群體的遺傳分析2010年2月四川師范大學生科院張光祥第一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三群體遺傳的研究特點與任務群體遺傳研究的任務：研究群體的遺傳結構變化規律、原因以及在生物進化與物種形成中的作用群體遺傳的研究特點：以群體為基本研究單位以基因頻率和基因型頻率描述群體遺傳結構;采用數學和統計方法進行研究；群體遺傳研究為揭示生物的物種起源與演變及其生物進化機制，種群遺傳多樣性演變規律與生物保護策略等提供了有效手段2010年2月四川師范大學生科院張光祥第二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三第一節：群體的遺傳平衡一、孟德爾群體

:1、群體(生態學)群體：某一空間內生物個體的總和包括全部物種的生物個體種群、地區群體/居群:地理隔離會造成基因交流障礙，所以群體遺傳學研究生活在同一區域內，能夠相互交配的同種生物的個體群遺傳學和進化論中研究的群體是孟德爾群體：同一物種內有相互交配關系、能自由進行基因交流的所有個體。2010年2月四川師范大學生科院張光祥第三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三2、孟德爾群體及其有關概念孟德爾群體的本質特征是：群體內每個個體的♀配子(或♂配子)具有相等的機會與其他任何一個個體的♂配子(或♀配子)結合。所以，孟德爾群體又叫隨機交配群體。最大的孟德爾群體就是整個物種（不存在生殖隔離）。群體內不同個體的基因型可以不同。由于復等位基因的廣泛存在，不同個體所具有的等位基因也可能不一樣，但群體中所有的基因是一定的?；驇?genepool)指一個群體中包含的所有基因總數，這里的“所有基因”是指群體內存在于所有基因座（geneloci）上的全部等位基因。生物體在繁殖過程中，并不能把個體的基因型傳遞給子代，傳遞給子代的只是基因。2010年2月四川師范大學生科院張光祥第四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三二、基因型頻率與基因頻率1、基因型頻率：一個群體內某個特定基因型所占的比例。在一個個體數為Ｎ的二倍體生物群體(居群)中,一對等位基因(A,a)的三種基因型的頻率表示如下:基因型頻率個體數P+H+QQ=q/NH=h/NP=p/N符號N=100000N型:16000MN型:48000M型:36000MN血型實例Nqhp符號1合計Q=0.16aaH=0.48AaP=0.36AAMN血型實例基因型一個群體即使所有個體都具有相同繁殖效率,也只有在隨機交配前提下,基因型頻率才能維持不變。只要不是隨機交配，基因型頻率就會發生變化。比如F2通過自交產生的F3群體基因型頻率就變了。2010年2月四川師范大學生科院張光祥第五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三2、基因頻率基因頻率：群體內某個特定基因座(locus)上一個特定等位基因占該基因座位所有等位基因總數的比例，也稱為等位基因頻率?；蝾l率基因型頻率p

+

q

=

1a基因:qA基因:p符號P+H+Q=10.160.480.36實例1QHP符號合計aaQ+?H=0.4AaP

+

?H

=

0.6AA實例基因型一個群體只要所有個體都具有相同的繁殖效率，無論隨機交配還是通過自交，產生的子代群體內基因頻率都維持不變。在一個個體數為Ｎ的二倍體生物群體中，一對等位基因(A,a)的基因座位共有2N份，兩個等位基因的頻率表示如下：2010年2月四川師范大學生科院張光祥第六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三三、哈德－魏伯格定律1.在一個完全隨機交配的群體內，如果沒有其它因素（如突變、選擇、遷移等），那么，基因頻率和基因型頻率可以保持恒定，各代不變。這一現象是德國醫生WeinbergW.和英國數學家哈德HardyG.H.于1908年分別發現的，故稱：哈德－魏伯格定律。設：在一個隨機交配群內基因A的頻率為

p,基因

a的頻率為q，p+q=1；則：三種基因型的頻率為：P=p2、H=2pq、Q=q2當3種不同基因型個體間充分隨機交配，下一代基因型頻率和親代完全一樣，不會發生改變：子代基因型頻率仍維持不變頻率q頻率p頻率p頻率qaaq2Aapq配子aAapq配子aAAp2配子A配子A♀♂2010年2月四川師范大學生科院張光祥第七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三2、平衡群體中基因(型)頻率的計算在英國無愛滋病死亡的大人群中,檢測出△32/△32的基因型頻率假如為Q=0.01。由于人類大群體一般可視為孟德爾群體，按照Q=q2，可算出：q=0.1,p=1–q=0.9；基因型+/+的頻率P=p2=0.81；雜合子+/△32頻率：H=2pq=2×0.1×0.9=0.18人類3號染色體的細胞表面蛋白基因CCR5，編碼區缺失32bp突變成△32后導致易感HIV?！?2/△32易感染且發病快；雜合體易感染但發病慢；+/+不易感染。通過培養細胞的易感性試驗和分子手段都可鑒定基因型。我國人群中△32的頻率為2‰（王福生等,1999）。2010年2月四川師范大學生科院張光祥第八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三3、非平衡群體的判斷以細胞表面蛋白基因CCR5的32bp缺失突變為例。在英國無愛滋病死亡地區的大人群中假如已知有:q=0.1,p=0.9,P=0.81,H=0.18,Q=0.01。假如有一半的△32/△32因感染HIV而死亡，則群體中的Q、P和H就變成了：Q1=0.005/0.995=0.005，P1=0.81/0.995=0.814H1=(1–P1–Q1)=0.18/0.995=0.181相應地：p1=P1+?H1=0.9045,q1=1–p1=0.0955由于p12≠P1,2p1q1≠H1,q12≠Q1，突變基因純合子死亡一半后的群體就為非平衡群體。2010年2月四川師范大學生命科學學院張光祥第九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三4、利用共顯性基因(標記)進行分析判斷例：我國某人群中測定了1050人對苯硫脲的嘗味能力,其中410人(TT)有嘗味能力、雜合的有500人(Tt)、味盲者有140人(tt)。問是否是達到Hardy-weiberg平衡？由于：T基因的頻率p=(2×410＋500)/(1050×2)=0.63t的基因頻率q

=(2×140＋500)/(1050×2)=0.37根據遺傳平衡定律可算出基因型頻率和頻數理論值(C):c2=0.4310.0970.2250.109(Ci–Oi)2/CiN=1050Nq2=143.742Npq=489.51Np2=416.75預期頻數(C)1050=N140500410實際頻數(O)合計ttTtTT由于在實際調查中存在抽樣誤差,需理應卡平方檢驗法進行適合性檢驗：c2=S[(Ci–Oi)2/Ci]，H0:Ci–Oi=eic2=0.431＜

c2a=0.05=3.841,符合遺傳平衡群體特征。2010年2月四川師范大學生科院張光祥第十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三5、從不平衡到平衡只需1代隨機交配由于在△32/△32被淘汰一半后的初始群體中：H1=0.181,P1=0.814,Q1=0.005,p1=0.9045,q1=0.0955P2=0.8181，Q2=0.0091，H2=2×0.0864=0.1728基因頻率不變：P=p2,H=2pq,Q=q2,即已達平衡。而且:p12

=0.90452=0.8181≠P1，q12

=0.09552=0.0091≠Q1，2p1q1=0.1728≠H1也就是說說明群體處于非平衡狀態。再來看看經過一次隨機交配后的子代群體：p1=0.9045q1=0.0955△32/△32q12=0.0091CCR5/△32p1q1=0.0864配子:△32q1=0.0955CCR5/△32p1q1=0.0864配子:△32CCR5/CCR5p12=0.8181配子:CCR5p1=0.9045配子:CCR5群體內♂配子群體內♀配子2010年2月四川師范大學生科院張光祥第十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三6、哈德－魏伯格定律要點總結①．在隨機交配的大群體中，如果沒有其它因素干擾，則各代的基因頻率保持不變；②．任何一個大群體內，不論初始基因頻率和基因型頻率如何，只需經過一代的隨機交配就可達到平衡；③．當一個群體達到平衡狀態后，基因頻率和基因型頻率關系是：P=p2，H=2pq，Q=q2

