Correlaciones - Mejoramiento Genético Animal

03/11/2015
Universidad de la República
Facultad de Agronomía
Parámetros Genéticos:
Correlaciones
Curso de Zootecnia
Ing. Agr. (M. Sc.) Washington Bell
Montevideo
Noviembre, 2015
Estructura de la clase:
 Introducción:
• Características relacionadas.
• Un poco de historia.
 Correlaciones:
• Definición.
• Tipos (fenotípica, genética y ambiental).
 Respuestas o progreso genético:
• Directo.
• Indirecto.
 Utilidad.
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Introducción
Punto de partida del
Mejoramiento Genético
Definir claramente el
objetivo de selección
 Objetivo de selección: característica que se desea mejorar
genéticamente debido a su importancia económica.
 Pero… Nosotros seleccionamos animales, no genes…
Aunque la selección tenga por objetivo mejorar un solo
carácter, simultáneamente se están también seleccionando, en
forma indirecta, otros caracteres asociados al objetivo.
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Ejemplo 1:
 Supongamos que seleccionamos
animales por peso de vellón
 Estos animales tienen alelos
que codifican para otras
características:
• Diámetro,
• Peso del cuerpo, etc.
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 Cuando un individuo es seleccionado por alguna cualidad
positiva:
• Trasmitirá su superioridad en dicha característica
• ... y también su superioridad (o inferioridad) en
muchas otras
 ¿Se producirá un cambio genético en estas características?
 ¿De qué dependerá y cuanto valdrá?
Se deben entender las causas de asociación entre
características y su consecuencia en la selección.
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Ejemplo 2:
 Supongamos que queremos seleccionar
cerdos por contenido de magro
de la canal
 A menor EGD mayor contenido
de magro…
 … pero también menor contenido
de grasa intramuscular y por lo
tanto carnes menos tiernas
y menos sabrosas…
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Otros ejemplos:
 Cuando las características
son medidas posmortem.
 Cuando son costosas de
medir.
• ¿Qué sucede si existe una
característica asociada?
• ¿Lograré algún cambio
genético de modo indirecto
(respuesta correlacionada)?
 Selección simultánea por más de una
característica que afectan o están
relacionadas a los ingresos y/o
costos de los establecimientos.
Índices de
selección
• Litros de leche
• Contenido de grasa
• Eficiencia reproductiva
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Un poco de historia…
“Los criadores creen que extremidades largas están casi
siempre acompañadas por cabezas alargadas.”
“Gatos de ojos azules son invariablemente sordos.”
“Los animales de pelo largo y grueso suelen poseer cuernos
largos y numerosos.”
Charles Darwin, 1859- El origen de las especies.
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Un poco de historia…
“ …Aun cuando la selección ha sido aplicada por el hombre a
un carácter sólo, se encontrará invariablemente que, si bien
esta parte, ya sea la flor, el fruto o las hojas, ha cambiado
grandemente, casi todas las otras se han modificado un poco.
Esto puede atribuirse, en parte, al principio de la correlación de
crecimiento…“
Charles Darwin, 1859- El origen de las especies.
Cuando los valores de una variable varían sistemáticamente
con respecto a cambios en los valores de la otra, decimos que
dichas variables están correlacionadas
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Objetivos de la clase
1. Entender las causas de las asociaciones
entre características.
2. Ver las consecuencias de estas asociaciones
en la selección.
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¿Qué es una correlación?
 Medida estadística de asociación.
 Expresión estandarizada de la variación conjunta entre dos
variables.
 Es un indicador del grado de asociación entre dos variables.
 Es un parámetro poblacional.
 Toma valores entre -1 y 1.
𝑟𝑋𝑌 =
𝐶𝑜𝑣 (𝑋, 𝑌)
𝜎𝑋 𝜎𝑌
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Clasificación de las correlaciones
 Según la fuerza (altas, medias o bajas)
 Según el sentido (directa o positiva e inversa o negativas)
 Según nuestro interés (favorables o desfavorables)
 En el contexto del curso:
•
Correlaciones fenotípicas
•
Correlaciones genéticas
•
Correlaciones ambientales
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Según su grado o fuerza
Correlación
alta
Sin
correlación
Correlación
media
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Según su grado o fuerza
Muy baja
< 0,2
Baja
0,2 – 0,4
Moderada
0,4 – 0,6
Alta
0,6 – 0,8
Muy alta
> 0,8
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Según el sentido
Correlación directa o positiva
Correlación inversa o negativa
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Según nuestro interés
 La rA de peso de vellón sucio (PVS) y diámetro de fibra (DF)
es de 0,3
 Correlación baja, positiva y desfavorable:
al seleccionar para aumentar PVS, indirectamente aumento el
diámetro, lo cual es desfavorable, debido a que la lana
aumenta su valor con un menor diámetro.
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Otro ejemplo:
 La rA entre presencia de lunares y PVS se estimó en - 0,3
(Sánchez et al., 2011):
 Correlación negativa y favorable:
Seleccionar por un mayor mérito genético para peso de vellón
disminuiría el de número de lunares.
Nota: Correlación negativa ≠ desfavorable
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Tipos de correlación
 Correlación fenotípica (rP)
 Correlación genética (rA)
 Correlación ambiental (rE)
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Correlación fenotípica (rP)

