動物遺傳育種學- 群體遺傳學.pdf

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1、Chapter12群體遺傳學貝類遺傳育種研究室2012/12/9Chapter12群體遺傳學第一節(jié)緒論第二節(jié)孟德爾群體及有關概念第三節(jié)Hardy-Weinberg定律第四節(jié)改變群體遺傳結構的因素第一節(jié)緒論一、群體遺傳學的產生1908年英國數(shù)學家G.H.Hardy德國醫(yī)生W.Weinberg分別獨立提出群體遺傳平衡定律,為群體遺傳學誕生奠定了第一塊基石。第一節(jié)緒論二、群體遺傳學的發(fā)展1.理論群體遺傳學時期2.實驗群體遺傳學時期3.分子群體遺傳學時期二、群體遺傳學的發(fā)展1.理論群體遺傳學時期將遺傳定律和數(shù)理統(tǒng)計結合,探討各種進化機制:I.K.

2、A.Fisher(英國數(shù)理統(tǒng)計學家):1929年在《自然選擇的遺傳理論》一書中提出了自然選擇的基本原理,強調遺傳學與自然選擇的關系II.S.Wright(美國遺傳學家):1931年在遺傳雜志上發(fā)表《孟德爾群體的進化》,提出小群體的抽樣誤差造成基因頻率的改變,即隨機遺傳漂變,現(xiàn)也稱為Wright效應。III.J.B.S.Haldane(英國生理生化家):1932年《進化的起因》中,綜合了進化學說和遺傳理論,并對Wright和Fisher的理論作出了令人信服的總結和說明。二、群體遺傳學的發(fā)展2.實驗群體遺傳學時期I.蘇聯(lián)實驗遺傳學家Dobzh

3、ansky(杜布贊斯基)證明在北美野生果蠅唾腺染色體上觀察到的倒位多態(tài)現(xiàn)象中的自然選擇作用;并在1937年《遺傳學與物種起源》中,論述了物種分化問題;II.二戰(zhàn)后,放射對遺傳影響引起了人們的關注。Muller,Crow和杜布贊斯基等對存在于生物群體中的致死基因等隱性有害基因進行了廣泛研究。認為并非所有突變都有生命意義;突變必須通過自然選擇并與內外因相互作用,才可能具有生命意義;III.英國遺傳學家E.B.Ford等研究鱗翅目昆蟲色彩的遺傳多態(tài)現(xiàn)象,認為由于環(huán)境污染使自然選擇的方向發(fā)生逆轉,改變了基因頻率,從而弄清了椒花蛾的工業(yè)黑化現(xiàn)象的機

4、制。二、群體遺傳學的發(fā)展3.分子群體遺傳學時期同工酶的電泳、蛋白質和核酸的序列分析,DNA分子標記等技術的應用,開始從分子水平上闡明進化理論。木村資生1968年提出分子進化的中性學說,奠定了分子進化的理論基礎。隨著基因組測序技術的發(fā)展,開始利用基因組數(shù)據(jù)來研究群體遺傳結構的變化機制(Populationgenomics)。第一節(jié)緒論三、群體遺傳學的研究內容1、進化問題(evolutionaryquestions)能夠導致生物體對其環(huán)境適應性提高的自然選擇過程,稱種內進化(微進化);種外進化(大進化)能導致新的種、屬、科、目等分類單位的形成

5、(雜交、多倍體、染色體變化);群體遺傳學主要研究種內進化。第一節(jié)緒論三、群體遺傳學的研究內容2、育種問題(inbreedingquestion)研究群體中基因動力學,了解如何利用交配體系產生所需的基因型,并將其保持在群體中;了解群體中的基因型如何相互作用及如何穩(wěn)定地逐代適應,從而使人工選擇更有效,以期更快得到新品種。第一節(jié)緒論三、群體遺傳學的研究內容3、醫(yī)學——人類學問題(medical-anthropologicalquestions)人群有害基因的產生和保持以及群體的遺傳負荷問題;人類親緣關系和進化途徑;人類突變率以及群體基因結構和構

6、成及其動力學;通過這些研究可以推測人類未來,提出改進人類素質的種種措施,造福人類自身。第一節(jié)緒論四、群體遺傳學的研究途徑1、化石記錄研究進化速率(根據(jù)天然巖石中某些放射性元素含量的比例關系計算巖石年齡);2、現(xiàn)有自然群體通過對現(xiàn)有群體的調查、比較,了解所研究群體進化有關的因素,如群體大小、自然雜交密度等,從而探討進化機制。主要困難在于自然環(huán)境的不均一性(相鄰區(qū)域、氣候條件)第一節(jié)緒論四、群體遺傳學的研究途徑3、實驗群體4、數(shù)學模型5、計算機程序設計(1)模擬復雜的群體(2)親緣關系和進化分析第二節(jié)孟德爾群體及有關概念一、群體與孟德爾群體(

7、population)二、基因庫(genepool)三、基因頻率與基因型頻率四、群體遺傳結構一、群體與孟德爾群體遺傳學中的群體是一群能夠相互交配的個體。通過個體間相互交配,孟德爾的遺傳因子以各種不同方式從一代傳遞到下一代。因此在遺傳學中又通常稱這種群體為“孟德爾群體”。從廣義上講:孟德爾群體包括同一物種中所有的個體;群體遺傳學:在一定地域內能相互交配的個體群。二、基因庫(genepool)某一生物群體中所含有的全部基因的總和.前蘇聯(lián)的著名遺傳學家杜布贊斯基綜合上述兩個概念:一個孟德爾群體就是一個能夠相互繁殖的個體,它們享有一個共同的基因庫

8、。三、基因型頻率與基因頻率1.基因型頻率:一個群體中特定基因型占群體內全部基因型的比率,即特定基因型在群體內出現(xiàn)的概率。在一個個體數(shù)為N的二倍體生物群體中,一對等位基因(A,a)的3種基因型的

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