哈德－魏伯格定律也叫遺傳平衡定律2010年2月四川師范大學生科院張光祥第十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三四、遺傳平衡定律的意義1、遺傳平衡定律是群體遺傳分析的理論基礎。2、除自花授粉植物外,高等生物的自然群體一般接近于隨機交配,且都是很大的群體。所以,遺傳平衡定律基本適用于分析、研究這類群體，具有廣泛的實用性。3、根據遺傳平衡定律,在隨機交配條件下,如果沒有明顯的遷移、選擇和增加突變等因素的干擾，平衡群體的基因頻率和基因型頻率世世代代保持不變,即平衡群體的遺傳結構是穩定不變的。4、群體的遺傳平衡是有條件的,研究影響遺傳平衡的因素，以及在這些因素作用下群體結構發生變化的規律，便可揭示生物進化的規律。2010年2月四川師范大學生科院張光祥第十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三五、群體遺傳平衡的條件群體維持遺傳平衡的主要條件有：1、隨機交配；2、大群體；3、無選擇；4、無突變或正反向突變相抵；5、無其它基因摻入形式(主要是遷移)。突變無突變隨機無大無群體平衡→穩定選型交配與近親交配遷移遺傳漂變選擇群體平衡擾動交配繁殖遷移群體選擇因素群體遺傳學研究的重點，正是研究上述條件不滿足時，群體遺傳結構的變化及其對進化的作用。在這些因素中，突變和選擇是主要的，遺傳漂變和遷移也有一定的作用。但是在自然界中，偶爾會有一些因素發生變化，如一定范圍的極端氣候、嚴重污染事件、小群體遷移等，每次這樣的事件都將造成群體遺傳結構的擾動：2010年2月四川師范大學生科院張光祥第十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三第二節、改變遺傳平衡的因素基因突變對群體遺傳結構的影響選擇對群體遺傳結構的影響突變與選擇的聯合作用遷移對群體遺傳結構的影響遺傳漂變及其作用2010年2月四川師范大學生命科學學院張光祥第十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三一、基因突變對群體遺傳結構的影響1、突變壓(mutationpressure)：基因突變造成的基因頻率改變量，等于基因頻率與突變率的乘積。Aauv基因突變一是為自然選擇提供原始材料，二是直接導致群體基因頻率改變。令u=正突變頻率；v=反突變頻率：一對基因的突變有正突變，也有反突變，所以：Aa的頻率即A的減少率為pu(正突變壓)；aA的頻率即A的增加率為qv(反突變壓)。在沒有其他因素影響時：設某一世代中，一對基因A,a的頻率分別為p和q。則：突變對A

基因頻率的影響為：Dp=

qv

–pu2010年2月四川師范大學生科院張光祥第十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三2、pu=qv

時的基因頻率與突變率關系當群體內pu=qv

時，并不改變群體內的基因頻率，群體仍然處于平衡狀態：由于△p=qv

–pu

=0，且q=1–p

A的增量

A減少量所以：pu

=

qv=(1–

p)v=v

–

pv也就是：pu＋pv=v,改寫為p(u＋v)=vvuuq+=同理可得：由于：Aa的正突變率為u；aA的反突變率為v。群體中A的頻率為p

，a的頻率為q，p＋q=1。vu+vp

———故：

=在沒有其他因素干擾時，平衡群體的基因頻率由正、反突變頻率大小決定。如實驗查明一對等位基因的正、反突變率，就可利用左邊公式計算出平衡狀態下的基因頻率。??????2010年2月四川師范大學生科院張光祥第十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三當群體內正、反突變壓相等時，可以根據突變率計算基因頻率例如：A→a的突變率為1/100萬，即u=1×10-6

；a→A的反突變率為0.5/100萬，即v=5×10-7在pu

=qv的前提下，有p=v/(u＋v)

。所以，根據公式：p=v/(u＋v)可算出：p=0.0000005/(0.0000005＋0.000001)=?

