人群中味盲基因频率的分析

人群中味盲基因频率的分析第1页，共18页，2023年，2月20日，星期日二、实验目的

通过实验掌握人群中ＰＴＣ味盲基因频率的分析方法，加深对群体遗传学中遗传平衡定律的认识。2第2页，共18页，2023年，2月20日，星期日二、实验原理苯硫脲(phenythiocarbamide,PTC)是一种白色结晶状化合物,其结构由于有N-C=S基团（硫化酰胺基）而呈苦味对人无毒，在不同人群中对该物质的尝味能力不同。3第3页，共18页，2023年，2月20日，星期日基因型为TT，能尝出1/6000000—1/750000的PTC的苦味；Tt基因型，能尝出1/480000—1/380000溶液的苦味，基因型为tt，能尝出1/24000以上浓度PTC的苦味。极个别体甚至对PTC的结晶也尝不出，这类个体在遗传学上称为PTC味盲。

这种尝味能力是由一对等位基因(T.t)所决定其中T对t为不完全显性4第4页，共18页，2023年，2月20日，星期日

SCIENCEVOL29921FEBRUARY2003PositionalCloningoftheHumanQuantitativeTraitLocusUnderlyingTasteSensitivitytoPhenylthiocarbamideUn-kyungKim,1EricJorgenson,2HilaryCoon,3,4MarkLeppert,3NeilRisch,2,5DennisDrayna1*Theabilitytotastethesubstancephenylthiocarbamide(PTC)hasbeenwidelyusedforgeneticandanthropologicalstudies,butgeneticstudieshaveproducedconflictingresultsanddemonstratedcomplexinheritanceforthistrait.Wehaveidentifiedasmallregiononchromosome7qthatshowsstronglinkagedisequilibriumbetweensingle-nucleotidepolymorphism(SNP)markersandPTCtastesensitivityinunrelatedsubjects.ThisregioncontainsasinglegenethatencodesamemberoftheTAS2Rbittertastereceptorfamily.WeidentifiedthreecodingSNPsgivingrisetofivehaplotypesinthisgeneworldwide.ThesehaplotypescompletelyexplainthebimodaldistributionofPTCtastesensitivity,thusaccountingfortheinheritanceoftheclassicallydefinedtasteinsensitivityandfor55to85%ofthevarianceinPTCsensitivity.Distinctphenotypeswereassociatedwithspecifichaplotypes,whichdemonstratesthatthisgenehasadirectinfluenceonPTCtastesensitivityandthatsequencevariantsatdifferentsitesinteractwitheachotherwithintheencodedgeneproduct.5第5页，共18页，2023年，2月20日，星期日在7q染色体上，三个单核苷酸等位多态性AVI(无偿味能力）AAVPAV(有偿味能力）ThisregioncontainsasinglegenethatencodesamemberoftheTAS2Rbittertastereceptorfamily

.6第6页，共18页，2023年，2月20日，星期日PTC尝味能力的调查在研究人类群体遗传学、种族学方面有其科学价值;亦可作为双生子、亲子鉴定的简便易行的方法之一。7第7页，共18页，2023年，2月20日，星期日PTC测定在医学领域尤让人感兴趣的是可用于研究某些疾病与尝味能力的关联,为疾病预防提供资料。例如结节性甲状腺肿、先天愚型等患者中味盲者较多,而食管癌、胃癌等患者中味盲者较少。若能应用该技术进行深入研究,可能会有新的发现。8第8页，共18页，2023年，2月20日，星期日将ＰＴＣ配制成各种浓度的溶液，由低浓度到高浓度逐步测试学生的尝味能力，由此可区分出味盲（隐性纯合体）、高度敏感（显性纯合体）和介于二者之间的人（杂合体）。据此可对人群中味盲基因的频率进行分析。9第9页，共18页，2023年，2月20日，星期日味感觉及舌图+:苦O:酸I:咸W:甜10第10页，共18页，2023年，2月20日，星期日方法

1、配制苯硫脲溶液，对半稀释成14种浓度。

11第11页，共18页，2023年，2月20日，星期日2、每人按浓度由低到高依次尝味，记录自己的基因型。①测试时,让受试者正坐,仰头张口伸舌,用滴管滴4～6滴14号液于受试者舌根部,让受试者慢慢咽下尝味,然后用蒸馏水做同样的试验。②询问受试者能否鉴别此两种溶液的味道。若不能鉴别或鉴别不准,则依次用13号、12号溶液重复试验,直到能明确鉴别出PTC的苦味为止。③当受试者鉴别出某一号溶液时,应当用此号溶液重复尝味3次,3次结果相同时,才是可靠的,并记录首次尝到PTC苦味的浓度等级号。如果受试者直到1号液仍尝不出苦味,则其尝味浓度等级定为<1号。④在测定时,注意用蒸馏水交替给受试者尝味,避免受试者的臆意猜测而影响结果的准确。

12第12页，共18页，2023年，2月20日，星期日3、根据一个实验班的测定结果，求出基因T、t的频率，并应用X2检验去确定实验班这个群体是否为平衡群体。基因频率的计算方法：通过获得的不同基因型的数目或基因型频率求得。

基因频率=群体中某个座位的特定等位基因的拷贝数/群体中该座位所有等位基因数

p=f（T）=（2×TT+Tt）/（2×N）

N个体总数

q=f（t）=（2×tt+Tt）/（2×N）

两个等位基因的频率，f(T)和f(t)一般以p和q来表示。一个座位上的基因频率相加总是等于1，因此一旦计算出了q，那么p=1-q。13第13页，共18页，2023年，2月20日，星期日

TTTttt预期人数（e）p2×N2pq×Nq2×N实得数（o）NTTNTtNtt差数d（o-e）∑d2/e自由度1查表适合度〉0.05是平衡群体适合度〈0.05不是平衡群体14第14页，共18页，2023年，2月20日，星期日哈迪一温伯格定律哈迪一温伯格定律也称遗传平衡定律，是由英国数学家哈迪（G.H.Hardy)和德国医生温伯格分别于1908年和1909年各自提出的。两个等位基因的哈迪一温伯格定律的公式为：(p+q)2=p2+2pq+q2=1。其中p代表一个等位基因（如A）的频率，q代表另一个等位基因（如a）的频率,p2代表一个等位基因纯合子（如AA）的频率，q2代表另一个等位基因纯合子（如aa）的频率，2pq代表杂合子（如Aa）的频率。15第15页，共18页，2023年，2月20日，星期日该定律指出：一个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条件的情况下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说，是保持基因平衡的。这5个条件是：种群大；种群中个体间随机交配；没有发生基因突变；没有新基因加入；没有自然选择。16第16页，共18页，2023年，2月20日，星期日哈迪-温伯格定律的意义哈迪-温伯格定律揭示了群体中基因频率和基因型频率的本质关系，成为群体遗传学研究的基础。用基因频率和基因型频率描述群体的遗传结构，平衡作为一个基准，当满足哈迪-温伯格定律的条件时，群体的遗传结构保持不变，生物群体才能保持群体遗传特性的稳定。17第17页，共18页，2023年，2月20日，星期日如果需要保持动物群体的遗传特性，世代相传，就应创造条件，使基因频率和基因型频率不变