O trăsătură a cărei expresie fenotipică este determinată de mai multe gene cu efect mic, așa-numitele. poligeni, se caracterizează printr-un tip cantitativ de moștenire. Variabilitatea fenotipică a trăsăturilor cantitative este astfel mai mare la populație decât în cazul variabilității alternative a trăsăturilor calitative, deoarece fiecare alelă contribuie la formarea fenotipului, deci rezultatul este un număr de clase fenotipice (variabilitate fenotipică continuă) . Adesea, manifestarea fenotipică generală este, de asemenea, influențată de mediul în care trăiește organismul și, prin urmare, moștenirea acestor trăsături este uneori menționată ca moștenirea multifactorială. Astfel, genetica cantitativă studiază influența poligenilor specifici și impactul mediului asupra formării fenotipului.
Distribuția claselor fenotipice în trăsături cantitative într-o populație este tipică așa-numitelor. Curba Gaussiană, cu numărul mediu de indivizi medii care apar și cel mai mic număr de indivizi cu fenotip extrem. Rezultă că trebuie făcută o selecție reprezentativă suficient de mare. Un exemplu tipic de trăsătură cantitativă este înălțimea corpului la om, care este, de asemenea, influențată în mare măsură de dietă (natura multifactorială).
Fiecare genotip este propriu standard de răspuns, care reprezintă gradul de exprimare fenotipică a unui anumit genotip în diferite condiții de mediu. Cu alte cuvinte, este capacitatea organismului de a răspunde (într-o anumită trăsătură pe care o observăm) la acțiunea unui factor extern într-un anumit interval. Standardul reacției determină intervalul maxim posibil de valori fenotipice ale organismului. În condiții naturale, este dificil să se determine norma de răspuns a organismului, deoarece afinitatea genetică a indivizilor observați nu este întotdeauna clară, iar condițiile externe nu sunt controlabile. Un exemplu de abordare a studierii normei unei reacții este prepararea clonelor (de exemplu, diferite soiuri de plante cultivate), pe care le cultivăm în diferite condiții controlabile (de exemplu, diferite doze de apă în timpul creșterii) și monitorizăm efectul factorului asupra fenotipul lor (creșterea). Persoanele cu același genotip răspund la acțiunea unui factor la fel de puternic în același mod.
Analiza genetică a trăsăturilor cantitative
Trăsăturile calitative se caracterizează prin moștenire discontinuă cu categorii fenotipice clar delimitate, în spatele cărora putem găsi exact genotipul. În analiza lor genetică, vom fi suficienți cu evaluarea clasică a condițiilor de clivaj în generațiile segregatoare. Analiza genetică a trăsăturilor cantitative este în mare măsură diferită deoarece, deși genele care afectează trăsătura cantitativă sunt moștenite mendelistic (cu excepția genelor mitocondriale și cloroplastice), nu suntem în stare să înregistrăm o astfel de modificare a fenotipului datorită sistemului poligenic și a impactului semnificativ asupra mediului. Prin urmare, genetica cantitativă nu se bazează pe înțelegerea funcției și efectului poligenilor individuali în analiza fenotipului, ci folosește metode statistice și analitice pentru a face acest lucru.
Sistemul poligenic este în cel mai simplu caz compus din așa-numitul. neutru (fără contribuție) A alele active (contribuție). Un genotip care poartă numai alele neutre are o valoare genotipică de bază, care alele active cresc cu un anumit număr de unități. Le chemăm să aibă efect aditiv. Deoarece în acest sistem se presupun aceleași efecte și aceeași relație relativă între efectul alelelor active și neutre în acest sistem, valoarea genotipică a unui individ este proporțională cu numărul de alele active, indiferent de apartenența lor la această sau acea genă. . Dacă genotipul de bază aabbccddee constând numai din alele neutre determină înălțimea plantei (20 cm) și fiecare alelă activă contribuie cu 5 cm înălțime, atunci de ex. o plantă cu genotipul AabbCCddEe va avea 40 cm înălțime (4 alele active).
În practică, însă, întâlnim și cazuri în care se manifestă în unele alele active efect de multiplicare, și astfel valorile nu se adaugă, ci se înmulțesc (fenotipul nu se schimbă liniar, ci geometric). O complicație semnificativă este faptul că poate exista o relație între dominanță și interacțiunile genice (epistază) între alele active, ceea ce face ca totul să fie o problemă extrem de complexă.
În plus față de un număr mare de poligeni, factorii de mediu joacă, de asemenea, un rol semnificativ în variabilitatea continuă, dintre care unii stimulează expresia fenotipică a trăsăturii, iar alții o inhibă. Se presupune că, în condițiile medii de viață, ambele grupuri de factori sunt reprezentate de aproximativ egal.
Fenotipul general al trăsăturii cantitative (P) este astfel dat de suma componentei genotipice (G) și a componentei de mediu (E):
Genetica cantitativă abordează problema măsurii în care variația fenotipică este condiționată de variația genotipului și măsura în care variația mediului. Această constatare este importantă pentru interpretarea datelor dintr-o zonă precum căutarea celor mai profitabile soiuri de plante cultivate (dacă avem două soiuri care sunt cultivate în condiții diferite) sau determinarea prognosticului bolilor moștenite multifactoriale în familii cu incidența lor crescută. Astfel, putem transforma ecuația anterioară în termeni de variații ale mărimilor individuale:
Varianța genotipică (VG) se datorează varianței genetice aditive a unor gene (VA), posibilei dominanțe a altor gene (VD) și efectului epistatic al altor loci (VI; interacțiune), adică: VG = VA + VD + VI; și apoi:
Legătura de ereditate
Relația dintre componentele variabilității ereditare și non - ereditare este definită ca coeficient de ereditate (ereditate) (H2). Heritabilitatea în sens larg este ponderea componentei genetice în fenotipul general:
În sens restrâns (heritabilitatea în sens îngust), heritabilitatea înseamnă doar acea parte a genotipului care contribuie la componenta aditivă la formarea fenotipului:
Heritabilitatea trăsăturii este în intervalul 0-1, unde 0 înseamnă că toată varianța fenotipului trăsăturii este cauzată de mediu, în timp ce valoarea eredității 1 indică varianța fenotipică cauzată de influența genotipului.
Pentru a calcula ereditatea, se compară diferite populații ai căror membri sunt la diferite grade de rudenie, presupunând că dacă genele (aflate într-un control strâns al mediului) sunt importante în determinarea fenotipului general, indivizii strâns înrudiți vor arăta un fenotip mai asemănător, deoarece au aceleași gene .