Коэффициент генетического сходства (родства)

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 15 из 22Следующая ⇒

Предок

Ход инбридинга

0.5ⁿ

Коэффициент инбридинга

Вест (В)

АХБ

0.5²=0.250

0.125×(1+f_B)=0.141

Асси (Ж)

ГАХБВ

0.5⁴=

=0.5³=0.125

0.062

Моро (Е)

ВАХБД

0.5⁴=

Джой (М)

ЗГАХБДИ

0.5⁶=

=0.5⁵

Ялта (Л)

ЖВАХБДЕ

0.5⁶=

=0.5⁴=0.062

0.031

Ялта (Л)

ЖГАХБВЕ

0.5⁶=

=0.5⁵

Ялта (Л)

ЖГАХБДЕ

0.5⁶=

Наль (К)

ЕВАХБДИ

0.5⁶=

=0.5⁵=0.031

0.016

Хэппи (Н)

ЗГАХБДИ

0.5⁶=

Сумма 0.250

Примечание – Вест сам заинбридирован на Ялту (Л), и это усиливает гомозиготность Рэма.

Рисунок 17 - Инбридинг Веста (В) учитывается отдельно

И поправка (1+f_B) должна быть включена в коэффициент инбридинга Веста.

Имеется следующая математическая закономерность:

Например:

Таким образом, общий суммарный коэффициент инбридинга пробанда Х (Рэма) равен сумме всех коэффициентов 0.25 или 25 %. Иначе, эта цифра показывает высокую вероятность того, что 25 % всех генов Рэма перешло в гомозиготное состояние.

Если F_X (степень гомозиготности) меняется от 0 до 1 (или от 0 до 100 %), то степень гетерозиготности представляет собой 1‑F_X.

Гетерозиготность равна 100 %, когда сочетание полностью аутбредно, и равна 0, когда F_X=1 или 100 %.

Ни того, ни другого практически не бывает. Но нужно стремиться, чтобы в ряду поколений гетерозиготность уменьшалась, а гомозиготность увеличивалась медленно.

Для более быстрых расчетов можно пользоваться следующей таблицей. Важно только учитывать все встреченные в родословной инбридинги.

Таблица 14 - Значение коэффициентов инбридинга в процентах

Ряд родословной отца

Ряд родословной матери

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

I

-

25.000

12.500

6.250

3.120

1.560

0.780

0.390

II

25.000

12.500

6.250

3.120

1.560

0.780

0.390

0.200

III

12.500

6.250

3.120

1.560

0.780

0.390

0.200

0.100

IV

6.250

3.120

1.560

0.780

0.390

0.200

0.100

0.050

V

3.120

1.560

0.780

0.390

0.200

0.100

0.050

0.025

VI

1.560

0.780

0.390

0.200

0.100

0.050

0.025

0.013

VII

0.780

0.390

0.200

0.100

0.050

0.025

0.013

0.006

VIII

0.390

0.200

0.100

0.050

0.025

0.013

0.006

0.003

Таблица 15 - Классификация тесноты инбридинга

Название инбридинга

Типы инбридинга по Шапоружу

Коэффициент Райта

Инбредная линия

Спаривание братьев с родными сестрами или родителей с детьми в ряде поколений

0.4 и выше (40 % и выше)

Очень тесный (кровосмешение)
 in-and-in breeding

Спаривание братьев с сестрами (II‑II на отца + II‑II на мать).

Спаривание родителей с детьми I‑II, II‑I

0.25 (25 %)

0.25 (25 %)

Тесный или близкий
 close breeding

Спаривание деда с внучкой III‑I, бабки с внуком I‑III, полубрата с полусестрой II‑II

Спаривания III‑II, II‑III, I‑IV, IV‑I

0.125 (12.5 %)

0.125 (12.5 %)

0.062 (6.25 %)

Умеренный
 line breeding

Спаривания III‑III, I‑V, V‑I

Спаривания II‑V, V‑II, III‑IV, IV‑III, I‑VI, VI‑I

Спаривания IV‑IV, III‑V, V‑III, II‑VI, VI‑II

0.031 (3.12 %)

0.156 (1.56 %)

0.008 (0.78 %)

Отдаленный

Спаривания IV‑V, V‑IV

Спаривания V‑V

Спаривания V‑VI, VI‑V

И далее

0.004 (0.39 %)

0.002 (0.20 %)

0.001 (0.10 %)

При отдаленных инбридингах, конечно, могут проявиться в фенотипе потомка скрытые рецессивные гены, но особого значения для целенаправленного применения отдаленные инбридинги не имеют.

Иногда интересно знать степень родства между двумя особями, то есть выяснить, насколько вероятно, что эти две особи обладают одинаковыми копиями генов.

Например, имеется родственник известного производителя, находящегося в другом питомнике. Если окажется, что родственник и производитель имеют высокий коэффициент родства (генетического сходства), то можно использовать на племя этого родственника. Кроме того, при спаривании двух родственных особей, чем теснее связаны родством две спариваемые особи, тем больше они должны иметь общих генов, и тем большая вероятность, что они передадут их потомству, потомок будет гомозиготным по этим генам. Чем больше общих генов имеют родители вследствие родства, тем более гомозиготным будет их потомство.