也就是在群體中，A基因占?,a基因占(1–p)=?。這時的正突變壓pu=?

×(1×10-6)=?×10-6這時的反突變壓qv=?×(5×10-7)=?

×10-6所以，正反突變壓相等≠

正反突變率相等如果等位基因的正反突變率相等(即v=u),同時正反突變壓也相等(pu

=qv),則必然是q=p=0.52010年2月四川師范大學生科院張光祥第十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三3．當群體內正、反突變壓不相等時根據前面的知識，△p=qv–pu,且p＋q=1。在u

和v

維持不變的情況下，如果pu＞qv，即A承受的突變壓比a承受的突變壓大。也就是說在群體內，與a突變成A相比，有更多的A突變成a。一個世代后,與上一代相比p變小了：p1

=p0–△p。p

的這個減量(–△p)就是q

的增量(△q)：q1

=q0+△q。總之,在突變率不變的情況下,如果正、反突變壓不相等,則這種突變壓差的作用下,會使A、a的基因頻率向縮小突變壓差的方向改變,最終使突變壓相等。由于基因的突變頻率一般都很低(1/104～1/107)，因此,突變壓差對基因頻率的明顯改變要經過很多世代。對于繁殖周期很短的生物，可在較短時間內引起基因頻率的明顯改變。2010年2月四川師范大學生科院張光祥第十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三舉例說明突變對基因頻率的影響(了解)已知果蠅在正常條件下，灰體Y→黃體y的突變率：u=0.0001;黃體y→灰體Y的突變頻率v=0.00000004現在有一個灰體(YY)×黃體(yy)的F2群體，即p0=q0=0.5,準備讓其隨機交配觀察基因頻率的變化。C2

（n=2）C1（n=1）0.4999000450.49995002pn-4.99750000008×105-4.998×105△pn-12.00019992×1082×108qn-1v4.9995002×1055×105pn-1u突變壓

p0u=0.0001×0.5=0.00005,

q0v=0.00000004×0.5=0.00000002△p=qv–pu=0.00000002–0.00005=–0.00004998突變經配子傳遞給子代,影響群體的基因頻率。所以,子代

p1=0.5–0.00004998=0.49995002,q=0.500049982010年2月四川師范大學生科院張光祥第二十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三二、選擇對群體遺傳結構的影響1、概念：選擇是指群體內不同基因型個體在特定條件下將自身的基因傳遞給子代的幾率存在差異的現象。改變基因頻率的最主要因素。自然選擇、人工選擇。其中(?)2cc的白化苗個體又會被淘汰。適合度(w)：特定條件下群體中某一基因型的個體與最優基因型相比，將自身基因傳遞給子代的相對能力。選擇壓(S)：特定條件下群體中某一基因型的個體將自身基因傳遞給子代的能力受到削弱的程度;S=1-w2．群體內隱性致死基因的淘汰：例如：玉米致死基因突變體的選擇效應：設：綠色基因C和白化苗基因c的頻率各0.5。經一代繁殖，子代群體將有?

白苗→全部死亡。則：剩下的群體中C頻率為?、c頻率只有?由此形成的下一代個體的頻率為：2010年2月四川師范大學生科院張光祥第二十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三3、淘汰隱性性狀(即S=1)時基因頻率改變的規律前述群體中：白花基因的q=0.4,紅花基因的p=0.6設：此群體為初始群體，白花基因a的頻率為q0=0.4淘汰白花(aa，即S=1)，隨機交配的子代群體隱性基因頻率q1可從雜合子所占的比值中求出。q1=0.4/1.4=0.2857連續n代淘汰后，隱性等位基因頻率為：△qnn+1=–qn2/(1+qn)；n=1/qn–1/q0：淘汰隱性性狀的速度很慢,效果隨世代的增加而變差。8q=0.199849898483需世代nq=0.001q=0.002q=0.01q=0.02q=0.2目標由于a只占雜合體基因的一半，所以，a在總個體中所占的比值為：2010年2月四川師范大學生科院張光祥第二十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三玉米致死基因突變體的選擇效應(續)經n代淘汰后，群體內三種基因型的頻率為：例如淘汰至第十代時：∴第十代時，在100株苗中的白化苗個體已不到1株(0.83%)2010年2月四川師范大學生科院張光祥第二十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三4、群體內顯性致死基因的淘汰淘汰顯性性狀可以迅速改變基因頻率，只需自交一代，選留具有隱性性狀的個體即可成功。例如:紅花×白花F1紅花F2:?紅花:?白花如：一個隨機交配群體有紅花株84%、白花株16%?！喟谆ɑ蝾l率q=0.4紅花基因頻率p=1–q=0.6如果把全部紅花植株都淘汰(S=1),下一代就全是白花植株。這時，p=0、q=1,基因頻率發生改變的迅速很快。2010年2月四川師范大學生科院張光祥第二十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三5、選擇影響隱性基因頻率的規律總結(1)、基因頻率越小，選擇使頻率降低的幅度越?。划旊[性基因很少時，幾乎完全存在于雜合體中。當選擇壓S=1時，根據△qnn+1=–

qn2/(1+qn):(2)、對隱性基因的不完全選擇，即0＜S＜1時，設初始群體為平衡群體(p2AA+2pqAa+q2aa=1):基因型AAAaaa全群體起始頻率p022p0q0q021選擇系數S00S選擇后p022p0q0q02(1-S)1-Sq02相對頻率P02/(1-Sq02)2p0q0/(1-Sq02)q02(1-S)/(1-Sq02)1q1=?×2p0q0/(1-Sq02)+q02(1-S)/(1-Sq02)=q0(1-Sq0)/(1-Sq02)即：qn+1=qn(1–Sqn)/(1–Sqn2)0.050-0.0091q0=0.10.0667-0.0333q0=0.29.99×10-7-0.1143-0.1667-0.3556-0.4263△q010.000990.0800.08330.08890.090q0=0.001q0=0.4q0=0.5q0=0.8q0=0.9q102010年2月四川師范大學生科院張光祥第二十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三不同選擇壓S下對隱性性狀選擇的效果(了解)由于：

qn+1=qn(1–Sqn)/(1–Sqn2)△qnn+1=qn+1–qn=–Sqn2(1–qn)/(1–Sqn2)基因頻率q的改變不同選擇壓S下選擇所需的世代數q0qnS=1(致死)S=0.5S=0.1S=0.010.990.5111565590.50.182010210200.0251890.0010.000190001800590023900230當q0很小，比如＜0.0001時，分母(1–Sq02)≈1，進行一個世代的選擇，引起的基因頻率改變量：△qnn+1=qn+1–qn≈

–Sqn2(1–qn)由此可推出下列公式(以代替△q，見p480)：S·n=(q0–qn)/q0qn+2.3031?log10[q0(1–qn)/qn(1–q0)]dqdn2010年2月四川師范大學生科院張光祥第二十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三一次選擇對隱性等位基因頻率的影響主要決定于初始頻率2010年2月四川師范大學生科院張光祥第二十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三三、突變與選擇的聯合作用(了解)1、aa個體承受的選擇壓為S

。設A對a完全顯性，a的頻率為q，Aa突變率為u，aA突變率為v。q

的變化：突變產生的增量△qm=u(1–q)–vq

因選擇引起的損失量△qS=–Sq2(1–q)

當突變產生的增量△qm與選擇引起的損失量△qS相等時:u(1–q)–vq

=

–Sq2(1–q),即u=–Sq2+vq/(1–q)

。當S=1(致死或無生育能力)時：u≈q2。即是說在一個隨機交配大群體中，如沒有大規模的遷移，也沒有突變率的劇烈變化，且S=1時，群體通常呈動態平衡狀態，可以用基因頻率q→來估算突變率u。如果自然突變率很低，群體內a又很少(嚴重遺傳病)時，vq可忽略不計，這時：u≈–Sq2，即q≈。2、如果選擇是對完全顯性的等為基因淘汰，則：p

?S=發病率?

