3 distribuzioni: 2 hanno la stessa media, 2 la stessa deviazione standard A X = 0, s=1 B x =0, s =2 0 1 C x =1, s =1 Influenza dei fattori ambientali: esperimento di Johannsen sul fagiolo • Studiando la variabilità di un carattere metrico (il peso del seme) ha messo in evidenza che le differenze tra gli individui possono essere ascritte a 2 fattori di variazione: il genotipo e l’ambiente • Fagiolo si autofeconda ⇒linea pura ⇒ omozigote a tutti i loci • Differenze tra le linee pure ⇒ genetiche (omozigoti per loci diversi) • Differenze entro la linea ⇒ ambientali • Esperimenti dimostrarono l’effetto dell’ambiente ma non giustificarono la variabilità continua Il modello polifattoriale:esperimenti di Nilsson-Ehle su cariosside di frumento • Hanno suggerito la possibilità di considerare valido il modello mendeliano per spiegare l’ereditarietà della componente genetica dei caratteri metrici • Fenotipo definito da due coppie di geni senza dominanza, con azione uguale e cumulativa (azione additiva) • Segregazione trasgressiva → dall’incrocio tra due parentali con fenotipo medio, la F1 è intermedia, ma in F2 compaiono i tipi estremi Eredità poligenica di caratteri quantitativi: esperimenti di Emerson ed East su tabacco • Hanno messo in evidenza che il valore medio e la variabilità degli individui di una data generazione sono in accordo con quanto previsto in base alla trasmissione dei geni nel modello mendeliano • Esperimenti sul tabacco, misurazione della lunghezza della corolla • Differenze in individui di stessa linea pure ascritte a variazioni ambientali • F1 ha valore intermedio a quello dei due genitori e con variabilità simile ⇒ uniformità di ibridi e variazioni dovute ad ambiente • In F2 il valore medio è simile a quello intermedio tra i due genitori, ma la variabilità è più ampia ⇒ segregazione dei geni e assortimento casuale dei gameti • Tali risultati sono conformi alle attese mendeliane • Quanti geni controllano la lunghezza della corolla? • 1 gene non è possibile perché la curva osservata in F2 non si può spiegare con 1/4 AA, 1/2 Aa, 1/4aa • Anche 2 geni non vanno bene ⇒ 5 classi fenotipiche, ma la distribuzione di F2 non corrisponde ancora a quella osservata • Con il contributo di 5 geni i risultati appaiono possibili • Per confermare si proseguirono gli esperimenti in F3, F4, F5 • Piante F2 differenti ⇒ famiglie F3 differenti per lunghezza media perché le differenze in F2 sono in parte di natura genetica • Piante F2 differenti ⇒ famiglie F3 con diversa variabilità a secondo di loci eterozigoti in piante F2 • In generazioni successive a F2 la variabilità diminuisce, perché l’autofecondazione aumenta l’omozigosi Effetto della dominanza nell’eredità poligenica • Additività ⇒ sostituzione di A con a ha lo stesso effetto sia quando è aa →Aa che Aa → AA • L’eterozigote ha valore intermedio tra due omozigoti • Se A è dominante ⇒ la sostituzione di A in aa ha effetto ≠ da sostituzione di A in Aa ⇒ minore o nullo se la dominanza è completa • Superdominanza Aa>AA Ereditabilità • Variabilità fenotipica = variab genetica + variab ambientale • Misurate da varianza • Varianza fenotipica Vf=Vg+Va • La selezione è efficace solo se esistono differenze genetiche • Ereditabilità =i mportanza relativa di cause genetiche ed ambientali nel determinare la variabilità fenotipica • Ereditabilità in senso largo • Valutazione contemporanea di popolazioni geneticamente uniformi con popolazioni geneticamente variabili • Ereditabilità in senso stretto ⇒ solo differenze dovute ad azioni genetiche additive ⇒ le sole fissabili con la selezione • Varia tra 0 ed 1 Caratteristiche di ereditabilità 1) Misura la proporzione di varianza fenotipica tra gli individui di una popolazione che dipende da differenze genetiche (le differenze fenotipiche possono non essere genetiche) 2) E’ caratteristica di una popolazione: un individuo non ha ereditabilità, una popolazione si 3) h2 per un carattere non è fissa: dipende dalla composizione genetica della popolazione e dal suo ambiente specifico Scomposizione della varianza • La varianza genetica di una popolazione può essere suddivisa in 3 componenti: 1) Componente additiva, dovuta all’effetto medio dei geni 2) Componente di dominanza, dovuta all’interazione tra alleli dello stesso locus 3) Componente epistatica, dovuta all’interazione interallelica Progresso conseguibile con la selezione • La selezione comporta: la scelta degli individui migliori, l’incrocio, l’analisi della progenie • Differenziale di selezione S =xs -xo • Risposta alla selezione • Regressione è la tendenza di xs a ritornare verso la media della popolazione originaria, e ciò perché la selezione si basa solo su differenze fenotipiche la cui quota ereditabile è imputabile a cause genetiche, mentre vengono esclusi gli effetti di ambiente, dominanza, epistasia R=Sh2 ⇒ h2 = R S ereditabilità realizzata • R = x1 - xo xo < x1< xs