Коэффициент генетического сходства между животными X и Y рассчитывается по формуле:

где R_XY – коэффициент генетического сходства между X и Y;

∑ - сигма, означающая сложение;

n – число стрелок, связывающих X и Y через общего предка;

F_X – коэффициент инбридинга особи X;

F_Y – коэффициент инбридинга особи Y;

f_a – коэффициент инбридинга общего предка.

Если особи X и Y и их общий предок не инбредны, то формула приобретает более простой вид:

R_XY=∑0.5ⁿ

Вот несколько примеров:

- коэффициент родства между отцом и сыном (дочерью)

Рисунок 18 - Всего один путь (одна стрелка)

R_SX=0.5¹=0.5 или 50 %

и это действительно так, так как сыну переходит 50 % генов родителя;

- коэффициент родства между полными братьями (сибсами) X и Y

Рисунок 19 - а) родословные; б) стрелочная диаграмма

R_XY=0.5²+0.5²=0.25+0.25=0.5 или 50 %

у полных братьев (сибсов) может быть 50 % одинаковых генов;

- коэффициент родства (генетического сходства) между полубратьями (полусибсами), у полубратьев один отец, но разные матери

Рисунок 20 - а) родословные; б) стрелочная диаграмма

X и Y связывают две стрелки диаграммы

R_XY=0.5²=0.25 или 25 %

полубратья могут иметь примерно 25 % общих генов;

- приведем еще пример, характерный для заводской линии

Рисунок 21 - а) родословная; б) стрелочная диаграмма

Внук и правнук А – пробанд Х – тесно заинбридирован на А, А – не инбреден.

Каково генетическое сходство Х с А?

Применяем формулу

1) определяется коэффициент инбридинга F_X по формуле

от А есть два пути инбридинга ГБХВ (три стрелки) и БХВ (две стрелки)

ГБХВ 0.5²=0.125

БХВ  0.5²=0.125

           _________

           ∑ =0.375

2) составим перечень всех путей, связывающих Х с А

Х←Б←Г←А   n=3    0.5³=0.125

Х←Б←А          n=2    0.5²=0.250

Х←В←А         n=1    0.5²=0.250

                                           _________

                                           ∑ =0.625

3) подставим полученные данные в формулу родства

Внук Х в результате инбридинга на деда А имеет с дедом 57 % общих генов, то есть родство с дедом оказалось большим, чем с отцом, с которым 50 % общих генов;

- еще один пример расчета коэффициента генетического сходства (родства) между животными. В питомнике есть кобель и сука, дети выдающегося производителя Б и разных, но связанных родством матерей. Каков коэффициент генетического сходства между ♂А и ♀Р? Вот их родословные.

♂ А

Б

Г

З

♀ Р

Б

Г

З

И

И

Д

К

Д

К

Л

Л

В

Е

М

С

М

У

Н

Т

Ж

О

Ж

О

П

П

Рисунок 22 - Из родословных видно, что в них много общих кличек

Нужно построить общую стрелочную диаграмму.

Рисунок 23 - У ♂А и ♀Р оказалось 4 общих предка: Б, Ж, М, З

Родство ♂А и ♀Р вычисляется по формуле , так как сука Р не заинбридирована

1) вычислим коэффициент инбридинга для ♂А=F_A

путь инбридинга Н – Е – В – А – Б – Г

2) для вычисления коэффициента родства между ♂А и ♀Р необходимо сложить все пути, соединяющие А и Р

∑0.5ⁿ равна

                           путь А – Б – Р                                 =0.5²=0.250

                           путь А – В – Ж – С – Р                 =0.5⁴=0.062

                           путь А – В – Е – М – С – Р          =0.5⁵=0.031

                           путь А – В – Е – Н – З – Г – Б – Р =0.5⁷=0.008

                                                                           __________

                                                                           ∑ =0.351

Подставим в формулу полученные значения

Таким образом ♂А и ♀Р – близкие родственники и вероятно несут 34.8 % одинаковых аллелей.

Если получить потомство от ♂А и ♀Р, то оно будет заинбридировано на четырех производителей и потому не будет линейным, а уровень гомозиготности у него будет довольно высоким.

Коэффициент Райта у предполагаемого потомства составит

путь А – Х – Р                                дает 0.5²=0.250

путь В – А – Х – Р – С                  дает 0.5⁴=0.062

путь Е – В – А – Х – Р – С           дает 0.5⁵=0.031

путь Н – Е – В – А – Х – Р – С   дает 0.5⁷=0.008

                                                                           ______

                                                                           ∑ =0.351

17.5 % - это уже тесный инбридинг, и получать потомство, заинбридированное на четырех производителей, наверное, не стоит.

Уже не раз встречались слова линия, линейный.

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии