第一章育种群体的遗传组成

第一章

育种群体的遗传组成Geneticconstitutionofapopulation2群体的定义和群体遗传学

群体的定义群体遗传学主要任务某一世代中基因和基因型频率的大小、不同世代中基因和基因型频率的变化情况引起基因和基因型频率变化的条件和原因以及由此变化而产生的后果生物群体上下代之间的遗传及基因变化规律从量的角度研究群体遗传变异规律，诸如研究群体的基因频率、基因型频率以及研究基因型频率受各种因素影响而随世代或年代变化和群体基因型的适应性问题等FrequenciesofgenesandgenotypesThemaincriteriafordescriptionofthegeneticconstitutionofapopulation4群体的基因型频率一对等位基因，为A和a，二倍体三种基因型AA、Aa和aa（AA，Aa，aa）→（D，H，R）表示不同基因型的个体数，N=D+H+R三种基因型AA，Aa和aa的频率依次分别为：Foracertainautosomallocuswithtwodifferentallelesinthepopulation:5群体的基因频率（AA，Aa，aa）→（D，H，R），N=D+H+R6自交交配系统下基因频率和基因型频率的变化

一对等位基因A和a的情况下，其自交分离如图7

杂合子Aa自交后各世代基因和基因型频率的变化8多个位点，每个位点有一对等位基因的情况

（以两对等位基因A/a和B/b为例）

基因型分为3种类型类型1：纯合型，即两对基因都是完全纯合的，如AABB、AAbb、aaBB和aabb类型2：部分杂合型，即一个位点是纯合的，另一个位点是杂合的，如AABb、Aabb、AaBB和aaBb类型3：纯杂合型，即两对基因完全杂合，基因型只有一种：AaBb9两个独立位点的自交后代分离自交n个世代以后，三个类型的基因型频率用下式的展开表示10若个体为m对基因的杂合体AaBbCc……,经过几代自交后,后代出现m+1种类型的基因型,各种类型的频率用此展开项来表示11自交系统基因型演变的直观形式12回交交配系统14随机交配如果用D、H、R表示群体中相应于AA、Aa、aa的基因型频率，则群体的随机交配如下表15Hardy-Weinberg平衡群体

16Hardy-Weinberg平衡的建立不管群体的起始频率如何，只要经过一代随机交配，群体就达到平衡。Hardy-Weinberg遗传平衡经过一代随机交配就可以建立。17在一个平衡群体中，杂合子的频率不会超过0.5，也不可能大于纯合子的频率之和当一个等位基因的频率是另一个的2倍以上时，杂合体频率介于两种纯合体之间当一个基因有很小的频率时,该基因大多存在于杂合体中Hardy-Weinberg平衡群体的性质18Hardy-Weinberg平衡定律的作用测定基因和基因型频率计算杂合体的频率19Hardy-Weinberg平衡定律的检验样本容量为747的冰岛人的血型的实际值和预测值20连锁对Hardy-weinberg平衡的影响平衡群体中，配子基因型的频率等于基因频率的乘积，因此群体偏离Hardy-Weinberg平衡的程度常用下面的公式去计算B1B2A1A2

rGameticphasedisequilibriumDisequilibriumwithrespecttotwoormoreloci

Phenomenonthattheobservedfrequenciesofhaplotypes(gametes)inthepopulationdepartfromthetheoreticonescalculatedbyassumingthatdifferentlociareindependentalsocalledlinkagedisequilibrium,22连锁不平衡的度量B1B2A1A2

r23随机交配与连锁不平衡24ReasonsforlinkagedisequilibriumLinkageNon-randommating,selection,crossing,mixtureofpopulation,randomdrift,mutation，linkagedisequilibriumisoftenamisleadingtermHardy-WeinbergequilibriumInalargerandommatingpopulationwithnoselection,mutation,ormigration：

1)whenthegenefrequenciesarethesameinmalesandfemales,thefrequenciesofgenesandgenotypesareconstantfromgenerationtogeneration2)whenthegenefrequenciesaredifferentinmalesandfemales,

thegenefrequencieswillbeinequilibriumafterasinglegenerationofrandommatingforaautosomallocusHardy-WeinbergequilibriumMorethanonelocusthegenefrequenciesatindividuallocuswillattainequilibriumafterasinglegenerationthejointgenotypefrequencyatmultiplelociwillattainequilibriumaftermanygenerations

dependsontheinitialamountofdisequilibriumandthelinkageamongloci27如果两个优良基因连锁在一起，我们希望连锁越紧密越好，两个基因能一起传递到下一代，这种连锁最好不要被打破如果一个优良基因和一个不利基因连锁在一起，则我们希望能打破这种连锁连锁在育种中的作用28第二章

影响遗传平衡的因素系统过程（systematicprocess）migration,mutation,selection分散过程（dispersiveprocess）亚群体划分、隔离、有限群体内的抽样与随即交配29迁移对基因频率的影响原来的亚群体中基因A的频率为p0每个世代由另一亚群体迁入比率为m的个体,外来亚群体中基因A的频率pm那么群体中基因A来自外来亚群体的概率为pm×m原来群体的概率为p0(1－m)Migrationm=proportionofnewimmigrantsqm=genefrequencyamongtheimmigrantsThefrequencyofA

aftermigration：Changeofthegenefrequency：q0=genefrequencyintheoriginalpopulation31如果迁移是发生在t个亚群体都向一个初始亚群体迁移，那么上式应为32突变从上式可知，当某一等位基因获得大于遗失时，则其频率增加；然而当频率增加后，其遗失也随着增加。所以，某一等位基因频率增加到一定程度后又会减少，直至最后达到平衡为止。33平衡时的基因频率到达平衡的时间MutationMutationrate:Changeofgenefrequency:whenequilibriumattained（q=0）Twobasicfacts：-themutationratesinmostorganismsaregenerallyverylow,about10-5~10-6pergeneration-thereversemutationisgenerallymuchlessfrequentthanforwardmutation35选择Selection选择是改变群体基因频率的一个最重要、也是最有效的手段选择有自然选择和人工选择之分选择的主要后果是群体内基因频率的改变连续世代的基因频率间的关系基因频率的变化a基因频率减少至某一特定值所需的代数适合度：某基因型繁殖成活后代的相对能力。0～1，WAA=1，Waa=0.9选择系数：被淘汰而不能繁殖后代个体的比例s=WAA-Waa=0.1s=1-W37不利于隐性基因的部分选择CompletedominanceofA1,selectionagainstA238连续世代的基因频率间的关系39基因频率的变化量40a基因频率减少至某一特定值所需的代数Waa=0.9，S=1不利于隐性基因的完全选择SelectionGenerationsneededforachievingacertaingenefrequency（fors=1）Selections=0.2s=1qEffectofselectionongenefrequencyfordifferentinitialfrequencies

Selections=0.2s=1Changesofgenefrequencyintheselectionprocess45突变和选择的联合效应假定对隐性个体不利，选择系数为s

；突变发生的方向是由A至a，每一世代的突变率为u

。选择的作用是减少a基因频率，即