Mapas de Ligação e de. Marcadores Moleculares a Programas de Melhoramento

Transcrição

1 Mapas de Ligação e de Desequilíbrio, Identificação de QTL e Integração de Marcadores Moleculares a Programas de Melhoramento de Alógamas Prof. José Marcelo Soriano Viana DBG/UFV

2 População (Geração 0) Fragmentos de DNA Freqüências genotípicas, gênicas e dos fragmentos Equilíbrio de Hardy- Weinberg

3 Mapa de Ligação População de mapeamento: Geração F 2 População de retrocruzamento População não estruturada em famílias Pop. estruturada em progênies de meios-irmãos, irmãos, irmãos completos ou S n

4 Geração F plantas genotipadas Marcador de herança a co-dominante Testes de segregação qui-quadrado quadrado Testes de ligação qui-quadrado quadrado e LOD score Grupos de ligação

5 H 0 : não háh distúrbio na segregação do fragmento Fragmento A B C D E F Qui-quadrado Probabilidade

6 H 0 : os fragmentos têm distribuição independente Par Qui-quad quad. Prob. LOD A e B A e C A e D A e E A e F B e C E B e D

7 H 0 : os fragmentos têm distribuição independente B e E B e F C e D C e E C e F D e E E D e F E E e F E

8 Matriz de Distâncias (cm) B C D E F A B C D E 5.38

9 Grupos de Ligação

10 Análise de Desequilíbrio de Fase Gamética Teoria

11 Teoria

12 Teoria Pool gamético da geração 0:

13 Teoria Proporção genotípica na geração 1:

14 Teoria Pool gamético da geração 1:

15 Teoria Então, Mas,

16 Teoria Logo, Após s n gerações de AAA:

17 Teoria Finalmente,

18 Teoria E ainda,

19 Teoria No equilíbrio:

20 Teoria Então:

21 Teoria Na geração 0:

22 Teoria

23 Estimadores de Máxima M Verossimilhança Função de máxima m verossimilhança Estimação: grid search p a, p b e (-1) ou p a, p b, r e

24 Estimadores de Máxima M Verossimilhança Função de verossimilhança Estimador de máxima m verossimilhança

25 Estimadores de Máxima M Verossimilhança Limite inferior da variância Conteúdo médio m de informação por observação

26 Geração 0 Freqüências genotípicas em relação aos fragmentos A, B e C (30 genótipos) Freqüências dos fragmentos

27 Freq Freqüências Genot ências Genotípicas picas f000 f000 f011c f011c f101 f101 f120 f120 f121 f121 f001 f001 f012 f012 f102 f102 f210 f210 f122 f122 f002 f002 f021 f021 f201 f201 f211r f211r f211c f211c f010 f010 f022 f022 f202 f202 f220 f220 f212 f212 f011r f011r f100 f100 f110 f110 f111c f111c f221 f221 f020 f020 f200 f200 f111r f111r f112 f112 f222 f222

28 Freq Freqüências Genot ências Genotípicas picas

29 Resultados 200 plantas genotipadas Marcador de herança a co-dominante Testes de equilíbrio de Hardy- Weinberg qui-quadrado quadrado Testes de equilíbrio de fase gamética qui-quadrado quadrado e LOD score

30 H 0 : o fragmento está em equilíbrio de H-WH Fragmento A B C Probabilidade

31 H 0 : os fragmento estão em equilíbrio de fase gamética Fragmentos A e B A e C B e C Probabilidade LOD score

32 Estimativas de Máxima M Verossimilhança Parâmetro Esperado Estimativa Variância p a p b p c ab (-1) ac (-1) bc (-1)

33 Simulação (50 amostragens) Testes de equilíbrio de fase gamética Frag. A e B A e C B e C Prob. QQ 5% 32 (64%) 41 (82%) 11 (22%) LOD 3 31 (62%) 37 (74%) 7 (14%)

34 Simulação (50 amostragens) Par. Mínimo Média Máximo Var. p a p b p c ab (-1) ac (-1) bc (-1)

35 Geração 0 Freqüências genotípicas em relação aos fragmentos D, E e F (36 genótipos) Freqüências dos fragmentos

36 Freq Freqüências Genot ências Genotípicas picas f000 f000 f011c f011c f110 f110 f112 f112 f121 f121 f121 f121 f001 f001 f012 f012 f111r1 f111r1 f201 f201 f210 f210 f122 f122 f002 f002 f021 f021 f200 f200 f202 f202 f211r f211r f211c f211c f010 f010 f022 f022 f101 f101 f110 f110 f220 f220 f212 f212 f011r f011r f100 f100 f102 f102 f111r2 f111r2 f111p f111p f221 f221 f020 f020 f101 f101 f111dr f111dr f120 f120 f112 f112 f222 f222

