Gene de efeito associativo na detecção de major genes

Abstract

Os efeitos associativos são gerados pela influência que o ambiente social tem sobre a expressão de genes em animais companheiros de grupo. Este ambiente social é definido em parte por genes responsáveis pelo comportamento dos animais que compõe o grupo, denominados de genes associativos. Estes genes podem estar diminuindo o poder de detecção de major genes de efeitos diretos, ou até mesmo estarem sendo identificados como se fossem genes de efeitos diretos. Este trabalho foi feito com o objetivo de verificar a influência que genes associativos possam ter em análises de identificação de major genes. Os dados foram gerados por meio de simulação. Foi simulado um genoma de 2471 cM e as freqüências alélicas e efeitos de 200 QTL (locos de característica quantitativa) distribuídos pelo genoma. Dois destes QTL foram transformados em major genes, um com efeito direto sobre o fenótipo do animal, major gene direto, e outro com efeito associativo sobre o fenótipo dos companheiros de grupo, major gene associativo. A população estudada foi formada pela escolha ao acaso de 3740 animais simulados, filhos de 20 pais e 337 fêmeas, formando 11 classes de grupos, com 10 animais em cada grupo e estabelecendo-se 34 repetições para cada classe. As classes foram determinadas pelo número de animais portadores do alelo dominante para o gene associativo em cada grupo, variando de zero indivíduo B_ a 10 indivíduos B_. O major gene associativo foi sumulado agindo de duas maneiras: influenciando na predisposição do animal a se envolver em disputas por uma melhor posição na ordem hierárquica, efeito associativo pré-hierárquico, tendo um efeito promovido pela agressividade entre os animais; e outra, o efeito associativo pós-hierárquico, promovido pelas vantagens que animais em posições mais elevadas na ordem hierárquica têm por terem acesso diferenciado aos recursos. Dois grandes conjuntos de simulações foram realizados, utilizando a mesma população simulada, um considerando o gene associativo com efeitos pré e pós-hierárquico e outro considerando o gene associativo apenas com efeito pós-hierárquico. Dentro desses dois grandes conjuntos de simulações foram simulados três níveis de efeitos para o major gene direto (1%, 3% e 5% da média fenotípica da população acrescentada ao valor do fenótipo dos animais). O efeito do major gene associativo foi simulado contendo apenas um nível de efeito para o efeito associativo pré-hierárquico (cada animal agressivo B_ causava uma diminuição de 8% da expressão do major gene direto em animais companheiros de grupos) e quatro níveis de efeitos para o efeito associativo pós-hierárquico (cada animal B_ no grupo causava uma diminuição de 5%, 10%, 20% e 30% de diminuição na expressão do major gene direto em animais companheiros de grupos). Com o objetivo de verificar a influência de genes associativos em analises de detecção de major genes, ambos os major genes foram avaliados como sendo major genes de efeito direto, por testes de média, na tentativa de identificar major genes com efeito direto sobre o fenótipo dos animais. Os resultados mostraram que, para os níveis dos efeitos dos genes simulados, o efeito associativo não foi capaz de mascarar a identificação de major genes com efeito direto (p < 0,01). A análise testando se o major gene associativo seria identificado como um gene de efeito direto mostrou que, para as simulações dos níveis de efeitos do gene direto contribuindo com mais de 3% da média fenotípica da população, o major gene associativo foi identificado como um major gene de efeito direto (p < 0,01).

The Associative effects are produced by the influence that social environment has on gene expression in group companion animals. This social environment is defined in part by genes responsible for the behavior of the animals composing the group, called associative genes. These genes may be diminishing the power detection of major genes with direct effects, or even being identified as if they were genes with direct effects. This work was made aiming the evaluation of the influence of associative genes in identification analyses of major genes. The data were generated by simulation. A genome of 2471 cM, the allele frequencies and effects of 200 QTL (quantitative trait loci) were simulated. Two of these QTL were transformed in major genes, one with direct effects over the individual phenotype, the direct major gene, and another with associative effects over the phenotype of group companions, the associative major gene. The population in study was made by selecting randomly 3740 simulated animals, offspring of 20 males and 337 females, forming 11 group classes with 10 animals in each group and setting 34 repetitions for each class. The classes were determined by the number of animals with the dominant allele for the associative gene in each group, varying from zero to 10 individuals B_. The associative major gene was simulated acting in two ways: influencing the predisposition of the animal to be involved in disputes for a better position in the hierarchy, the pre-hierarchical associative effect, having effect promoted by the aggressiveness among the animals; and another, the post-hierarchical effect, promoted by the benefits that animals in a higher hierarchical position have for having differentiated access to the resources. Two major sets of simulations were performed, using the same simulated population, one considering the associative gene with pre and post- hierarchical effects and another considering the associative gene only with post-hierarchical effects. Within these two major sets of simulations, three levels of effects for the direct major gene were considered (adding 1%, 3% and 5% of the population phenotype mean to the phenotype of the animals). The associative major gene effect was simulated considering only one level of effect for the pre-hierarchical effect (each aggressive animal B_ caused a decrease of 8% in the expression of the direct major gene at group companions) and four level of effects for the post-hierarchical effect (each B_ animal caused a decrease of 5%, 10%, 20% and 30% in the expression of the direct major gene at group companions). In order to verify the influence of associative genes in analyses of major gene detection, both major genes were evaluated as direct major genes, by mean test, in an attempt to identify major genes with direct effect in the phenotype of animals. The results showed that, for the genes effect levels simulated, the associative effect could not mask the identification of major genes with direct effect (p < 0,01). The analysis testing whether the associative major gene would be identified as a gene with direct effect showed that, in simulations with direct effect gene levels contributing with more than 3% of the phenotypic mean of the population, the associative major gene was identified as a major gene of direct effect (p < 0,01).