Miglioramento gentico

La selezione naturale e le mutazioni casuali

Può accadere anche il contrario ovviamente. Tutto questo ricade sempre nel discorso delle mutazioni casuali, non è che un ambiente famutare un determinato gruppo di organismi perché in quel modo li rende più adatti alle proprie condizioni, la mutazione è sempre un evento casuale che poi può essere favorita in un determinato contesto e quindi se favorita aumentano i numeri di soggetti che la portano (aumentano le frequenze degli alleli utili; la mutazione che è una reazione del DNA quindi è un allele, se è utile aumenta di frequenza, mentre l’allele negativo invece man mano viene a trovarsi con una frequenza sempre più bassa).

Quindi la selezione naturale si ha ad opera di un ambiente naturale che a seconda della possibilità che un animale ha di trovare cibo o che una pianta ha di crescere in un ambiente perfettamente adatto alle sue esigenze. La selezione naturale è un fenomeno alla quale tutte le specie

vegetali e animali sono state sottoposte e i cambiamenti climatici a cui si assiste portano spesso grandi sconvolgimenti nei numeri proprio perché probabilmente solo pochi soggetti di quella popolazione hanno mutazioni che li rendono più adatti a quel nuovo ambiente.

Che cos'è la selezione artificiale (miglioramento genetico)? È una scelta che compie l'uomo per avere caratteristiche diverse in quella pianta o animale perché ne deve rendere più consone all'ambiente di destinazione. Però dobbiamo evitare di selezionare al punto tale da ridurre l'opportunità di non poter tornare indietro. È la selezione dei geni utili, quindi l'aumento della loro frequenza e la diminuzione di quelli sfavorevoli ed è lo stesso che fa la selezione naturale favorendo una mutazione in un ambiente. Posso scegliere sia per fenotipo ma anche per genotipo se ho tutte le informazioni necessarie per leggere direttamente il DNA.

scegliere quale è l'allele che mi serve anche se il fenotipo ancora non si esprime. 5 È differente questa scelta se ho a che fare con i caratteri qualitativi rispetto a quando invece voglio scegliere i caratteri quantitativi. Nel caso di una pianta ornamentale, se fossi interessato ad avere fiori bianchi sapendo che i bianchi per quella particolare specie sono un carattere qualitativo ed è legato ad un allele recessivo ovviamente prenderei solo piante a fiori bianchi, ridurrei solo quelle e non avrei problemi. Se fossi interessata non ad una caratteristica fenotipica qualitativa ma a caratteristiche produttive o di resistenza (spesso sono carattere quantitativi) non posso semplicemente scegliere un fenotipo perché un fenotipo è legato ad un determinato ambiente. Definizione di carattere quantitativo: carattere poligenico, plurifattoriale per la cui espressione concorrono più geni, più fattori ed è sottoposto all'azionedell'ambiente, oltre ad avere una distribuzione continua perché è un carattere misurabile. Se sono interessato a comprare una vacca che produce tanto latte posso andare da 2 contadini: uno povero e ingenuo, l'altro ricco e furbo. Di fronte ad una situazione di questo tipo potrei andare da quello povero e ingenuo e chiedergli quanto produce la sua vacca e lui può rispondere 60 q.li a lattazione, io allora dico che non è male. Poi vado da quello ricco e furbo e chiedo quanto produce la sua vacca e lui un po' può mentire oppure può dire 80 q.li per lattazione. Quindi tendenzialmente compro quella che produce 80 q.li. Però visto che non so, può accadere che quello furbo ha detto una bugia, ma essendo anche più ricco può darsi che alla vacca dia molto cibo, la massaggia e possa trattarla bene; quello povero fa mangiare la vacca poco perché probabilmente non ha nulla da mangiare e quindi non la tratta

neanche bene. Se porto entrambe in una stalla e utilizzo uno stesso sistema di allevamento, potrei avere che la vacca del povero può arrivare a produrre anche 85 q.li, mentre quella del ricco probabilmente ne produce 70 q.li. Solo confrontandoli in uno stesso ambiente posso stabilire qual è la reale produzione a confronto tra le due vacche così da poter effettuare una scelta perché andando a ridurre l'influenza e la variabilità che l'ambiente ha su questi caratteri posso compiere una scelta. Il miglioramento genetico per i caratteri quantitativi è molto complesso perché nel qualitativo leggo il fenotipo che corrisponde al genotipo e seguo le leggi di Mendel e se conosco il carattere posso scegliere il fenotipo perché ovviamente da quel fenotipo posso ipotizzare un genotipo con fare concreto. Non posso effettuare questa scelta però nel caso di caratteri quantitativi perché essendo influenzati dall'ambiente vanno

Misurati e sottoposti ad una grande analisi statistica affinché io possa togliere la variazione legata agli ambienti e posso stabilire qual è l'animale che posso scegliere perché il carattere che voglio in quel momento è davvero quello migliore. Questo accade anche quando uso le tecniche di molecolare: vado su un solo gene se sono sicuro che quel gene è il responsabile di quel carattere, una volta che l'ho individuato utilizzo quel marcatore che in questo caso probabilmente è la mutazione responsabile di quella reazione positiva ed ecco che anche se il soggetto in questione non esprime il carattere io posso a priori anche semplicemente facendo un'analisi del seme capire quale seme usare e quale no. Quindi nel caso dei qualitativi anche la molecolare va a ricercare un gene specifico che si associa ad un carattere specifico unico. Nel caso dei quantitativi ci sono tantissimi geni che concorrono all'espressione di quel carattere.