(1/2)=v，當S=1時(如沒有生育機會的嚴重顯性遺傳基因)，p=發病率?

(1/2)=v2010年2月四川師范大學生科院張光祥第二十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三四、遷移對群體遺傳結構的影響遷移是指在一個大群體內，由于一部分個體新遷入導致基因頻率變化的現象。個體的遷移也是影響群體基因頻率的一個因素。但遷移一般是小規模設：一個大群體內，新遷入個體所占比例即遷入率為m。則1–m為原有個體比率。令：遷入個體某基因的頻率為qm，原有個體的同一基因的頻率為q0，二者混合后群體內等位基因的頻率q1將為：q1=mqm+(1–m)q0=m(qm–q0)+q0一代遷入引起基因頻率變化（△q）則為△q=q1–q0=m(qm–q0)+q0–q0

=m(qm–q0)用類似推導方法也可得到遷出部分個體后的基因頻率變化計算公式。2010年2月四川師范大學生科院張光祥第二十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三五、遺傳漂變（geneticdrift）1、遺傳漂變的定義在一個小群體內，每代從基因庫中抽樣形成配子時，會產生較大誤差,由這種誤差引起群體基因頻率的偶然變化,叫做遺傳漂變。遺傳漂變亦稱隨機遺傳漂變,首先由S.Wright提出,所以又叫萊特效應(Wrighteffect)。2．引起遺傳漂變的原因遺傳漂變一般發生于小群體中。由于群體太小，在群體分布范圍內個體的分布密度太低，不同個體將自身基因傳遞給子代的機會常常受到偶然因素的影響而出現差異，難以充分地實現隨機交配，在小群體內基因不能達到完全自由分離和組合,使基因頻率容易產生偏差。但這種偏差不是由于突變、選擇等因素引起的。2010年2月四川師范大學生科院張光祥第三十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三3、遺傳漂變的作用群體愈小就愈易發生遺傳漂變作用。右圖為群體大小與遺傳漂變的關系，3種群體個體數分別是50、500和5000,初始等位基因頻率約為0.5。例如：人類不同種族所具有的血型頻率差異在實際中并沒有適應上的意義，可以像類人猿一樣將血型差異一直傳下來，可能是當初遺傳漂變的結果。許多中性或不利性狀的群體間差異，用自然選擇理論難以解釋，可能是當初遺傳漂變的作用進化。所以,遺傳漂變作用就是可將那些中性或不利性狀在群體中繼續保留下來而不被消滅。2010年2月四川師范大學生科院張光祥第三十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三4、奠基者效應與瓶頸效應從群體遷出或抽取少量個體構成的新群體，如果其基因頻率與原群體不同，這種改變也歸為遺傳漂變。⑵.瓶頸效應：由于群體大小的大幅消長變化而使群體基因頻率或遺傳組成發生了明顯改變的現象。大群體→少數個體→初始小群體→大群體穩定的p0和q0→不穩定的p1和q1→穩定的p和q

⑴.奠基者效應：初始小群體的基因頻率對由此發展起來的大群體的基因頻率產生決定性作用。2010年2月四川師范大學生命科學學院張光祥第三十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三第三節、平衡定律的推廣(了解)一、遺傳平衡定律適用于孟德爾群體的復等位基因分析pi22pApB2pBpipB22pApipA2基因型頻率iiIAIBIBiIBIBIAiIAIA基因型OABBA表現型∴基因i的頻率pi=；由于PAB=2pApB，∴pB=PAB/2pAPA+PO=pA2+2pApi+pi2=(pA+pi)2，等位基因IA的頻率等位基因IB

