Тема 2. Биометрические методы анализа качественных и количественных признаков

В современной генетике для изучения явлений наследственности и изменчивости организмов используются различные методы: гибридологический, цитологический, биохимический, иммуногенетический, этологический. Наряду с ними широко используется также биометрический метод, основанный на законе больших чисел и теории вероятности.

Изучение биометрического метода следует начать с выяс­нения понятий «генеральная совокупность» и «выборка». При этом обратите внимание на требования, которым должна удо­влетворять выборка.

Необходимо изучить принципы составления выборки, пост­роения и обработки вариационного ряда и способы вычисле­ния основных его показателей (средняя арифметическая, сред­нее квадратическое отклонение, коэффициент изменчивости, статистические ошибки).

Методы вычисления биометрических параметров, в том числе критерия статистической достоверности разности, коэф­фициентов корреляции и регрессии, а также критерия Х² из­ложены в учебном пособии (1).

На формирование признаков животных (в том числе и хозяйственно полезных) оказывает влияние не только наслед­ственность, но и другие факторы (условия кормления и содер­жания, возраст, физиологическое состояние, естественный и искусственный отбор). При необходимости определения доли влияния отдельных факторов на изменчивость признака сле­дует обратиться к дисперсионному анализу, основные элемен­ты и ход которого представлены в учебном пособии (1).

Практическое освоение биометрии осуществляется на занятиях в период лабораторно-экзаменационной сессии.

Формирование количественных признаков чаще всего кон­тролируется не одной, а многими парами генов, что и опре­делило их название как признаков полигенных. Характер вза­имодействия этих генов может быть различным. Поэтому, прежде чем приступить к изучению наследования количест­венных признаков, необходимо вспом­нить различные типы взаимодействия генов, обратив особое внимание на полимерию, аддитивный тип действия полимер­ных генов, эпистаз и др.

Определение характера наследования количественных при­знаков осложняется тем, что на их проявление, кроме наслед­ственности, большое влияние оказывают внешние условия.

Для изучения наследования количественных признаков предложены специальные понятия и параметры, их характери­зующие. Это наследуемость и повторяемость.

Выясните, что такое наследуемость и определите разницу между понятиями: наследственность, наследование и насле­дуемость. Показателем наследуемости признаков служит ко­эффициент наследуемости (h²), который можно получить, вычислив коэффициент корреляции между показателями изуча­емого признака двух родственных групп (например, матерей и дочерей, полусестер по отцу), или дисперсионным анализом. Методы вычисления изложены в учебнике (1).

Обратите внимание на факторы, влияющие на величину h²: степень генотипической изменчивости, характер наследования признака, условия среды, выбор показателей для оценки признака.

После выяснения понятия «повторяемость» приступайте к изучению методов вычисления коэффициента повторяемости» дисперсионный (по Снедекору), путем вычисления коэффици­ента корреляции и метод ранговой корреляции (по Спирмену). Затем выясните влияние на величину коэффициента пов­торяемости таких факторов, как возраст животных, условия их кормления и содержания, взаимодействие организма и среды, длительность отбора, характер признака.

Коэффициенты наследуемости и повторяемости могут быть использованы в племенной работе. Об использовании коэффи­циента наследуемости для определения эффекта селекции, интенсивности отбора и определения селекционных индексов сказано в учебнике (1).

[1], [2], [7], [12]

Тема 3. Цитологические основы наследственности*

Эта тема посвящена изучению материальных основ наслед­ственности. Основное внимание здесь обращено на строение и функции тех органоидов клетки, которые играют ведущую роль в осуществлении наследственности (ядро, хромосомы, митохондрии, рибосомы).

Материальными носителями наследственной информации являются хромосомы клеточного ядра. Поэтому для каждого вида животных и растений характерны совокупность их чис­ла, размеров и морфологии (кариотип).

В этой связи в цитогенетике установлены следующие ос­новные правила: постоянства числа хромосом (Т. Бовери), ин­дивидуальности хромосом (С.Г. Навашин) и парности (гомологичности) хромосом (С.Г. Навашин).

Важно запомнить числа хромосом основных ви­дов сельскохозяйственных животных.

В онтогенезе передача наследственной информации от од­ного клеточного поколения к другому осуществляется в про­цессе непрямого деления клеток — митоза.

Рассматривая фазы митоза, необходимо основное внимание обратить на те из них, которые обеспечивают сохранение дип­лоидного (идентичного материнскому) набора хромосом в дочерних клетках.

Далее в этой теме рассматриваются цитологические осно­вы полового размножения у животных и растений (мейоз, гаметогенез, оплодотворение). Необходимо обратить внимание на то, что мейоз, в отличие от митоза, заканчивается образо­ванием дочерних клеток с гаплоидным (одинарным) набором хромосом в результате двух последовательных делений кле­ток — редукционного и эквационного. Биологическое значение мейоза заключается, с одной стороны, в уменьшении вдвое исходного числа хромосом, а с другой, — в увеличении комби­нативной изменчивости в результате следующих процессов:

1) возможного обмена идентичными участками гомологи­ческих хромосом (кроссинговер);

2) свободного перекомбинирования хромосом отцовского и материнского наборов и их независимого расхождения к по­люсам в анафазе редукционного деления, ведущего к генети­ческой неравнозначности образующихся гамет, качественно не тождественных друг другу и исходной клетке.

Генетическое значение оплодотворения заключается в том, что после слияния женской и мужской гамет в зиготе восста­навливается характерный для данного вида диплоидный на­бор хромосом. Образование зиготы и развитие из нее особи в процессе онтогенеза (индивидуального развития) являются характерными чертами полового размножения.

[1], [2], [4], [6], [7], [8], [10], [12]