Herdabilidade e Repetibilidade no Melhoramento Animal

Herdabilidade e Repetibilidade Disciplina Melhoramento Animal Profª Angelina B Fraga Universidade Federal de Alagoas UFAL Centro de Ciências Agrárias CECA FENÓTIPO F G E Resultado do efeito dos genes Combinações gênicas do indivíduo Conjunto de fatores ambientais Variedade de genótipos possíveis Na expressão do fenótipo qual efeito é mais importante GENÉTICOS AMBIENTAIS DIVERSIDADE Genótipos e Ambientes VARIÂNCIA CARACTERÍSTICAS QUANTITATIVAS Genética fundamentada na variação das características A quantidade de variação Medida e expressa como variância ESTUDO DA VARIAÇÃO Seu parcelamento em componentes atribuídos a diferentes causas COMPONENTES DE VARIÂNCIA Componentes Símbolos Valores Fenotípico σ²f Valor fenotípico Genotípico σ²g Valor genotípico Aditivo σ²a Valor genético aditivo Dominância σ²d Desvios atribuídos à dominância Epistasia σ²i Desvios atribuídos à epistasia Ambiente σ²e Desvios atribuídos ao ambiente F G E σ²F σ²G σ²E ENTÃO TEMOS σ²G σ²A σ²D σ²I Mas σ²F σ²A σ²D σ²I σ²E Portanto A fração da variância devido aos genes será 𝜎𝐺 2 𝜎𝐹 2 HERDABILIDADE Mede a fração da variância total atribuída aos efeitos médios dos genes Herdabilidade no SENTIDO LATO Herdabilidade no SENTIDO RESTRITO Responsável pela semelhança entre parentes Importante para estimar o VALOR GENÉTICO a partir do FENÓTIPO HERDABILIDADE Permite estimar o ganho genético das próximas gerações após o processo de seleção pois IMPORTÂNCIA DA HERDABILIDADE NO MELHORAMENTO ANIMAL 𝑅 𝑆𝑥ℎ2 𝑆 𝑀é𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑝 𝑠𝑒𝑙𝑒𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑑𝑎 𝑀é𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑝 𝑅 𝑟𝑒𝑠𝑝𝑜𝑠𝑡𝑎 à 𝑠𝑒𝑙𝑒çã𝑜 𝑜𝑢 𝑔𝑎𝑛ℎ𝑜 𝑔𝑒𝑛é𝑡𝑖𝑐𝑜 Ex Produção de leite h² 025 INTERPRETAÇÃO DA HERDABILIDADE Indica que a variação entre os indivíduos para a característica tem 25 de probabilidade ser de origem genética e 75 ser consequência de outros fatores Podem ser calculadas por dois métodos Análise de variância Análise da regressão Como calcular a HERDABILIDADE Métodos para estimar Herdabilidade utilizando o processo de semelhança entre parentes a Valores fenotípicos apenas das progênies Não se têm as informações fenotípicas dos progenitores Baseado na decomposição da variância total e realização da análise de variância b Informações fenotípicas dos progenitores e de suas progênies Emprega equações de regressão entre os valores das progênies e dos reprodutores Exemplificando com uma situação Número iguais de progênie por macho Cada macho acasala com várias fêmeas Produz uma progênie cada uma Exemplo Um rebanho de bovinos de corte da raça Nelore os touros A B C D acasalados com 10 diferentes vacas produziram 10 bezerros machos Os pesos das progênies ao ano foram medidos e os resultados são apresentados na tabela Estimar a herdabilidade para essa característica MÉTODO DAANÁLISE DE VARIÂNCIA Pesos de novilhos da raça Nelore ao ano Números de progêniestouro Pesos das progênies por touro em Kg A B C D X X X X 1 270 282 280 295 2 285 275 278 299 3 289 280 300 270 4 279 258 296 300 5 297 265 289 289 6 278 278 295 283 7 340 283 296 279 8 285 248 285 276 9 288 270 270 284 10 269 281 275 288 Totais 2880 2720 2864 2863 Σx 1132700 n 40 Σx² 321595100 HERDABILIDADEAplicação Causas de variação GL SQ QM E QM Tratamentos no Touros t1 σ²e Kσ²G Resíduos no progêniestouros glTotal gl t σ²e Total n1 HERDABILIDADE Aplicação Relembrando o quadro de análise de variância Decomposição da variância para o cálculo de herdabilidade Método da análise de variância ANÁLISE DE VARIÂNCIA PARA CALCULAR A h2 Cálculo