tanto ambiente. Quindi, per studiare i caratteri quantitativi, dobbiamo considerare sia l'influenza genetica che quella ambientale. Per fare ciò, utilizziamo la statistica per calcolare l'ereditabilità del carattere, che è una misura della variazione del fenotipo attribuibile alla variazione del genotipo. Ad esempio, se una vacca produce 80 unità di un certo carattere, una parte di queste 80 unità è spiegata dall'ambiente, mentre un'altra parte è dovuta alla genetica. Nel caso del contadino ricco, c'era una maggiore influenza dell'ambiente rispetto alla genetica, quindi l'animale era di buona qualità ma il fenotipo era principalmente influenzato dall'ambiente. Nel caso del contadino povero, invece, il fenotipo era principalmente influenzato dalla genetica e solo in minima parte dall'ambiente.popolazione si sposterà verso destra o verso sinistra. Invece, se la curva è più stretta (con un sigma più basso), significa che ho animali più simili tra di loro e la media della popolazione sarà più vicina al centro della curva. La distribuzione gaussiana o normale è molto importante perché ci permette di capire come si distribuiscono i valori di un carattere quantitativo all'interno di una popolazione. Ci aiuta a comprendere la variabilità di quel carattere e a fare previsioni sulla popolazione. In conclusione, la distribuzione gaussiana o normale ci fornisce informazioni fondamentali sulla variabilità di un carattere quantitativo all'interno di una popolazione.

popolazione verso destra, quindi posso avere man mano per la popolazione quintali di latte medi più elevati, perché seleziono in mezzo a questa variabilità gli animali via via sempre migliori.

Selezionare gli animali migliori significa far riprodurre solo gli animali che in questa circostanza manifestano il fenotipo migliore (fenotipo misurato secondo determinati criteri) ovvero gli animali che hanno una variazione sul DNA associata a quel fenotipo che ancora non conosco, ma statisticamente posso stimare e nel momento in cui ho stimato questa quota di varianza genetica scelgo solo gli stessi animali che hanno una performance migliore e ovviamente se posso riprodurre solo i migliori, abbasserò la frequenza per gli alleli inutili e aumenterò la frequenza di quelli utili.

Per i caratteri quantitativi è importante misurare il carattere e privarlo della variabilità ambientale di coltivazione o allevamento. 2 parametri principali sono la media e

La deviazione standard. Tutti questi calcoli che si effettuano per il miglioramento genetico dei caratteri quantitativi si avvalgono di statistica che può essere applicata in due modi:

• per descrivere un fenomeno
• per effettuare la previsione sul fenomeno

Gli indici di posizione sono quelli che si trovano al centro della gaussiana e in quel caso coincidono perché:

• media: è la sommatoria di tutte le osservazioni diviso il numero di osservazioni
• moda: è il valore che coincide con il valore più frequente quando si contano le osservazioni
• mediana: è il valore che divide in due parti uguali il numero di osservazioni (nel caso della gaussiana coincidono)

Gli indici di dispersione ci indicano l'ampiezza della curva, cioè come i dati si disperdono intorno al valore medio. Per la selezione ci interessa avere tanta variabilità, quindi dobbiamo avere questi indici ampi.

(più l'indice è ampio, più posso scegliere). Se posso scegliere perché ho una curva gaussiana ampia, significa che gli animali sono tanto diversi tra di loro e ovviamente potrò fare molta selezione in quanto ho più scelta, sennò dovrò fare piccoli passi per arrivare a fare piccole scelte per piccoli obiettivi. Dire che ho una ampia variabilità significa dire che, pur avendo la stessa media, la distribuzione della curva del grafico 2 ci dà come media dei valori 2, così come il grafico 1. Il valore medio 2 del grafico 1 veniva da osservazioni tutte abbastanza simili, infatti ho una varianza molto bassa, nel grafico 2 invece ho un range molto alto con osservazioni molto differenti significa che ho una ampia possibilità di scelta. Quindi se nel grafico 1 otterrò delle medie di 2.1-2.15, nel grafico 2 posso arrivare ad avere una media 3-4, quindi potrò migliorare la selezione selezionando solo

e naturale sono due processi che agiscono sulla popolazione di individui di una specie. La selezione artificiale è un processo guidato dall'intervento umano, in cui vengono scelti e riprodotti gli individui con caratteristiche desiderate, al fine di ottenere una popolazione con determinati tratti. Questo processo è ampiamente utilizzato nell'agricoltura e nell'allevamento per migliorare le caratteristiche delle piante e degli animali. La selezione naturale, invece, è un processo che avviene in modo naturale, senza l'intervento umano. In questo caso, gli individui con caratteristiche favorevoli per l'ambiente in cui vivono hanno maggiori probabilità di sopravvivere e riprodursi, trasmettendo le loro caratteristiche alla prossima generazione. Nel corso del tempo, questo processo può portare all'adattamento della popolazione alle condizioni ambientali. Entrambi i processi agiscono sulla variabilità genetica presente nella popolazione. Nella selezione artificiale, gli individui con caratteristiche desiderate vengono selezionati e incrociati tra loro, aumentando la frequenza di quei tratti nella popolazione. Nella selezione naturale, invece, gli individui con caratteristiche favorevoli sopravvivono e si riproducono, mentre quelli con caratteristiche sfavorevoli hanno meno probabilità di farlo, riducendo la frequenza di quei tratti nella popolazione. In entrambi i casi, la selezione agisce come un filtro che favorisce la sopravvivenza e la riproduzione degli individui con caratteristiche adatte all'ambiente. Nel corso del tempo, questo può portare a cambiamenti nella popolazione, adattandola alle condizioni ambientali e migliorando la sua capacità di sopravvivenza e riproduzione.