Genetica agraria - appunti

Genetica Agraria

2 gruppi tassonomici

AngiosperteProducono il seme protetto dall'ovario all'interno del frutto

GimnosperteSeme nudo assenza di veri fiori e frutti

Angiosperte

Sistemi riproduttivi

• Propagazione vegetativaPropagazione asessuata che da origine a cloni
• AntifissiaRiproduzione sessuataSi produce un gametofito all'interno di un seme che genera una nuova piantaE' la possibilità di creare nuova variabilità genetica fondamentale per generare nuove caratteristiche geneticamente migliorate
• ApomissiaRiproduzione asessuata per semiIl seme si produce per stimolo su ovario e ovulo senza il ricombino dei gameti
• AmfissiaRiproduzione sessuata per semi con unione dei gameti
• AutogamiaLa fecondazione avviene nella stessa pianta e nello stesso fiore abbiamo quindi gameti maschili e gameti femminili nello stesso fiore che si chiama fiore ermafroditeIl gamete maschile feconda quello femminile che genera un seme che a sua volta genera una pianta identica e mantiene le stesse caratteristiche e gli stessi geni della pianta madreLe piante autogame vengono dette principali ma l'autogamia anche quando queste possono incrociarsi per dare della nuova variabilità genetica

Allogamia

La fecondazione è incrociata, gli individui sono diversi.

Una pianta avrà i gameti maschili, mentre l’altra avrà quelli femminili.

Le piante che si originano non sono uguali a quelle precedenti.

Monoclisio

Portano fiori ermafroditi, si possono produrre sia gameti maschili che femminili; ha la possibilità di autofecondarsi. Es. frumento, mais.

Dioicisio

Sessi separati su piante diverse.

• AABB
• AAbb
• aabb

Linee pure

• AaBb

Ibrido

g^m n^o copie alleliche eterozigoti

2^m n_o gameti

Esempio:

• AABB cc DD = 2⁰ = 1 gamete
• AABbcc = 2¹ = 2 gameti

Con l’autofecondazione si possono ottenere linee pure a partire da ibridi.

Dopo circa 8 generazioni di autofecondazioni avremo quasi tutte linee pure.

Dopo 10 generazioni avremo un miscuglio di linee pure 2^m.

Caratteri Quantitativi

"Non consentono la classificazione in poche classi ben distinte"

Sono definite delle misurazioni:

e.s. altezza di una popolazione di leccio/umana

Si definiscono con entità numeriche, sono anche detti metrica perché definiti da misurazioni e.s. km, m, cm, kg, g, l ecc.

• Molti fenotipi e le relazioni tra genotipo e fenotipo sono complesse. Spesso un genotipo: molti fenotipi, molti genotipi: un fenotipo
• Sono fortemente influenzati dall'ambiente. Produzioni agricole, ambiente, alimentazione hanno una forte influenza
• Sono a variabilità continua. La rappresentazione è tramite la curva gaussiana o il grafico a dispersione. I valori vanno dal più basso al più alto per tutta la gamma di valori
• Sono poligenici. Abbiamo quindi l'azione di più geni che concorrono alla manifestazione di un carattere. Vengono chiamati geni minori perché sono tanti, la trasmissione avviene sempre secondo i principi mendeliani.

Distribuzione di Frequenza in Classi Fenotipiche

La regressione lineare semplice

Quantifica la relazione tra le due variabili con regre.

y = a + bx

Ci dice di quanto varia y (variabile dipendente) quanto x varia di 1 unità.

a = intercetta sull'asse y

b = coefficiente angolare della retta (coefficiente di regressione)

Con la regressione si ottiene il miglior adattamento dei punti alla retta.

Con b = 0 la retta è orizzontale parallela all'asse x.

Con b = 1 la retta sarà a 45°.

La retta esprime il miglior adattamento ai punti.

