Genetic distance and classification of domestic animals using genetic markers

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Abstract:

Genetic distance is used to classify and elucidate the evolutionary relationship between populations, such as species, which have been diverging for a long period. The properties of genetic distance measures in livestock classification have hitherto not been investigated. We used simulation studies to compare the accuracy of eight genetic distance measures to classify recently diverged populations. The effect of varied population sizes from generation to generation were also taken into account. Comparatively better results are obtained from Nei’s standard distance with two alleles at each locus and from Nei’s distance with four alleles at each locus under various conditions. However, the difference in accuracy among distance measures was small and very high correlations were shown. The number of alleles at each locus had a greater effect on accuracy than the number of loci or type of distance measures. It indicates that highly polymorphic markers, such as DNA microsatellite, are powerful tool to improve the accuracy in classification of domestic animals. The six distance measures had a linear relationship with generation number at constant population size. None of the distance measures, however, showed a linear relationship when population size varied. The effect of fluctuating population size on the average distance was obvious over the first few generations but declined when the number of generations was increased.

German
Genetische Distanz und Klassifizierung von Haustieren mittels genetischer Marker

Genetische Distanzen werden verwendet, um evolutionäre Beziehungen zwischen Populationen, die vor langer Zeit divergierten, einzuordnen und aufzuklären. Die Eigenschaften der hierfür verwendeten Maßeinheiten wurden bislang bei Haustieren noch nicht untersucht. Es wurden Simulationsmodelle verwendet, um die Genauigkeit von 8 Distanzmaßen für kürzlich divergierte Populationen miteinander zu vergleichen. Dabei wurde der Effekt sich verändernder Populationsgrößen miteinbezogen. Die im Vergleich besten Ergebnisse wurden mit Nei’s Standard-Distanz mit zwei Allelen je Locus und mit Nei’s DA – Distanz mit 4 Allelen je Locus unter verschiedenen Bedingungen erzielt. Die Unterschiede in der Genauigkeit war zwischen den Distanzmaßen gering und sehr hohe Korrelationen konnten nachgewiesen werden. Die Anzahl der Allele je Locus hatte einen größeren Einfluss auf die Genauigkeit als die Anzahl der Loci oder das Distanzmaß. Dies zeigt, dass hochpolymorphe Marker wie DNA-Mikrosatelliten schlagkräftige Instrumente sind, um die Genauigkeit der Klassifizierung von Haustieren zu verbessern. Die sechs Distanzmaße hatten bei konstanter Populationsgröße eine lineare Beziehung mit der Generationenzahl. Bei variierender Populationsgröße zeigte allerdings keines der Distanzmaße eine lineare Beziehung. Der Einfluss variierender Populationsgrößen auf die durchschnittliche Distanz war während der ersten Generationen offensichtlich, verringerte sich aber bei steigender Generationenzahl.

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1046/j.1439-0388.2001.00276.x

Affiliations: Tohoku National Agricultural Experiment Station, Shimo-kuriyagawa, Morioka, Japan

Publication date: April 1, 2001

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