do fator de correção 320752323 Soma de quadrados total SQtotal Σx² C 321595100 320752323 842777 HERDABILIDADE Aplicação SQtouro K Número de progênie por touro TA B C D Soma dos valores fenotípicos das progênies de cada touro SQtouro 2880² 2720² 2864² 2863²10 C 168327 Soma de quadrados entre touro HERDABILIDADE Aplicação Método da análise de variância SQ entre progênies SQtotal SQtouro SQProg 842777 168377 674450 Decomposição da variância Causas de variação GL SQ QM E QM Entre touros 3 168327 56109 σ²e Kσ²G Entre prog Dentro de Touro 36 67445 18735 σ²e Total 39 842777 Soma de quadrados entre progênies de touros HERDABILIDADE Aplicação Método da análise de variância Cálculo de σ²e σ²e 18735 Cálculo de σ²G 56109 σ²e Kσ²G σ²G 56109 18735 3737 10 σ²F variância fenotípica total σ²e σ²G 18735 3737 22472 ℎ2 4 𝑥 𝜎𝐺 2 𝜎𝐹 2 4𝑥3737 22472 14948 22472 067 HERDABILIDADE Aplicação Método da análise de variância 6 7 d a v a r i a çã o d o p e s o a o a n o d o s a n i m a i s o c o r r e p o r c a u s a d o s e f e i t o s a d i t i v o d o s g e n e s e 3 3 é r e f l e x o d o e f e i t o d o a m b i e n t e F G E T º U R a l i m e n t a ç ão s a n i d a d e e t c F 6 7 3 3 Interpretação do resultado MÉTODO DA REGRESSÃO Nesse métodos são utilizadas as informações Média das progênies de cada macho Seu próprio valor fenotípico HERDABILIDADE Aplicação Num plantel de aves 10 machos com pesos a oitava semana de idade conhecidos acasalam com várias fêmeas produzindo progênies machos as quais foram estimadas médias de pesos para essa idade Estimar a h² para peso às oito semanas EXEMPLO HERDABILIDADE Aplicação MÉTODO DA REGRESSÃO Peso dos machos g Média dos pesos progênies g x y 1910 2166 1995 2230 1825 1976 1769 1998 1909 2052 2085 2080 1927 1938 1999 2092 1963 1962 1795 1070 Peso de machos e de suas progênies às 8 semanas de idade HERDABILIDADE Aplicação MÉTODO DA REGRESSÃO Σx 1917700 Σx² 3686434100 Σy 2056400 Σy² 4236479200 n 10 Σxy 39464130 HERDABILIDADE Aplicação MÉTODO DA REGRESSÃO Covxy Σxy ΣxΣyn n 1 39464130 3943558280 317191 9 Coeficiente de regressão byx Covxy 317191 032 byx σ²x 984534 Coeficiente de herdabilidade h² 2b 2x032 064 HERDABILIDADE Aplicação MÉTODO DA REGRESSÃO Interpretação da herdabilidade 64 da variabilidade do peso das aves à 8ª semana de idade é resultante dos efeitos genéticos e 36 é resultante dos efeitos ambientais Mede a correlação entre medidas repetidas de um mesmo caráter no mesmo indivíduo REPETIBILIDADE Conceito httpsencryptedtbn1gstaticcomimagesqtbnANd9GcRVvNxjqXaUcwgkW1XTNJ1oWKvC13HU7rUygyqEr5KpGT6VGqr Existem características que se repetem num mesmo animal apresentando intensidades diferentes de expressão a cada vez que se manifestam REPETIBILIDADE httpsencrypted tbn2gstaticcomimagesqtbnANd9GcQo1IJhBIQNly0TVzYG ChmclBon41vG56tRPBmURNs9cJyP7CO httpsencrypted tbn2gstaticcomimagesqtbnANd9GcSdmyx1hf UO6BBH7I6CqO3ytIQDG8P jxyYhR2IczAoAVrhITTdw httpsencrypted tbn0gstaticcomimagesqtbnANd9G cQqN1oeJunml IGWQY2I9Qblq0eOU6 3YEqZLuqgmZh5qgL9AVUqA httpsencrypted tbn0gstaticcomimagesqtbnANd9GcS9PELbU Kiq6xO3urxYeH1SPMEk4yyl7jUiqHIILyPDekjsYgty Medidas Múltiplas Duas maneiras em que a repetição de um caráter pode fornecer medidas múltiplas REPETIBILIDADE Repetição no espaço Estruturais ou Anatômicas machos 3 segmentos fêmeas 4 segmentos Repetição no tempo Produção de leite Tamanho da ninhada Frutos Caracteres Forma PLANTAS ANIMAIS N de cerdas nos segmentos abdominais de drosophila Componente entre indivíduos Mede as diferenças permanentes entre os indivíduos Parcialmente causada A parte ambiental é causada Circunstâncias que afetam permanentemente os indivíduos