Aplicaciones de modelos mixtos en genética

Aplicaciones de modelos mixtos en genética
En estudios de fitomejoramiento o zootecnia a nivel de poblaciones de plantas o animales es de interés
descomponer la varianza de una observación (o de un promedio de varias observaciones) en distintas
componentes de varianza que pueden asociarse a fuentes conocidas de variabilidad. Típicamente nos
interesa descomponer la varianza total (fenotípica) en al menos dos componentes: una varianza
genotípica (debida a las diferencias composición genética) y una varianza no genética (debida, por
ejemplo, a diferencias en los ambientes en donde se han realizado los estudios, a la interacción
genotipo-ambiente o otras componentes de la variabilidad).
La proporción de la variabilidad total de una observación (o de un promedio de varias observaciones)
explicada por la varianza genotípica se denomina heredabilidad, y es de mucha utilidad para programas
de mejoramiento. Un valor alto de heredabilidad significa que es posible encontrar genotipos superiores
mediante un programa de cruzamientos y/o selección, mientras que un valor bajo significa que la mayor
parte de la variabilidad de una característica deseable es ambiental y por lo tanto no esperamos que
mediante selección de padres deseables encontremos una descendencia también deseable.
El siguiente ejemplo (Littel et al., 2006, p.88) muestra los rendimientos de cinco familias de trigo
(elegidas aleatoriamente de una población de familias disponibles) en cuatro localidades aleatoriamente
seleccionadas. En cada localidad se realizó un ensayo en DBCA. El objetivo del estudio fue estimar la
heredabilidad del rendimiento. La heredabilidad se estima como el cociente entre la estimación de la
varianza genotípica y la estimación de la varianza total de una media de familia.
El siguiente modelo de efectos aleatorios describe estos datos:
Yijk    li  f j  lf ij  bk (i )  eijk
li ~ N (0,  L2 )
f j ~ N (0,  F2 )
2
lf ij ~ N (0,  LF
)
bk (i ) ~ N (0,  B2 )
eijk ~ N (0,  e2 )
La componente genética de la varianza es  F2 , y la heredabilidad es el cociente entre esta varianza y la
varianza de una media de familia,  Y2 j
 Y2 
 j
 L2
4
  F2 
2
 LF
4

 B2
12

 e2
12