的頻率也可根據pA和pi求得：pB=1-pA-pi如孟德爾群體中某個基因座有k個等位基因A1、A2、…、Ai、…、Ak，則有k個純合基因型AiAi和??k?(k–1)個雜合基因型AiAj，平衡群體中等位基因頻率和基因型頻率的關系：PAiAi=pi2，PAiAj=2?pipj，(i=1,2,…,k；j=i+1,i+2,…,k)例如，ABO血型受單基因控制，該基因座具有3個復等位基因(IA、IB和I)，其中IA和IB是共顯性，IA和IB對i是顯性。人類大群體中ABO血型的基因型和表現型關系：2010年2月四川師范大學生科院張光祥第三十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三二、孟德爾群體中伴性遺傳基因的頻率設等位基因A的頻率為p，a的頻率為q。在孟德爾群體中，異配性別（如人類男性群體）的個體只有單份等位基因，而且只能來自同配性別（如人類女性群體）的配子。即異配性別群體的表現型頻率就是同配性別群體的基因頻率。而且，異配性別群體產生的含等位基因的兩類配子比例與同配性別產生一樣。以人類為例：♂性群體內隱性表型頻率=a基因頻率q，而且這個頻率與♀性群體內一樣。同樣有p+q=1的關系。所以：♀性別群體內三種基因型AA、Aa和aa的頻率依次為PAA=p2,PAa=2pq,Paa=q2

♀配子♂配子XAXAXAXaXaXaXAXaXAYYXAYXaYXaY2010年2月四川師范大學生科院張光祥第三十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三哈德－魏伯格定律照樣適用于性連鎖基因♀配子♂配子XAXAXAXaXaXaXA0.7Xa0.3XAYXaY1Y0.7XAY0.3XaY0.7XA0.49XAXA0.21XAXa0.3Xa0.21XAXa0.09XaXa如一部分人遷移異地構成一個新群體,♂性群體內PAY=p=0.7,QaY=q=0.3;♀性群體內PAA=0.5,PAa=0.4,Paa=0.1。則:p=0.5+?0.4=0.7,q=0.1+?0.4=0.3。由于PAA≠p2，PAa≠2pq,該初始群體處于遺傳不平衡狀態。對于伴性遺傳基因，遺傳不平衡狀態的群體經過一代的自由通婚，也可以建立起遺傳平衡：2010年2月四川師范大學生科院張光祥第三十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三第四節

群體遺傳分析的發展一、連鎖不平衡分析二、保護遺傳學簡介ConservationGenetics2010年2月四川師范大學生科院張光祥第三十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三一、連鎖不平衡（重要概念）1、連鎖不平衡(linkagedisequilibrium,LD)現象連鎖不平衡是指群體中相鄰基因座位上非等位基因的非隨機性相關。當一個基因座位上的特定等位基因a，與附近連鎖的非等位基因b同時出現的幾率(pab)，大于因自由組合而使兩者同時出現的幾率(pa?pb)時,就稱這兩個位點處于LD狀態。設A,a分別為基因座A上的一對等位基因；B,b分別為基因座B上的一對等位基因。pA

