Heritability estimates for somatic traits determined perinatally with the twin method

The aim of this study was to establish estimates for heritability of somatic traits determined perinatally with the twin method. The studied material, including 1263 twin pairs live-born at various stages of prenatal life, i.e. between the 22nd and 41st week of gestation, was collected at the Department of Perinatology and Gynecology, Poznań University of Medical Sciences, between 2002 and 2009. The zygosity of 821 pairs of same-sex twins was determined at the Laboratory of Molecular Genetics in Poznań using analysis of single and multiple nucleotide polymorphisms.The proportion of phenotypic variance explained by genetic variability was determined using heritability indices based on intrapair variances and correlations. Analysis of these indices revealed that genetic variability predominated over environmental variability in determining the phenotypic variance of all studied traits. Heritability was the highest for body weight and shoulder width.The high values of heritability coefficients documented in our study were to a certain extent associated with an inconsistency of the assumption on the additive effect of genetic and environmental effects. While analyzing the phenotypic variance of a trait, the role of genotype–environment interactions and covariance cannot be ignored, as these are their effects which increase the genetic variance and related coefficients of heritability. Therefore, it can be concluded that the genotypic component of the phenotypic variance of the trait is enhanced by the effects of various environmental factors.

StreszczenieCelem pracy było oszacowanie odziedziczalności cech somatycznych w okresie perinatalnym przy wykorzystaniu metody bliźniąt. Materiał badawczy zgromadzony w Klinice Perinatologii i Ginekologii Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu w latach 2002–2009 stanowiły żywo urodzone, w różnych etapach życia płodowego, tj. od 22 do 41 tygodnia ciąży 1263 pary bliźniąt. Ocena zygotyczności 821 par bliźniąt jednopłciowych została wykonana w Laboratorium Genetyki Molekularnej w Poznaniu na podstawie analizy polimorfizmu DNA metodą jedno i wielopunktową.Proporcję wariancji fenotypowej wyjaśnianej zmiennością genetyczną określono posługując się wskaźnikami odziedziczalności opartymi na wariancjach i korelacjach wewnątrzparowych. Analiza obliczonych współczynników odziedziczalności pokazuje, że w zmienności fenotypowej wszystkich omawianych w pracy cech somatycznych przeważa udział zmienności genetycznej nad udziałem zmienności środowiskowej. Największym stopniem odziedziczalności charakteryzuje masa ciała i szerokość barków.Wysokie wartości obliczonych przez nas współczynników odziedziczalności prawdopodobnie w pewnym stopniu wynikają z niespełnienia założenia o addytywności wpływów genetycznych i środowiskowych. Analizując wariancję fenotypową cechy nie można pominąć w jej składzie wariancji interakcji i kowariancji genotyp-środowisko. Bo to właśnie ich efekty zwiększają wariancję genetyczną, a więc przyczyniają się do zwiększenia wartości współczynników odziedziczalności. Można zatem powiedzieć, że składnik genotypowy zmienności fenotypowej cechy jest potęgowany poprzez wpływy różnorodnych czynników środowiskowych.