37 Freq Freqüências Genot ências Genotípicas picas

38 H 0 : o fragmento está em equilíbrio de H-WH Fragmento D E F Probabilidade

39 H 0 : os fragmento estão em equilíbrio de fase gamética Fragmentos D e E D e F E e F Probabilidade LOD score

40 Estimativas de Máxima M Verossimilhança Parâmetro Esperado Estimativa Variância p d p e p f de (-1) df (-1) ef (-1)

41 Simulação (50 amostragens) Testes de equilíbrio de fase gamética Frag. D e E D e F E e F Prob. QQ 5% 17 (34%) 11 (22%) 2 (4%) LOD 3 15 (30%) 14 (28%) 1 (2%)

42 Simulação (50 amostragens) Par. Mínimo Média Máximo Var. p d p e p f de (-1) df (-1) ef (-1)

43 Identificação de Quantitative Trait Loci Teoria Geração 0: P(Q) = p a P(M 1 ) = p b

44 Valores Genotípicos Médios M e Valores Genéticos

45 Médias dos Grupos

46 Médias dos Grupos

47 Médias dos Grupos

48 Diferenças entre Grupos

49 Média Populacional e Efeito de Substituição

50 Componentes da Variância Genotípica A variância dos valores genotípicos médios m dos indivíduos duos QQ, Qq e qq é:

51 Componentes da Variância Genotípica As variâncias dos valores genotípicos dos indivíduos duos QQ, Qq e qq são:

52 Componentes da Variância Genotípica A variância dos valores genotípicos médios m dos indivíduos duos M 1 M 1, M 1 M 2 e M 2 M 2 é:

53 Componentes da Variância Genotípica As variâncias dos valores genotípicos dos indivíduos duos M 1 M 1, M 1 M 2 e M 2 M 2 são:

54 Componentes da Variância Genotípica

55 Componentes da Variância Genotípica

56 Componentes da Variância Genotípica Logo,

57 Identificando QTL Teste t Análise de variância Análise de regressão Likelihood approach

58 Teste t

59 Análise de Variância F.V. Entre Grupos Resíduo Dentro de Grupo g.l. 2 N - 3 N(b 1)

60 Análise de Regressão Regressão do valor genotípico médio m em relação ao QTL como função do genótipo em relação ao marcador em desequilíbrio

61 Teoria

62 Teoria

63 Análise de Regressão F.V. Média Fragmento Efeito Linear Efeito Quadrático Falta de Ajustamento g.l. 1 (2) 1 1 N - 3

64 Likelihood Approach O logaritmo natural da função de verossimilhança é

65 Likelihood Approach Sob H 0 : (-1) = 0 ou H 0 : G M1M1 = G M1M2 G M2M2 : M1M2 =

66 Likelihood Approach Teste da razão de verossimilhança Lod score

67 Seleção Massal com Base no Marcador Correlação entre o n o de fragmentos M 1 e o n o de genes Q e correlação entre o n o de fragmentos M 1 e o valor genético aditivo em relação ao QTL

68 Alteração na freqüência do QTL Assumindo todos os selecionados M 1 M 1 e recombinação apenas entre os selecionados:

69 Alteração na freqüência do QTL N = 200, N.2 = 25, prop.. de selecionadas = 10% Valores: p Q = p M1 = (-1) = p p = p Q ger.. 1 =

70 Alteração na freqüência do QTL 10 genes p Q = , d Q /a Q = 1 a Q = ka i (k = 10 e 30) Herdabilidade = 0.1, 0.5 e

71 h 2 = 0.1 e k = Geração 0 Geração 1 Geração 2 Geração 3 Geração 4 Geração 5 Geração 6 Geração 7 Geração 8 Geração 9 Geração 10 pa pb pc pd pe pf pg ph pi pj

72 h 2 = 0.5 e k = Geração 0 Geração 1 Geração 2 Geração 3 Geração 4 Geração 5 Geração 6 Geração 7 Geração 8 Geração 9 Geração 10 pa pb pc pd pe pf pg ph pi pj

73 h 2 = e k = Geração 0 Geração 1 Geração 2 Geração 3 Geração 4 Geração 5 Geração 6 Geração 7 Geração 8 Geração 9 Geração 10 pa pb pc pd pe pf pg ph pi pj

74 h 2 = 0.1 e k = Geração 0 Geração 1 Geração 2 Geração 3 Geração 4 Geração 5 Geração 6 Geração 7 Geração 8 Geração 9 Geração 10 pa pb pc pd pe pf pg ph pi pj

75 h 2 = 0.5 e k = Geração 0 Geração 1 Geração 2 Geração 3 Geração 4 Geração 5 Geração 6 Geração 7 Geração 8 Geração 9 Geração 10 pa pb pc pd pe pf pg ph pi pj

76 h 2 = e k = Geração 0 Geração 1 Geração 2 Geração 3 Geração 4 Geração 5 Geração 6 Geração 7 Geração 8 Geração 9 Geração 10 pa pb pc pd pe pf pg ph pi pj

77 Integração de Marcadores ao Melhoramento Genotipagem dos pais de famílias de meios-irmãos irmãos Genotipagem dos pais de famílias de irmãos completos Genotipagem das plantas S n-1 Seleção assistida pelos marcadores

78 Geração F 2 p = q α = a (-1) = (1 2r)/4, em caso de aproximação, e (2r 1)/4, em caso de repulsão p p = (-1)

79 AGRADECIMENTOS Discussão