a perda de tetos mamários em vacas leiteiras REPETIBILIDADE Genéticas e Ambiental permanente DIFERENÇAS Componentes dentro de indivíduos Mede a diferença entre desempenho do mesmo indivíduo Reflete as variações causadas somente por diferenças temporárias de ambiente ex manejo nutricional REPETIBILIDADE Para comparar o potencial de produção entre dois indivíduos Devese Reduzir máximo os fatores ambientais para evidenciar as diferenças genéticas 1500kg 1800kg REPETIBILIDADE P G E h² VG VP Produção de leite por lactação Variação ambiente permanente Afeta permanentemente os indivíduos Tipos de variação REPETIBILIDADE Esse efeito não é genético mas irá afetar permanentemente as futuras produções desse animal Exemplo uma vaca leiteira que após um acidente tenha perdido um teto mamário Variação ambiente temporário REPETIBILIDADE Tipos de variação Influências ambientais que mudam a cada expressão do caráter httpsencryptedtbn3gstaticcomimagesqtbnANd9GcTqUtLuNcBeUjeysgKCKOilYscyRWk7tADlKBu9jK350Qbvb21j6A9Ahttpsencrypted tbn3gstaticcomimagesqtbnANd9GcTqUtLuNcBeUjeysgKCKOilYscyRWk7tADlKBu9jK350Qbvb21j6A9A httpsencryptedtbn3gstaticcomimagesqtbnANd9GcTqUtLuNcBeUjeysgKCKOilYscyRWk7tADlKBu9jK350Qbvb21j6A9A httpsencryptedtbn3gstaticcomimagesqtbnANd9GcRSVVZ0YHJQqVl8nPODUYLrgsMaPS8TgdXKIbZ0GyOIIv8NuIY IMPORTÂNCIA DA REPETIBILIDADE NO MELHORAMENTO ANIMAL Permite estimar desempenhos futuros dos animais Auxilia no processo de descarte de animais Auxilia no processo da seleção CONSIDERAÇÕES E APLICAÇÕES REPETIBILIDADE REPETIBILIDADE P G E σ²P σ²G σ²E σ²et componente variância de ambiente temporário onde σ²ep componente variância de ambiente permanente A variância dentro de indivíduos temporárias σ²w σ²et A variância entre indivíduos permanentes σ²B σ²g σ²ep σ²P σ²g σ²ep σ²et σ²E σ²Ep σ²Et r σ²B σ²B σ²w 𝑟 𝑣𝑎𝑟𝑖â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑣𝑎𝑟𝑖â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 Variância ambiente total σ²E REPETIBILIDADE r Varia de 0 a 1 ou 0 a 100 r define o limite de h² ELA PODE SER h² r ou h² r Considerações Repetibilidade Alta ex 090 095 Podese estimar as produções futuras do animal a partir de poucos desempenhos com acurácia Baixa ex 010 005 Um número pequeno de informações de produção não será suficiente para prever as próximas produções com acurácia Exemplo Em um rebanho de gado leiteiro temos as informações de 4 vacas com suas produções em cinco lactações sucessivas Vacas Produção e leite Kg Totais A 2703 2000 1945 1919 1800 10367 B 2310 2425 2110 2558 2100 11503 C 2200 2985 2693 2200 2531 12609 D 2000 1900 2545 2510 2300 11255 REPETIBILIDADE r Aplicação REPETIBILIDADE r Aplicação Análise de variância Nnúmero de animais 4 n 20 número de informações x 4573400 x² 10655954400 Cálculo do Fator de correção C 𝐶 𝑥2 𝑛 457342 20 10457993780 REPETIBILIDADE r Aplicação 𝑆𝑄𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑥2 𝐶 197960620 𝑆𝑄𝐸 103672 115032 126092 112552 5 𝐶 511183 𝑆𝑄𝐷 𝑆𝑄𝑇 𝑆𝑄𝐸 197960620 511183 146843220 Decomposição da análise de variância Fontes de variação GL SQ QM EQM Entre vacas 3 511183 17039433 σ²et Kσ²B Dentro vacas 16 14684322 9177645 σ²et Total 19 19796062 REPETIBILIDADE r Aplicação GL total n 1 GL Entre n de vacas 1 GL dentro GL total GL entre 𝝈𝑩 𝟐 17039433 σ²et K REPETIBILIDADE r Aplicação 𝜎𝐸 2 𝑄𝑀𝐷 9177645 𝜎𝐵 2 𝑄𝑀𝐸 𝑄𝑀𝐷 𝐾 1572357 𝑟 𝜎𝐵 2 𝜎𝐵 2 𝜎𝐸𝑡 2 1572357 1572357 9177657 015 𝝈𝑩 𝟐 17039433 σ²et K INTERPRETAÇÃO 15 da superioridade ou inferioridade da manifestação do caráter indivíduo irá se repetir na próxima lactação REPETIBILIDADE r Aplicação Para finalizar Resolução de listas de exercícios proposta Bom trabalho