,pB

分別為基因A和B的頻率；PAB,PAb,PaB,Pab分別群體將產生的四種配子AB,Ab,aB和ab的頻率，則群體中這基因座間的連鎖不平衡值D為：D=PAB-

pA?pB=PAB?Pab-PAb?PaB設Q=P(B/A)=PAB/pA，R=P(B/a)=PaB/pa，連鎖不平衡值D亦可用下式表示：D=pA?qa?（Q–R）2010年2月四川師范大學生科院張光祥第三十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三2、連鎖不平衡的特點(了解)（1）、突變和重組對LD起著極其重要的作用重組是打斷LD的主要原因,即LD程度與重組率呈反比。所以，LD是由突變產生的多態性形成的。某一特定等位基因附近的基因座有新的突變產生時，LD出現。之后隨重組的發生,兩位點間LD程度逐漸降低?；蚪M不同位置的重組率不同。理論上,人群中LD強度將隨著時間和遺傳圖距而降低,但對于緊密連鎖位點間的LD,實際上隨機因素起著更重要的作用。另外,雖然也有數據顯示,隨著遺傳圖距的增加，LD有減弱的趨勢,但靠得很近的標記并非總呈是現出LD。（2）、遺傳漂變是指群體中世代間基因頻率的隨機變化。遺傳漂變的“奠基者效應”,也會導致LD的出現。但是不斷的或劇烈的遺傳漂變最終導致了一個等位基因的固定或丟失,群體中某個等位基因都純合,則造成LD的估算無意義(=0)。（3）、其他影響LD的因素：人口增長與群體結構，如增長可引起LD程度的降低;突變率的變化;基因轉換2010年2月四川師范大學生科院張光祥第三十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三3、研究連鎖不平衡的意義隨著人類全基因組計劃的完成,越來越多的人開始把目光轉向多基因疾病的基因定位、克隆、診斷和治療。過去對符合孟德爾遺傳規律的單基因病的研究主要采用連鎖分析,其數據來源于對受累家系的分析,而多基因病是受多個微效基因與某些環境因素共同影響所致。Risch等認為,多基因疾病中若應用連鎖分析定位微效基因,所需要的家系數目將大得驚人,故提出了關聯分析(testofassociation)的方法。其中基于連鎖不平衡的關聯分析在定位復雜疾病基因上顯示出強大的功能。LD分析是利用群體進行基因定位的重要手段：人類遺傳學、動物遺傳學、異花授粉植物的遺傳研究與新基因發現。LD分析的數學模型和方法因群體類型和構成不同而異，其中大多數都是屬于雙等位基因的配對檢驗。到目前為止，LD分析法還在不斷發展與完善。梁云等,2005,人類基因組中的連鎖不平衡方式,國外醫學·生理、病理科學與臨床分冊,Vol.25,No.3,P:247-2502010年2月四川師范大學生科院張光祥第三十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三二、保護遺傳學簡介(了解)ConservationgeneticsistheapplicationofgeneticstopreservespeciesasdynamicentitiescapableofcopingwithenvironmentalchangeGeneticmanagementofsmallpopulationsResolutionoftaxonomicuncertaintiesIdentifyinganddefiningunitsofconservationwithinandbetweenspeciesUseofgeneticinformationforwildlifeforensicsAddressgeneticfactorsthataffectextinctionriskandgeneticmanagementtominimizeormitigatethoserisksFrankhametal.2002.IntroductiontoConservationGenetics.CambridgeUniv.Press1、什么叫保護遺傳學？2010年2月四川師范大學生命科學學院張光祥第四十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三11majorgeneticissuesinconservationbiologyInbreedingandinbreedingdepressionLossofgeneticdiversityandadaptivepotentialPopulationfragmentationandlossofgeneflowGeneticdriftbecomesmoreimportantthannaturalselectionasmainevolutionaryforceAccumulationofdeleteriousmutations(lethalequivalents)AdaptationtocaptivityandconsequencesforcaptivebreedingandreintroductionsTaxonomicuncertaintiesmaskingtruebiodiversityorcreatingfalsebiodiversityDefiningESUsandmanagementunitswithinspeciesForensicanalysesUnderstandspeciesbiologyOutbreedingdepression2010年2月四川師范大學生命科學學院張光祥第四十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三5broadcategoriesofconservation

geneticspublicationsManagementandreintroductionofcaptivepopulations,andtherestorationofbiologicalcommunitiesDescriptionandidentificationofindividuals,geneticpopulationstructure,kinrelationships,andtaxonomicrelationshipsDetectionandpredictionoftheeffectsofhabitatloss,fragmentationandisolationDetectionandpredictionoftheeffectsofhybridizationandintrogressionUnderstandingtherelationshipsbetweenadaptationorfitnessandthegeneticcharactersofindividualsorpopulations2010年2月四川師范大學生命科學學院張光祥第四十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三OthertopicsPhylogeograp