Pewarisan Kuantitatif pada Ikan: Karakteristik dan Pengukuran | Ikan



Pada artikel ini akan dibahas tentang:- 1. Subjek-Materi Pewarisan Kuantitatif 2. Ciri-ciri Pewarisan Kuantitatif 3. Pengukuran.

Subyek Warisan Kuantitatif:

Setelah penemuan kembali hukum Mendel, banyak ilmuwan melakukan eksperimen serupa dan menemukan bahwa ada fluktuasi dalam hukum pewarisan Mendel. Namun, mereka sepakat bahwa gen mewarisi karakter. Gen adalah entitas yang stabil. Ini mengontrol fenotipe individu.

Organisme yang membawa gen normal disebut tipe liar, organisme yang membawa gen yang berubah disebut mutan. Misalnya, Drosophila tipe liar memiliki warna mata merah cerah sedangkan mutan memiliki warna mata putih. Warna tubuh Cyprinis carpio adalah abu-abu tetapi mutan memiliki warna tubuh keemasan. Ini adalah contoh karakter kualitatif.

Sebaliknya, bobot badan pada umur atau bobot tubuh ikan/organisme dan produksi susu sapi dan panjang ikan pada kelompok umur yang sama bukanlah entitas yang terpisah (warna tidak pernah sama) tetapi merupakan variabel kontinyu dan oleh karena itu, contoh karakter kuantitatif. Fenotipe sifat kuantitatif ditentukan oleh alel dari banyak gen yang bekerja bersama. Fenomena tersebut disebut sebagai poligenik.

Karakter kuantitatif tidak hanya di bawah kendali poligenik (alel ganda), tetapi lingkungan juga mempengaruhi sifat kuantitatif. Dua individu dengan genotipe yang sama jika dibesarkan di lingkungan yang berbeda memiliki fenotipe kuantitatif yang berbeda.

Misalnya, ikan memiliki genotipe yang sama tetapi, jika satu kelompok dibesarkan di lingkungan yang kaya pakan sementara kelompok lain dipelihara di lingkungan yang kurang kaya pakan, kelompok sebelumnya akan tumbuh lebih cepat secara alami yang menunjukkan fenotipe kuantitatif. Jelas bahwa sifat-sifat kuantitatif akan bergantung pada genotipe dan juga lingkungan.

Fitur Karakteristik Warisan Kuantitatif:

Ada tiga ciri khas pewarisan kuantitatif:

(1) Mereka adalah variabel kontinu. Tidak ada fenotipe yang berbeda pada keturunannya. Misalnya, jika persilangan dibuat antara putih dan merah, keturunannya akan memiliki distribusi warna intermediet yang kontinyu antara warna-warna tetua dengan intensitas yang berbeda.

(2) Sifatnya poligenik. Karakter tunggal dikendalikan oleh alel dari banyak gen yang berbeda. Populasi memiliki banyak genotipe yang berbeda dan genotipe yang berbeda mungkin memiliki fenotipe yang sama.

(3) Lingkungan mempengaruhi sifat-sifat kuantitatif seperti yang dijelaskan di atas. Ketika kita menggunakan istilah lingkungan, itu mencakup semua aspek di mana organisme berinteraksi dengan lingkungan fisik dan biologis di sekitarnya selama hidupnya.

Di sini jelas bahwa lingkungan genotipe juga berperan penting dalam kemunculan fenotipe karakter kuantitatif. Contohnya sekali lagi dikutip bahwa ikan yang diberi makan dengan baik, Cyprinus carpio akan tumbuh lebih cepat daripada ikan mas yang diberi makan dengan buruk terlepas dari genotipe.

Oleh karena itu ditetapkan bahwa lingkungan dan genotipe keduanya berperan dalam penentuan ­karakter kuantitatif. Berdasarkan penelitian yang dilakukan antara tahun 1903-1918, diterima bahwa pewarisan sifat-sifat kuantitatif mengikuti gaya Mendel.

Pengukuran Warisan Kuantitatif:

RA Fisher, seorang ahli statistik Inggris, menggambarkan pendekatan biometrik dan menyarankan bahwa Analisis varians dan Heritabilitas diperlukan untuk pengukuran pewarisan kuantitatif.

(1) Analisis Varians:

Sebelum memahami varian, perlu diketahui bahwa terdapat hubungan antara rata-rata (X) dan standar deviasi (S) pada kurva distribusi normal. Perlu juga diketahui bahwa ada hubungan antara standar deviasi dan varians. Hubungan ini diberikan seperti di bawah.

Kuadrat standar deviasi (S) 2 = Varians

Standar deviasi S = √V

Sifat-sifat kuantitatif adalah variabel kontinu dan terdistribusi secara normal.

Grafik distribusi normal berbentuk lonceng.

Berikut ciri-ciri distribusi normal :

(1) Ini adalah distribusi simetris.

(2) Pada distribusi normal rata-rata populasi (X) terjadi pada puncak kurva atau ordinat pada rata-rata adalah ordinat tertinggi. Demikian pula tinggi ordinat rata-rata dan tinggi ordinat lainnya pada berbagai standar deviasi dari rata-rata terjadi hubungan tetap dengan tinggi ordinat rata-rata.