Medida del grado de asociación entre el desempeño (o medida
fenotípica) en una característica y el desempeño en otra.

Las causas de la rP observada entre dos caracteres no es
necesariamente genética.

Aunque haya una rP positiva entre 1 y 2, la selección por 1 no
necesariamente es una respuesta o ganancia genética por 2.

Si dos caracteres tienen una correlación fenotípica de cero no implica
que sean totalmente independientes genéticamente. La dependencia
genética esta dada por la correlación genética.
𝑟𝑃1𝑃2 =
𝐶𝑜𝑣 (𝑃1, 𝑃2)
𝜎𝑃1 𝜎𝑃2
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Algunos ejemplos…
 Correlaciones fenotípicas en ovinos (Sienra et al., 2011):
•
•
•
Resistencia de mecha y PVS: rP = 0,42
Resistencia de mecha y PVL: rP = 0,4
Resistencia de mecha y DF: rP = 0,38
 Bovinos:
•
Peso al nacimiento y Peso al año: rP = 0,35
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Correlación genética (rA)
 Grado de asociación entre el valor de cría (A) de una
característica y el A de otra.
 No se puede medir.
 Se estima con información de estructura familiar,
semejanza entre parientes.
𝑟𝐴1𝐴2 =
𝐶𝑜𝑣 (𝐴1, 𝐴2)
𝜎𝐴1 𝜎𝐴2
 Cuando
dos
caracteres
están
correlacionados
genéticamente puedo utilizar (medir) uno de ellos (el
criterio de selección) para mejorar otro debido a su
importancia económica (objetivo de selección).
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Ejemplo
 Producción de leche (PL) y % de grasa (rA = - 0,3):
•
Los genes que incrementan la PL, incrementan el
contenido de agua, llevando a disminuir el contenido
de grasa.
•
Consecuencia: selecciono PL, disminuye % grasa
La rA es la que nos interesa en mejoramiento genético debido a
que nos indica las consecuencias en el carácter asociado al
momento de la selección.
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Causas de la correlación genética
 Pleitropía: un mismo gen determina la expresión de
dos características (permanente).
Peso al
destete
Peso al
nacer
AA Bb cc Dd Ee ff GG
 Ligamiento: genes responsables de las características
asociadas se heredan juntos por tener ubicaciones
cercanas en el ADN. Tiende a desaparecer por
“entrecruzamiento” (transitorias).
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Correlación ambiental (rE)
 Grado de asociación entre los desvíos ambientales (más las
fuentes genéticas no aditivas).
𝑟𝐸1𝐸2 =
𝐶𝑜𝑣 (𝐸1, 𝐸2)
𝜎𝐸1 𝜎𝐸2
 Ejemplo: Peso al nacimiento y Peso al año

La asociación entre el ambiente prenatal y postnatal es positiva
pero muy baja (rE = 0,1).

