Variation Quantitative et Héréditaire

De nombreux caractères importants, de la taille au rendement, varient de manière continue car ils sont influencés par de nombreux gènes à faible effet combinés à l'environnement ; la génétique quantitative décrit statistiquement cette variation et évalue sa part d'héritabilité.

Definition

L'héritabilité est la proportion de la variance phénotypique d'un caractère dans une population donnée qui est due aux différences génétiques entre les individus, la quantité centrale décrivant la force avec laquelle un caractère continu est hérité.

Scope

Ce sujet aborde le modèle polygénique des caractères continus, la partition de la variance phénotypique en composantes additive, de dominance et environnementale, la distinction entre l'héritabilité au sens large et au sens strict, l'équation du sélectionneur et la réponse à la sélection, ainsi que l'utilisation de la ressemblance entre apparentés pour estimer les paramètres génétiques. Il traite de la structure statistique de la variation quantitative ; la localisation des loci contributeurs est abordée dans le sujet adjacent.

Core questions

• Comment un caractère qui varie de manière continue peut-il être expliqué par des gènes mendéliens discrets ?
• Comment la variance phénotypique est-elle partitionnée en composantes génétiques et environnementales ?
• Quelle est la différence entre l'héritabilité au sens large et au sens strict ?
• Comment l'équation du sélectionneur prédit-elle la réponse d'un caractère à la sélection ?

Key concepts

• Hérédité polygénique et le modèle infinitésimal
• Variance phénotypique, génétique et environnementale
• Héritabilité au sens large versus au sens strict
• L'équation du sélectionneur et la réponse à la sélection
• Ressemblance entre apparentés

Mechanisms

La variation continue apparaît lorsque de nombreux loci, chacun avec un petit effet additif, contribuent à un caractère dont la distribution est davantage lissée par la variation environnementale ; la variance génétique additive détermine la prévisibilité de la ressemblance entre la descendance et les parents sélectionnés, c'est pourquoi l'héritabilité au sens strict régit la réponse à la sélection.

Clinical relevance

La génétique quantitative est le moteur de la sélection végétale et animale par la sélection sur la variation héritable, et les estimations d'héritabilité encadrent l'interprétation des caractères humains complexes et des maladies, bien que ces estimations soient spécifiques à la population et à l'environnement et n'impliquent pas qu'un caractère soit immuable.

History

L'article de Fisher de 1918 a réconcilié la variation continue étudiée par les biométriciens avec l'hérédité mendélienne en montrant que de nombreux gènes à faible effet produisent une distribution normale, fondant ainsi la génétique quantitative ; Wright, Falconer, puis Lynch et Walsh ont développé le cadre des composantes de la variance et de la réponse à la sélection.

Key figures

• Ronald Fisher
• Sewall Wright
• Douglas Falconer
• Michael Lynch

Seminal works

• fisher1918
• falconerMackay1996

Frequently asked questions

Si un caractère a une héritabilité élevée, cela signifie-t-il que l'environnement n'a pas d'importance ?

Non. L'héritabilité mesure la part de variation entre les individus d'une population donnée due aux différences génétiques ; un caractère peut être fortement héritable tout en étant fortement influencé par l'environnement, et un changement d'environnement peut modifier l'ensemble de la population.

Comment de nombreux gènes peuvent-ils produire une distribution en cloche lisse d'un caractère ?

Lorsque de nombreux gènes ajoutent chacun un petit incrément et se combinent avec des effets environnementaux aléatoires, les nombreuses combinaisons possibles s'additionnent pour former une distribution approximativement normale, c'est pourquoi les caractères polygéniques varient de manière continue plutôt qu'en classes discrètes.