Satu standar deviasi dari rata-rata di setiap sisi selalu 34,13 dari total luas (68,26) kurva (Gambar 41.1, 2 & 3).

(3) Kurva asimptotik terhadap garis dasar, yang menunjukkan kontinuitas untuk mendekat tetapi tidak pernah menyentuh sumbu horizontal.

(4) Standar deviasi atau varians atau (S) 2 mendefinisikan penyebaran kurva. Jadi jika kita menguji dua grafik yang memiliki rata-rata (X) yang sama tetapi menunjukkan perbedaan varians, kita dapat menyimpulkan apakah variansnya lebih atau lebih kecil.

(a) Rumus Perhitungan Varians:

Dalam karakter kuantitatif, varians dikenal sebagai varians fenotipik dan direpresentasikan sebagai Vp. Ini adalah alat yang diterima dengan baik yang digunakan dalam genetika kuantitatif, yang mencakup analisis komponen varian fenotipik.

Vp = Vg + Ve.

Rumusnya didasarkan pada konsep berikut. Varian fenotip (Vp) memiliki tiga komponen aditif: varian genetik (Vg), varian lingkungan (Ve) dan varian interaksi (Vi).

Rumusnya sebenarnya adalah sebagai berikut:

Vp = Vg + Ve + Vi.

Vp = varian fenotipik

Vg = varian genetik/varian karena gen (alel dan lokus berbeda, QTL)

Ve = ragam lingkungan; kita tidak memiliki cara untuk mengukur varians interaksi Vi, biasanya diasumsikan nol, Jadi Vp = Vg + Ve.

(a) Bagaimana Cara Menghitung Variasi Genetik (Vg)?

Variasi yang disebabkan oleh gen dapat berasal dari tiga sumber yang berbeda. Pertama, variasi mungkin terkait dengan ada atau tidak adanya alel tertentu di lokus sifat kuantitatif (QTL). Ini adalah variasi genetik aditif dan dilambangkan dengan (Va). Hal ini paling penting karena ada atau tidak adanya alel tertentu yang diturunkan tanpa perubahan ke generasi berikutnya.

Kedua, dalam beberapa kasus ada atau tidak adanya genotipe tertentu di QTL. Misalnya, kombinasi alel heterozigot tertentu pada lokus dapat memberikan keuntungan ­pada individu sehubungan dengan sifat tertentu. Ini disebut varians genetik dominan dan dilambangkan sebagai Vd.

Ini kurang dapat dikelola untuk seleksi buatan sederhana. Karena selama meiosis segregasi dan pemilahan alel independen akan terjadi dan pada generasi berikutnya alih-alih kombinasi heterozigot yang sama (yang menguntungkan), kombinasi yang berbeda dapat muncul sehingga tidak ada jaminan pewarisan.

Ketiga, variasi genetik dihasilkan oleh interaksi antar lokus yang disebut varians genetik interaksi epistatik atau non-alelik, dilambangkan dengan Vi.

Oleh karena itu varians genetik Vg dapat dihitung dengan rumus berikut:

Vg = Va+Vd+Vi

Va = variasi genetik aditif

Vd = varian genetik dominan

Vi = varians genetik interaksi

Penjelasan:

Variasi genetik dalam populasi disebabkan sebagian besar karena:

(i) Perbedaan alelik dalam genotipe. Mereka adalah varians genetik aditif (Va),

(ii) Variansi genetik dominan (Vd), gen bersifat dominan atau resesif

(iii) Dan genetik, varians interaksi (Vi).

Varians genetik (Vg) dapat dihitung dengan mengurangkan varians lingkungan dari varians individu F 2 (Vg=VF 2 -Ve).

(i) Va dihitung sebagai berikut:

Variasi fenotipe yang disebabkan oleh individu disebabkan perbedaan alel gen pada QTL yang mempengaruhi fenotipe. Ini adalah elemen variasi genetik yang paling penting bagi pemulia akuakultur karena ada atau tidak adanya alel tertentu adalah suatu karakter.

Varian aditif (Va) dapat dihitung dengan mengurangkan varian silang balik (VB 1 dan VB 2 ) dari varian F 2 menggunakan rumus berikut:

Va = 2 (VF 2 – (VB 1 + VB 2 )/2 )

Varians dominan (Vd) adalah bagian dari varians fenotipik yang disebabkan oleh individu yang memiliki alel gen berbeda yang mempengaruhi fenotipe. Varian dominasi (Vd) jauh lebih tidak dapat menerima seleksi buatan sederhana karena genotipe dipecah selama meiosis dan disatukan kembali dalam kombinasi yang berbeda pada generasi berikutnya.

Oleh karena itu, persilangan antara galur inbrida yang sangat homozigot tidak menjamin heterozigositas yang dapat diprediksi pada keturunannya dan hibrida F1 seperti itu biasa digunakan dalam pemuliaan tanaman dan hewan. Perkembangan galur inbrida pada organisme akuatik masih dalam tahap awal tetapi teknik manipulasi ploidi cukup berhasil.

