Problemes de Genètica Quantitativa

Problema VIII.1. Herència poligènica del pes de les llavors

En una espècie vegetal, el pes que assoleixen les llavors està controlat per dos gens independents, cadascun amb un parell d'al·lels que actuen de manera additiva i amb la mateixa magnitud sobre el caràcter fenotípic.

Els fenotips extrems oscil·len entre $1\text{ g}$ (corresponent a la línia pura doble homozigota per als al·lels no contribuïdors, $A^- A^- B^- B^-$) i $4\text{ g}$ (línia pura doble homozigota per als al·lels contribuïdors, $A^+ A^+ B^+ B^+$).

a)

Quin serà el pes previst per a les llavors de la descendència obtinguda en encreuar aquestes dues línies pures extremes ($F_1$)?

b)

Quines classes fenotípiques (pesos de llavor) apareixeran en encreuar els individus de la $F_1$ entre si ($F_2$)?

Indica els valors dels 5 pesos possibles en grams, ordenats de menor a major:

g

g

g

g

g

c)

En quines proporcions relatives s'espera trobar cadascun d'aquests fenotips a la generació $F_2$?

Indica la fracció respecte de 16 (per exemple: 1/16) per a cada classe:

Problema VIII.2. Estimació del nombre de loci quantitatius

A partir de dues soques consanguínies de plantes amb llavors que pesen 20 cg i 40 cg respectivament, es produeix una generació $F_1$ uniforme amb un pes de llavor de 30 cg.

En autocreuar els individus d'aquesta $F_1$, s'obté una $F_2$ formada per 1.000 plantes. Entre aquestes, s'observa que 5 individus tenen llavors de 20 cg i 3 individus produeixen llavors de 40 cg, mentre que les 992 restants presenten valors intermedis compresos entre aquests dos extrems.

Assumint transmissió independent i efectes additius iguals sense dominància, determineu el nombre de loci ($n$) que participen en la determinació del pes de les llavors.

Problema VIII.3. Efectes additius i dominància en el creixement de ratolins

El gen pg està associat al nanisme en els ratolins. En avaluar el pes corporal a les 6 setmanes de vida, es comprova que els individus homozigots pg ⁻ pg ⁻ tenen un pes mitjà de 6 g, mentre que els homozigots pg ⁺ pg ⁺ assoleixen una mitjana de 14 g.

L'encreuament entre ambdues línies pures ( pg ⁺ pg ⁺ × pg ⁻ pg ⁻) dona lloc a una descendència F₁ ( pg ⁺ pg ⁻) amb un pes mitjà de 12 g.

A partir d'aquestes dades, determineu:

a.

b.

Problema VIII.4. Heretabilitat i resposta a la selecció en pardals

En una població de pardal comú ( Passer domesticus), s'han estimat els components de variància per a dos trets morfològics: l'envergadura alar i la llargada del bec.

Paràmetre de variància · Envergadura · Llargada del bec

Variància fenotípica ($V_P$) · 271,4 · 627,8

Variància ambiental ($V_E$) · 71,2 · 107,3

Variància genètica additiva ($V_A$) · 102,0 · 342,9

a)

Calculeu per a ambdós caràcters l'heretabilitat en sentit estricte ($h^2$) i en sentit ampli ($H^2$).

b)

Indiqueu de manera raonada quin dels dos caràcters respondrà amb més intensitat a la pressió de la selecció.

Problema VIII.5. Resposta a la selecció de la mida corporal en Tribolium

En una població de laboratori de Tribolium castaneum (l'escarabat de la farina), la longitud del cos segueix una distribució contínua amb una mitjana poblacional de 6 mm.

D'aquesta població se selecciona un conjunt de mascles i femelles amb una longitud corporal mitjana de 9 mm per a encreuar-los exclusivament entre ells. En mesurar la longitud dels descendents d'aquest grup seleccionat, s'obté un valor mitjà de 7,2 mm.

Calculeu l'heretabilitat en sentit estricte ($h^2$) per a la longitud del cos en aquesta població.

Problema VIII.6. Introducció al problema VIII.6

La diapositiva 25 presenta la portada d'obertura del Problema VIII.6.

Nota: L'enunciat i el desenvolupament complet d'aquest exercici es troben a la segona part del document (a partir de la pàgina 26).