MODELLO DI MATHER

aa _____ Aa _____ AA additività assente di dominante

aa _____ Aa _____ AA Dominanza incompleta

aa _____ Aa _____ AA ^{AA Dominanza completa}

AA _____ Aa Superdominanza

La superdominanza dona nella progenie una grandissima variabilità, quindi non può essere utilizzata nelle generazioni successive.

SPECIE AUTOGAME

ESEMPIO TRITICUM DURUM

P₁

P₂

F₁ (P₁ x P₂)

F₂ (autofecondazione F₁)

Si va a misurare un carattere quantitativo

P₁ e P₂ sono linee pure hanno solo varianza ambientale

F₁ l’ibrido tra P₁ e P₂ è geneticamente omogeneo anche con P₁ x P₂ quindi hanno solo varianza ambientale

F₂ è ottenuta dall’autofecondazione di F₁ avremo due forme varietà genetica

Si calcola sommando la varianza genetica a quella ambientale

S_P = S_G + S_E –> per trovare la varianza genetica –> S_G = S_P2 - S_E2

• S_{P1, P2, F1}/3 = S_E
• S_F2 = S_G + S_E
• S_Gx = S_F2 - S_{(P1, P2, F1)}/3

Varianza fenotipica totale

Varianza ambientale

Regressione Genetica

• Cause genetiche e cause ambientali determinano la regressione genetica.
• Gli effetti di dominanza sono effetti genotipici e non possono derivare dalla presenza di eterozigoti che manifestano fenotipicamente le stesse caratteristiche che degli omozigoti dominanti fanno del recessivo quindi otteniamo anche om\.

Effetti di Dominanza

Effetti di dominanza causano regressione genetica a causa degli effetti genotipici degli eterozigoti.

Effetti Ambientali

• Effetti ambientali che determinano azioni di mascheramento.
• Qui sono genotipi di omozigoti recessivi se si manifestano fenotipicamente come in AA omozigote dominante questi a causa di effetti ambientali che non possono esseri trasmessi alla progenie.

Frequenze Geniche (Alleliche)

Per conoscere le frequenze degli alleli R e R' si può procedere in due modi.

1. Metodo della conta dei geni
2. Metodo delle frequenze genotipiche

Metodo della conta dei geni

Ogni individuo ha ricevuto un allele dal padre e uno dalla madre attraverso i gameti:

• 40 gameti R → 20 individui bianchi RR
• 80 gameti R' + 20 gameti R → 20 individui neri RR'
• 120 gameti R' → 60 individui rossi R'R'

Complessivamente sono stati necessari:60 gameti R + 140 gameti R' su 200 gameti totali

g(R) = 60/200 = 0.3 (30% R)g(R') = 140/200 = 0.7 (70% R')

Possiamo calcolare R anche:

P(R) = 0.3Q(R') = 0.7

p = frequenza allele dominanteq = frequenza allele recessivo

P(R) + q(R') = 1

B6

Se una popolazione è in equilibrio Hardy-Weinberg, la frequenza dei fenotipi recessivi rappresenta la frequenza degli omozigoti recessivi, quindi le frequenze geniche possono essere calcolate nel modo seguente:

• q² = omozigoti recessivi
• p = 1 - q

Nelle popolazioni, le frequenze genotipiche osservate e quelle attese sulla base dell'equilibrio Hardy-Weinberg vengono confrontate con un test statistico come il test del chi-quadrato (x²).

n° 10 bianca RR

n° 10 nera AR

n° 80 rossa RR

frequenze genotipiche assolute osservate

Le frequenze alleliche (relative) osservate saranno:

• P(R) = x + 1/2 y = 0.1 + 0.05 = 0.15
• q(R') = z + 1/2 y = 1 - 0.15 = 0.85

Le frequenze genotipiche (relative e assolute) attese (medie ipot.) di equilibrio H. W. saranno:

• p²(RR) = (0.15)² = 0.0225 -> 2 bianchi
• 2pq (AR) = 2(0.15)(0.85) = 0.2550 -> 26 neri
• q²(RR') = 0.85² = 0.7225 -> 72 rossi