Komponen ketiga variasi genetik dihasilkan oleh interaksi antar lokus dan disebut varians interaksi genetik epistatik atau non alel (Vi). Ini termasuk epistasis, peningkatan, penekanan, dll. Ini termasuk individu yang mungkin berperingkat tinggi untuk suatu sifat karena memiliki kombinasi genotipe tertentu di dua atau lebih QTL.

Varians genetik aditif dan varians dominasi dapat diperkirakan dengan mengukur varians kelompok individu yang memiliki hubungan genetik yang diketahui. Nilai varians ini kemudian dapat digunakan untuk membuat deduksi tentang alel yang ada dalam populasi. Dua tipe persilangan F1 ( individu F1 disilangkan dengan kedua pasangan tetua) sangat berharga untuk tipe analisis ini.

(ii) Varian dominasi (Vd) dapat dihitung dengan mengurangkan varian aditif dari varian genetik. Dalam perhitungan ini, komponen interaktif diabaikan.

(b) Varians lingkungan (Ve) adalah ukuran perbedaan fenotipe yang dihasilkan oleh lingkungan yang berbeda seperti kualitas air, kualitas dan kuantitas makanan, suhu dan padat tebar dimana individu-individu dalam populasi tersebut hidup. Misalnya ikan yang diberi makan dengan baik akan tumbuh lebih cepat daripada ikan yang diberi makan dengan buruk.

Pertumbuhan tanaman akan lebih banyak pada tanah yang unsur hara di dalam tanah lebih banyak dibandingkan dengan tanaman yang unsur haranya rendah pada lahan yang sama. Jadi, ada lingkungan fisik dan biologis yang berinteraksi secara erat. Ini juga termasuk lingkungan seluler, yang bertanggung jawab untuk mengkodekan protein.

Jadi varians lingkungan harus diukur dengan menggunakan populasi yang seragam secara genetik. Ini bisa diperoleh dengan perkawinan sedarah. Populasi tersebut akan sama secara genetik dan oleh karena itu Vg = 0. Dan semua variasi fenotipik harus disebabkan oleh lingkungan dan oleh karena itu Vp = Ve.

Jika dua persilangan yaitu P 1 dan P 1 disilangkan dengan genotipe yang sama maka individu F 1 akan seragam secara genetik dan varian fenotip total merupakan perkiraan varian lingkungan. Asumsikan bahwa semua populasi dibesarkan di lingkungan yang sama, varians lingkungan adalah rata-rata dari varians tetua dan F 1 .

Ve = ( Vp 1 + V p 2 + V F 1 )/3.

  1. Heritabilitas:

Proporsi varian suatu sifat yang berada di bawah kendali genetik disebut sebagai heritabilitas. Heritabilitas adalah ukuran komponen genetik dari varians, dan melalui teknik ini digunakan dalam memprediksi fenotipe keturunan.

Jadi pertama-tama mean dan varian suatu sifat kuantitatif diperoleh dari populasi tetua kemudian informasi ini dapat digunakan untuk membuat prediksi tentang rata-rata distribusi fenotipik pada keturunan (generasi). Dan kita dapat menentukan seberapa kuat sifat fenotipe keturunannya akan menyerupai fenotipe induknya.

Ada dua ukuran heritabilitas numerik yang banyak digunakan. Salah satunya adalah koefisien heritabilitas (h 2 ), disebut juga heritabilitas dalam arti sempit. Yang lainnya adalah derajat determinasi genetik (H 2 ), disebut juga heritabilitas dalam arti luas.

Kedua nilai bergantung pada rasio varians genetik terhadap varians fenotipe, h 2 adalah rasio varians aditif terhadap total varians fenotipik, dan H 2 adalah rasio total varians genetik terhadap total varians fenotipik.

Berikut adalah rumus untuk mengukur heritabilitas:

h2 = Va/Vp

H2 = Vg/Vp

Kedua nilai ini menunjukkan bahwa berapa bagian dari variasi dalam suatu populasi yang merupakan hasil dari variasi genetik? Kedua nilai ini secara teoritis bervariasi dari 1 sampai 0, jika nilainya tinggi menunjukkan bahwa sebagian besar variasi fenotip adalah hasil dari variasi genetik, h 2 dan H 2 memiliki keterbatasan penting.

Nilainya dihitung untuk satu populasi dalam satu lingkungan, sehingga tidak dapat digunakan untuk generasi lain dari populasi yang sama yang dibesarkan di lingkungan yang berbeda atau untuk populasi lain.

Setiap populasi memiliki kumpulan genotipe yang berbeda dan akan memiliki proporsi varian fenotip yang berbeda yang disebabkan oleh varian genetik dan perbedaan nilai h 2 dan H 2 . Sebuah contoh dikutip untuk menjelaskan bagaimana h 2 dapat digunakan untuk memprediksi fenotipe keturunannya.

Related Posts