El ambiente del ternero antes de nacer está poco relacionado al
que tiene el ternero desde el nacimiento al año.
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Relaciones entre correlaciones
Diagrama de paso
rE1E2
rA1A2
E1
A1
E2
h2
h1
e1
Correlaciones
parciales
A2
P1
e2
P2
rP1P2
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ℎ2 =
𝜎𝐴 2
𝜎𝑃 2
𝑒2 =
𝜎𝐸 2
𝜎𝑃 2
ℎ=
ℎ2 + 𝑒 2 = 1
𝑒 2 = 1 − ℎ2
𝑒=
𝜎𝐴
𝜎𝑃
Anti heredabilidad
1 − ℎ2 =
𝜎𝐸
𝜎𝑃
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 La ecuación que relaciona todos estos valores es:
𝑟𝑃1𝑃2 = 𝑟𝐴1𝐴2 ℎ1 ℎ2 + 𝑟𝐸1𝐸2 𝑒1 𝑒2
 No es la suma simple de las correlaciones:
rP ≠ rA + rE
 Es función de las heredabilidades
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A tener en cuenta…
 La r es un parámetro poblacional.
 Correcto: Hablar de la correlación entre PVS y DF
 Incorrecto: Decir que el Carnero 100 tiene un VC para PVS
que está altamente correlacionado con el VC para DF.
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Parámetros genéticos
productivos en cerdos
GD
EGD
PM
y
fenotípicos
GD
0,39
0,59
0,20
EGD
0,36
0,32
0,02
rP
GD: Ganancia diaria
EGD: Espesor de grasa dorsal
PM: Profundidad muscular
para
caracteres
PM
0,39
0,16
0,15
rA
Fuente: Oh & See, 2003.
Fuente: Oh & See, 2003.
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Hemos visto…
 Correlación.
 Tipos:
•
Fenotípica
•
Genética
•
Ambiental
 rP = rA1A2 h1 h2 + eE1E2 e1 e2
Lo importante es que la rA nos dice en que dirección
seleccionaremos indirectamente por el carácter 2 cuando
practicamos selección por el carácter 1.
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Respuesta indirecta o correlacionada
 ¿Para qué utilizamos las rA?
• Practicar la selección indirecta (cambio
premeditado)
• Prever los efectos indirectos de la selección
(cambio no premeditado, cuanto se irán a
“mover” las otras características)
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Selección indirecta: usando características indicadoras
 Características indicadoras son caracteres que pueden o no
ser importantes por sí mismos pero que son usados en la
selección por su relación con otros caracteres
económicamente importantes
 Ejemplos:
•
•
Peso al nacimiento (dificultad al parto)
Circunferencia escrotal (fertilidad)
 Al realizar la selección sobre una característica, hay un
cambio genético en todas aquellas que estén
correlacionadas con ella.
¿Cuál es la magnitud del cambio genético en una
característica X cuando se selecciona por la característica Y?
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Respuestas a la selección
 Respuesta directa en X: se selecciona por un carácter X y se
mide la respuesta de selección en ese carácter (Rx).
𝑅𝑋 = 𝑖𝑋 . 𝑟𝐴𝐶 . 𝜎𝐴𝑋
 Respuesta indirecta o correlacionada (RC): Se selecciona
por un carácter Y, midiéndose la respuesta obtenida en el
carácter X.
𝑅𝐶𝑋/𝑌 = 𝑖𝑌 . 𝑟𝐴𝐶 . 𝑟𝐴𝑋,𝑌 . 𝜎𝐴𝑋
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Ejemplo…
 Un productor posee un rodeo de 600 vacas.
 Información disponible:
• h2 peso promedio al destete (PD) = 0,25
