第16章群体遗传学
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第十六章群体遗传与进化生物的每个物种都是以相对稳定遗传的群体方式存在,而新种的形成和发展则有赖于群体遗传的变异。
群体遗传学(population genetics )是研究群体的遗传结构及其变化规律的遗传学分支学科,它以孟德尔遗传学理论为基础,应用数学和统计学方法研究群体中的基因频率和基因型频率以及影响这些频率的遗传因素,从而揭示群体的遗传和变异规律及其演变趋势。
因此,它是数量遗传学理论和进化论的基础,也是进行作物群体改良的理论依据。
第一节群体的遗传平衡一、孟德尔群体遗传学上的群体不是一般个体的简单集合,而是指相互有交配关系的个体所构成的有机集合体。
一个群体中全部个体所包含的全部基因称为基因库(gene pool)。
在一个大群体内,个体间随机交配,孟德尔的遗传因子以各种不同方式从一代传递到下一代,通常称这种群体为孟德尔群体(Mendelian population)。
最大的孟德尔群体可以是一个物种。
存在交配关系意味着群体内个体间有着共同的染色体组,染色体组内的基因可通过个体间的交配而在个体间得到相互交换。
在同一群体内,不同个体的基因型虽有不同,而群体的总体所具有的基因则是一定的。
群体中各种基因的频率,以及由不同的交配机制所形成的各种基因型频率在数量上的分布特征称为群体的遗传结构。
生物在繁殖过程中,每个个体传递给子代的并不是其自身的基因型,而只是不同频率的基因。
孟德尔群体与一般群体的主要区别在于群体内个体间能够随机交配。
因此,几乎所有的动物和异花授粉植物群体都属于孟德尔群体,而自体受精动物及自花授粉植物构成的群体则只能属于一般的群体或称非孟德尔群体。
由许多群体所构成的生物集团叫群落。
群落中的群体间没有交配关系,群体间的相对独立性主要通过生殖隔离来实现。
二、群体的基因频率和基因型频率个体性状表现的遗传基础是个体的基因型。
而基因型决定于基因与基因的分离与组合,通过追踪基因在世代间的分离与组合及其所形成的基因型,可以推断性状表现在群体内个体间和家系水平的遗传与变异规律。
1群体遗传学population genetics研究目标:探索群体的遗传组成以及引起群体遗传组成发生变化的动力。
研究范畴:所有决定群体的遗传组成及其随时间和空间的变化规律性问题。
群体中有一对等位基因A和a等位基因A的频率为A/(A+a),显性的通常用p表示p= A / (A+a)等位基因a的频率为a/(A+a),隐性的通常用q表示q= a / (A+a)p + q= (A+a) / (A+a)= 16例:一对等位基因A和a群体中存在的基因型有3种AA, Aa, aaAA的频率:AA /(AA+Aa+aa),用D(dominance)表示Aa的频率:Aa/(AA+Aa+aa),用H(heterozygote)表示aa的频率:aa/(AA+Aa+aa),用R(recessive)表示D + H + R = 18如何获取某个群体某个感兴趣基因其分布的信息呢?9如果我们可以得到某个基因座所存在的每种基因型的频率,就可以得到每种等位基因的基因频率。
比如当某一性状是共显性或不完全显性性状时,群体中每一表型的频率就是对应的基因型频率,进而可以得到基因频率。
1011对MN血型有人在一个地区调查747人M 血型基因型为MM 占31.2% D N 血型基因型为NN 占17.3% R MN血型基因型为MN 占51.5% H例:p = D + H/2q = R + H/2设M的基因频率为p,N的基因频率为q,p+q = 1p=(747×31.2%×2+747×51.5%)/747×2=0.312+0.515/2=0.57q=(747×17.3%×2+747×51.5%)/747×2=0.173+0.515/2=0.4312例:CCR5基因,编码细胞表面的细胞因子受体,可作为HIV病毒进入细胞的受体。
ΔCCR5基因,32bp的缺失突变,可引起编码蛋白的移码,从而使HIV病毒失去受体。