GENETICKÉ METODY
                                            V ZOOLOGII

•          Analýza fenotypu

•          Cytogenetické metody

•          Elektroforéza proteinů

•          Molekulární metody

•          Populační genetika

•          Rekonstrukce fylogeneze

                                         ANALÝZA FENOTYPU

•             Znak a stav znaku

•             Znaky metrické × nemetrické; meristické × plastické

                                        Morfologické metody

•            signální fenotypy

•            imunologie

•            epigenetika

•            tradiční morfometrie

•            morfometrie tvaru (geometrická morfometrie)

–       analýza obrysů

–       Prokrustovská analýza a význačné body

                                         Signální fenotypy

•             mutace zbarvení

•             Mendelovy pokusy, mendelovská dědičnost

•             přástevník hluchavkový (Biston betularia), páskovka hajní (Cepea nemoralis), krovky
brouků

•             savci: asi 15 domácích a laboratorních druhů - kočka, myš, morče; kolčava, levhart,
norek, kůň

–        pigmentová barviva: eumelanin, phaeomelanin, karoteny, hemoglobin, trichosiderin

•             hlavní alelické série:

A = agouti (podélná struktura zbarvení chlupu)

B = brown (proteinová složka pigmentových granulí)

C = albino (snížení počtu pigmentových skvrn)

D = dilute (shlukování pigmentových skvrn)

E = extension (změny množství eumelaninu)

•             kočka domácí: A-agouti, T-tabby, B-brown, O-orange, S-white spotting, W-white, L-long
hairs





                                        Epigenetické znaky

•             Epigeneze = vývojové interakce nad úrovní akce genů



•             výběr znaků: základním kritériem
absence korelace mezi znakem a
jeho velikostí

                                        Epigenetické znaky

•            rozdíly mezi populacemi: index MMD (mean measure of divergence):

     MMD = 1/rΣ[(θ[1]-θ[2])^2 - V]    θ= arcsin (1-2p),

    V = 1/(n[1]+1/2)+1/(n[2]+1/2)

•            statistická významnost měřena jako standardní odchylka MMD:  SD = (varMMD)^-1/2 =
[4/r(1/n[1]+1/n[2])]^-1/2

•            výstupy: symetrická matice rozdílů ® korelace mezi maticemi (Mantelův test, prostorová
autokorelace), shluková analýza, MST



                                         ANALÝZA FENOTYPU

[•             ]Vztah genotypu a fenotypu: V[P] = V[G] + V[E][]

V[P] = celková fenotypová variance

V[G ][ ]= variance genotypu

V[E ]= variance způsobená vlivem prostředí

V[G] = V[A] + V[D ]+ V[I]     A = aditivita; D = dominance; I = epistáze

[ ]

                                   Dědivost (heritabilita), h^2^

= míra dědičné složky fenotypové proměnlivosti

•             udává, do jaké míry lze varianci v rozložení fenotypu přičíst na vrub genetických
příčin

•             skutečná dědivost

                      v užším smyslu H = V[A]/V[P]

                      v širším smyslu       H = V[G]/V[P]

•             realizovaná dědivost  h^2 = R/S

R = Y[o] – Y = selekční odpověď (s. efekt)

S = Y[p]-Y = selekční diference = zlepšení nad průměr populace                   vzhledem k rozdílu
mezi rodiči a průměrem populace

Y[o] = hodnota znaku u potomstva, Y[p] = hodnota znaku u rodičů

Y = průměrná hodnota znaku



•             měření dědivosti: nejčastěji jako podobnost mezi příbuznými

                                       Tradiční morfometrie

•             kvantitativní (metrické i meristické) znaky

•             polygenní genetický základ

•             měření vzdáleností, úhlů, plochy atd.

•             vstup: posunová měřítka (analogová, digitální), měřicí okulár, měřicí mikroskop
(„measurescope“)

•             výstupy: ordinační analýza, shluková analýza, fylogenie, analýza alometrických
vztahů, srovnávací analýzy

•             systematika, studium fylogeneze, morfologie, srovnání morfologické evoluce s
molekulární, behaviorální e. …

•             software: STATISTICA, SAS, SYSTAT, SPSS, NCSS, STATGRAPHICS, JMP, NT-SYS, MATLAB,
SPLUS atd.

                                       Tradiční morfometrie

                                       Tradiční morfometrie

           •             Analýza hlavních komponent (Principal components analysis, PCA)

                                       Tradiční morfometrie

                                       Tradiční morfometrie

                                       Tradiční morfometrie

•             Problém více vzorků: MGPCA (multiple-group PCA),
                                      CPCA (common PCA)

•             Problém velikosti: Burnabyho metoda, vyřazení PC1

                                       Tradiční morfometrie

•             Analýza hlavních koordinát (Principal coordinates analysis, PCOA):
matice distancí/podobností

•             Faktorová analýza (Factor analysis, FA):
speciální model; společné faktory + specifický faktor

•             Diskriminační analýza (Discriminant function analysis, DFA) a kanonická analýza
(Canonical a., CVA):
Mahalanobisovy (generalizované) vzdálenosti
MANOVA (Wilk’s Lambda, Pilai’s trace), Hotellingův T^2 test
kroková DFA

•             Korespondenční analýza (CA):
abundance n druhů na p stanovištích
(kontingenční tabulka),
„reciproční průměrování“

•             Shluková analýza (Cluster analysis)
Eukleidovsé, manhattanské distance

                                       Tradiční morfometrie

                                Shluková analýza (Cluster analysis)



                                         Morfometrie tvaru

•            tradiční morfometrie po korekci vektoru velikosti - (Burnaby, odstranění PC1)

•            zkoumání uzavřených struktur (obrysů):

–       polynomials

–       cubic splines, parametric cubic splines

–       Fourier analysis, elliptic Fourier

•            metody založené na význačných bodech (landmarks):

–       GLS (Prokrustes), GRF, GARF

–       TPS, TPSRW

–       edgels





                               Metody založené na význačných bodech

•             Geometrická (nová) morfometrie:

–        spojení transformace koordinát D´Arcyho
Thompsona se statistickým aparátem
tradiční morfometrie

•             Thin-Plate Spline (TPS),
Thin-Plate Spline Relative Warps (TPSRW)

•             struktury bez význačných bodů: edgels

•             software: TPSplin (TPS), TPSRelw (TPSRW),
TPSRegr, TPSTree, TPSSmall, TpsPLS

•             TPSDig, MTV, MorphoSys (digitalizace)

•             edgewarp (edgels)

                               Metody založené na význačných bodech