• h2 peso promedio a los 18 meses (P18) = 0,5
• i de los machos es 2,26628
• i de las hembras es 0,68914
• VAPD = 100 kg2
• VAP18 = 450 kg2
• rA(PD-P18) = 0,69
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Progreso genético generacional posible de obtener
seleccionando directamente por P18 (machos y hembras
juntos)
𝑅𝑃18 = 𝑖𝑃18 . ℎ𝑃18 . 𝜎𝐴𝑃18
𝑹𝑷𝟏𝟖 =
0,68914+2,26628
2
0,5 . 450 = 22,17 kg
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Progreso genético generacional posible de obtener en P18
seleccionando por PD
𝑅𝐶𝑃18/𝑃𝐷 = 𝑖𝑃𝐷 . ℎ𝑃𝐷 . 𝑟𝐴𝑃𝐷,𝑃18 . 𝜎𝐴𝑃18
𝑹𝑪𝑷𝟏𝟖/𝑷𝑫 =
0,68914+2,26628
2
0,25 . 0,69 450 = 10,81 kg
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¿Cuándo conviene utilizar la selección indirecta?
 Un modo de evaluarlo es hallando el cociente entre RC y R
e interpretando el resultado:
𝑖𝑌 . 𝑟𝐴𝐶 . 𝑟𝐴𝑋,𝑌 . 𝜎𝐴𝑋
𝑅𝐶𝑋/𝑌
=
𝑅𝑋
𝑖𝑋 . 𝑟𝐴𝐶 . 𝜎𝐴𝑋
 Continuando con el ejemplo anterior…
𝑹𝑪𝑷𝟏𝟖/𝑷𝑫 10,81 kg
=
= 𝟎, 𝟒𝟗
𝑹𝑷𝟏𝟖
22,17 kg
Selección
directa
 > 1 con la selección indirecta se logra mayor PG
 < 1 con la selección directa se logra mayor avance.
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Otro ejemplo…
 Información disponible:
• h2 peso al destete (PD) = 0,25
• h2 peso de borrego (PB) = 0,45
• rA(PD-PB) = 0,8
𝑖𝑃𝐵 . ℎ𝑃𝐵 . 𝑟𝐴𝑃𝐷,𝑃𝐵 . 𝜎𝐴𝑃𝐷
𝑅𝐶𝑃𝐷/𝑃𝐵
=
𝑅𝑃𝐷
𝑖𝑃𝐷 . ℎ𝑃𝐷 . 𝜎𝐴𝑃𝐷
𝑹𝑪𝑷𝑫/𝑷𝑩
=
𝑹𝑷𝑫
0,45 . 0,8
0,25
= 𝟏, 𝟎𝟕
Selección
indirecta
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La selección indirecta es más eficiente si:
 Si hay una correlación genética alta, positiva o negativa,
entre los dos caracteres.
 Si la h2 del carácter secundario (Y) es mucha más alta que
el carácter principal (X).
•
Circunferencia escrotal (mayor h2) – Fertilidad (baja
h2)
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La selección indirecta es útil si:
 El carácter principal es costoso y difícil de medir (caracteres
posmortem).
 La precisión de la medición es baja.
 El tiempo requerido es mucho.
 Restringido a un solo sexo (Producción de leche).
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Vimos…
 La correlación es un indicador del grado de asociación entre dos
variables
 Tipos: rP, rA, rE
 rP = rA1A2 h1 h2 + eE1E2 e1 e2
 Desde el punto de vista de la selección lo que interesa es la
correlación genética.
 Lo importante es que la rA nos dice en que dirección
seleccionaremos indirectamente por el carácter 2 cuando
practicamos selección por el carácter 1.
 Respuesta directa y correlacionada (Usos)
 Cuando existen asociación entre características, la selección
indirecta presenta ventajas para características costosas y de
difícil medición.
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Algunos anuncios
 Parcial 1 (40 pts.):
• Viernes 6 de noviembre, 19:00 hs
• Temas:
• Teórico: Hasta Correlaciones y RC
• Práctico: Hasta PG
• Distribución de salones estarán disponibles en Agros
 Clases de consulta:
•
•
Jueves 5, salón a confirmar
Horarios: 15:00 - 17:00
 Foro de consulta en Agros: Viernes 6 de 8:00 a 15:00
 Fórmulas disponibles para el parcial estarán disponibles en
Agros.
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