jajka o masie 58 gramów.
Z kolei osobniki, które mają genotyp A małe, A małe, B małe, B małe znoszą jajka o ciężarze 54 gramów.
Wypisujemy gamety jakie mogą tworzyć nam ci rodzice. Ojciec będzie wytwarzał tylko i wyłącznie plemniki o genotypie A duże, B duże.
Natomiast matka komórki jajowe będzie tworzyła z składem genetycznym A małe, B małe.
Po wyłączeniu się tych dwóch gamet ze sobą powstanie nam osobnik, którym jest podwójną heterozygotą.
Masa jajek jakie będą te osobniki znosić to jest 54 dodać 1 dodać 1 na każdy duży gen.
W związku z tym w sumie mamy masę jajek, które będą te kury znosiły 56 gramowe.
Tego osobnika z pokolenia F1 wykorzystujemy do krzyżówki drugiej, czyli krzyżujemy ze sobą dwa osobniki podwójne heterozygotycznie.
Podwójnie heterozygotycznie, czyli będzie to samiec i samica. Następnie w szachownicy Punnetta wypisujemy gamety jakie będzie produkował ojciec i gamety jakie będzie produkowała matka.
Będzie to gameta, która będzie mieszaniną alleli z pierwszej pary genów i z drugiej pary genów.
Pierwszym takim przykładem może być gameta o składzie genetycznym A duże, B duże, druga A duże, B małe, trzecia A małe, B duże i czwarta A małe, B małe.
Analogicznie postępujemy z gametami matki. Następnie łączymy poszczególne gamety za sobą.
Pierwsza z pierwszą, druga z pierwszą, trzecia z pierwszą, czwarta z pierwszą, pierwsza z drugą, druga z drugą, trzecia z drugą, czwarta z drugą i analogicznie postępujemy z pozostałymi gametami.
Kolejną rzeczą, którą musimy wykonać to musimy sprawdzić czy w pokoleniu potomnym drugim mamy do czynienia ze zjawiskiem transgresji.
Przy naszym założeniu, że geny dominujące zwiększają nam wartość fenotypową sprawdzamy czy w pokoleniu potomnym wystąpi wartość cechy fenotypowej wyższa w porównaniu do ich rodziców.
Wartość fenotypowa jajek w przypadku jednego i drugiego rodzica wynosi 56 gramów. Wszystkie wartości fenotypowe w pokoleniu potomnym drugim, które przewyższają ten wartość zaznaczamy i u tych osobników możemy śmiało powiedzieć, że zanotowaliśmy do czynienia ze zjawiskiem transgresji.
Kolejna element, który musimy wykonać to sprawdzić czy nasza cecha ma rozkład normalny. By sprawdzić tę zależność wypisujemy wszystkie wartości fenotypowe jakie uzyskaliśmy w pokoleniu drugim i wypisujemy ile takich wartości fenotypowych jest odnotowany.
Następnie dane nasze umieszczamy na osi X i Y łączymy poszczególne powiedzmy zaznaczone elementy ze sobą i możemy śmiało powiedzieć, że nasza cecha ma rozkład normalny ponieważ poszczególne wartości cechy fenotypowej przybrały kształt krzywej Gaussa.
Czy mamy do czynienia z genem o dużym efekcie? Nie nie mamy ponieważ gdybyśmy mieli do czynienia z genem o dużym efekcie to krzywa przybrałaby zupełnie inny kształt niż krzywa Gaussa byłaby ona albo prawoskośna albo lewoskośna. My takiego zjawiska nie odnotowaliśmy w związku z tym możemy powiedzieć, że na tym cechę nie działa gen o dużym efekcie. Bardzo Państwu dziękuję za uwagę.