7. Problema VIII. Resposta a la selecció en vaques lleteres

En una explotació bovina dedicada a la producció de llet es duu a terme un programa de millora genètica. Després d'aplicar una generació de selecció artificial, el rendiment mitjà del ramat passa a ser de 100 L per setmana, en comparació amb els 80 L setmanals que produïa la generació parental.

a)

Si l'heretabilitat en sentit estricte assolida ($h^2$) és de 0,75, quin diferencial de selecció ($S$) s'ha aplicat?

b)

Quina era la mitjana de producció de llet de la fracció d'individus seleccionats com a reproductors?

c)

Si es realitzés un segon cicle de selecció amb el mateix diferencial de selecció i mantenint la mateixa heretabilitat, quin seria el valor mitjà de producció esperat en la següent generació?

Problema IX.1. Equilibri de Hardy-Weinberg en ratolins

En el locus dial·lèlic $A$ d'una població de ratolins s'identifiquen els al·lels $A^1$ i $A^2$. En una mostra de la població es comptabilitzen les freqüències absolutes següents per a cadascun dels genotips:

Genotips · $A^1A^1$ · $A^1A^2$ · $A^2A^2$ · Total

Individus · 384 · 210 · 260 · 854

a)

Calculeu les freqüències al·lèliques de $A^1$ i $A^2$ en aquesta mostra.

b)

Determineu quines serien les freqüències genotípiques esperades si la població es trobés sota les premisses del model de Hardy-Weinberg.

c)

Avalua mitjançant una prova de $\chi^2$ si aquest locus es troba en equilibri de Hardy-Weinberg en la població.

Sí

No

En el blat de moro, l'enzim fosfatasa àcida (ACP) és codificat per un locus autosòmic que presenta tres al·lels codominants ($A_1$, $A_2$ i $A_3$). En una mostra d'una població es van registrar els següents recomptes per als sis genotips possibles:

Genotips · $A_1A_1$ · $A_1A_2$ · $A_2A_2$ · $A_1A_3$ · $A_2A_3$ · $A_3A_3$ · Total

Nombre d'individus · 48 · 56 · 213 · 141 · 111 · 121 · 690

Comproveu mitjançant la prova de $\chi^2$ si aquesta població es troba en equilibri de Hardy-Weinberg per a aquest enzim.

1.

2.

3.

Sí

No

Aproximadament el 70% dels individus d'una població humana del nord d'Amèrica té la capacitat de percebre el gust amarg de la feniltiocarbamida (PTC), mentre que el 30% restant és incapaç de fer-ho. Aquest tret està controlat per un locus autosòmic amb dos al·lels: un al·lel dominant $T$ (percepció del gust) i un al·lel recessiu $t$ (incapacitat de percepció).

a)

Assumint que la població es troba en equilibri de Hardy-Weinberg, quines són les freqüències al·lèliques i genotípiques d'aquest locus en la població?

b)

Quina és la probabilitat que una parella en què ambdós membres són perceptors del gust tingui un fill que no sigui capaç de percebre'l?

En un mostreig sobre els antígens sanguinis d'una població de ratolins de camp nord-americans ( Peromyscus maniculatus), es van classificar 228 exemplars segons els antígens codominants $A$ i $B$:

Fenotip · A · AB · B · Total

Genotip · $AA$ · $AB$ · $BB$ · —

Individus · 117 · 76 · 35 · 228

a)

b)

Problema IX.5. Efecte de l'endogàmia sobre la freqüència d'heterozigots

En tres poblacions d'una espècie vegetal, la freqüència de dos al·lels autosòmics $A$ i $a$ és la mateixa: $p = f(A) = 0{,}80$ i $q = f(a) = 0{,}20$. Tanmateix, els coeficients d'endogàmia estimats en cadascuna d'aquestes tres poblacions són diferents:

Població 1: $F_1 = 0{,}0$

Població 2: $F_2 = 0{,}4$

Població 3: $F_3 = 0{,}8$

Determineu quina serà la freqüència d'individus heterozigots $f(Aa)$ en cadascuna de les tres poblacions.

1.

2.

3.

Problema IX.6. Descendència d'excretors de metanotiol en famílies no excretores

L'excreció de metanotiol en l'orina humana està regulada per un al·lel recessiu $m$, mentre que la no excreció està determinada per l'al·lel dominant $M$. En la població d'Islàndia, la freqüència de l'al·lel recessiu és $q = 0{,}4$.

Suposant equilibri de Hardy-Weinberg en la població general, quina és la probabilitat de trobar exactament dos nens no excretors i una nena excretora en famílies islandeses de tres fills en les quals cap dels dos progenitors és excretor?