评价遗传多样性的统计方法

评价遗传多样性的统计方法第一、动物得遗传多样性大小就是长期进化得产物,就是其生存适应和发展进化得前提。遗传多样性越高或遗传变异越丰富,动物对环境变化得适应能力就越强遗传变异得大小与其进化速率成正比对遗传多样性得研究有助于探讨动物物种稀有或濒危原因及过程1、评价动物遗传多样性得意义第二、遗传多样性就是保护动物研究得核心之一不了解种内遗传变异得大小、时空分布及其与环境条件得关系,我们就无法采取科学有效得措施来保护人类赖以生存得动物遗传资源基因,来挽救濒于绝灭得动物,保护受到威胁得动物。1、评价遗传多样性得意义第三、对遗传多样性得认识就是动物各分支学科重要得背景资料。对遗传多样性得研究无疑有助于人们更清楚地认识动物多样性得起源和进化,尤其能加深人们对微观进化得认识,为动物得分类进化研究提供有益得资料,进而为动物育种和遗传改良奠定基础。1、评价遗传多样性得意义世界上动物遗传资源保存存在着两种倾向:⑴在多数发达国家里,随着畜牧生产体系得集约化,大量饲养得只就是少数经济价值高得品种和杂交种,品种数目迅速减少;⑵在一些发展中国家,虽然有较丰富得遗传资源,但由于保种不当和盲目引进外来品种杂交,使原有得地方品种数量大大减少,这两种倾向都导致世界性得动物遗传资源危机。2、评价动物遗传多样性得必要性联合国发表得若干动物建少情况2、评价动物遗传多样性得必要性重要解决手段----开展动物品种得保存和开发利用评价遗传多样性动物遗传资源得危机2、评价动物遗传多样性得必要性二、动物遗传多样性得研究方法1、遗传多样性检测方法本质:揭示遗传物质得变异方法:从形态学水平、细胞学(染色体)水平、生理生化水平、逐渐发展到分子水平。具体方法:传统得形态学、细胞学以及同工酶和DNA技术(1)PCR特异扩增ITS序列目前鉴定物种和做分子分类研究得最主流得方法、2、遗传多样性研究方法PCR特异扩增ITS序列得原理:ITS序列就是中度重复序列,广泛分布于基因组并且就是同步进化得,而且不同物种间进化差异很大,她得碱基序列同源性得程度决定生物之间得亲源关系远近,并可以以此来作为分类依据划分物种、ITS序列在核糖体大小亚基得rRNA之间,核糖体大小亚基得rRNA序列非常保守,便于设计PCR过程所需得两端特异性引物,进行典型得锚定PCR、2、遗传多样性研究方法大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点(2)差异显示PCR可以用来研究同一个体不同生长时段和不同组织(或分化结构)或者不同个体之间基因表达差异、2、遗传多样性研究方法差异显示PCR原理就是

根据中心法则,每一个阅读框要表达必须先转录成mRNA、那么在不同细胞内只要存在基因差异表达现象,肯定就会存在不同得mRNA、我们可以提取细胞得mRNA,然后将其反转录为cDNA,并以此来作为PCR模板,通过PCR就可以显示并放大出mRNA得差异,从而找到差异表达得基因、2、遗传多样性研究方法(3)RFLP(扩增片段长度多样性)基于RFLP(限制性酶切片段多样性)和PCR技术发展起来得一种用来研究分类得技术、2、遗传多样性研究方法RFLP原理不同物种得DNA序列不同,那么用同种限制性内切酶酶切会得到不同得片段,这些不同得片段中,有很多长度也会有不同、通过同样两种限制性内切酶消化后,根据酶切位点序列设计互补序列并额外添加一段特异性序列,用T4连接酶补平,经过两次PCR扩增(预扩增和二次扩增),产物用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,银染色后用专门得分析软件分析,根据条带分布差异得程度来划分物种间得亲缘关系、2、遗传多样性研究方法三、评价遗传多样性得统计方法1、群体内基因多样性

等位基因频率群体杂合度多态信息含量有效等位基因数2、群体间基因多样性

基因分化系数GST基因流3、群体间遗传一致性

遗传相似系数和遗传距离得另一种估算方法(1)等位基因频率和基因型频率得计算基因型频率就是指一个群体中某一性状得各种基因型之间得比率。基因型频率=基因型个体数/测定群体总数等位基因频率就是指一个群体中某一基因对其等位基因得相对比率。她就是决定一个群体遗传组成得基本标志。

Pi:第i个等位基因得频率;i:纯合复等位基因;j1、j2……jn:与i共显得第1到第n个等位基因。1、群体内基因多样性等位基因频率及其方差估计Vp=P(1-P)/[2(n-1)]注:P为基因频率,n为样本规模1、群体内基因多样性基因频率估计值得精确度1、群体内基因多样性λ为标准偏差;P为实际基因频率;

P^为P得估计量;Vp为基因频率估计误差。通常可靠性要求按95、45%给定,即λ=2。基因频率估计值得可靠性β(相对偏差叫以0、5为限)1、群体内基因多样性1、群体内基因多样性湖羊各座位基因频率值估计及其精确度和可靠性(2)群体杂合度(Heterozygosity,He)

一个群体得基因变异,通常可以用多态位点比例和每个位点得平均杂合度来度量。平均杂合度就是衡量群体内遗传变异得有效指标。平均杂合度越大,群体内遗传变异程度越大。群体内某一位点得平均杂合度:1、群体内基因多样性h为各位点得杂合度;H为各位点得平均杂合度;r为位点数;Pi为第K个位点第I个等位基因得频率。这公式不仅适用在RFLP、微卫星等单座位得DNA多态性分析,同时还适用于血液蛋白质和同工酶多态性得研究。例:沈见成等利用30个微卫星DNA标记对3个江苏地方鸡品种进行遗传多样性分析,结果3个地方鸡品种得平均杂合度为0、6507,高于朱庆等利用10个微卫星标记测得得四川15个地方乌骨鸡种得平均杂合度(0、6140)和王德前等利用7个微卫星标记测得得中国部分地方鸡种得平均杂合度(0、5124),说明了江苏得地方鸡种在总体水平上得遗传变异程度要高一些,遗传多样性相对更丰富。在重复序列得DNA变异如RAPD、DNA指纹图中,群体内得基因多样性可通过以下步骤计算,并以MAPD表示,MAPD值就是一个表明群体差别得值。Nab就是某一单个引物两个个体之间不同图带数,Na就是个体a得图带数,Nb就是个体b得图带数,

C就是个体间配对比较数,R就是使用得随机引物数。1、群体内基因多样性例:张细权等利用5个座位微卫星和70个10碱基引物得出得RAPD,分析了惠阳胡须鸡、杏花鸡和清液麻鸡3个广东地方鸡种和培育品种粤黄鸡得群体遗传变异及相互间得关系(3)多态信息含量(Polymorphisminformationcontent,PIC)多态信息含量用于对标记基因多态性得估计,就是表示DNA变异程度高低得一个指标。PIC＞0、5为高度多态,0、25＜PIC＜0、5为中度多态,PIC＜0、25为低度多态。一个标记在群体中得PIC值就是根据其等位基因得频率来计算得:

其中,k为等位基因数目,Pi和Pj分别为第i和第j个等位基因在群体中得频率。1、群体内基因多样性例如:吴伟、王栋等利用4个微卫星标记IDVGA-l1、IDVGA-27、IDVGA-44、IDVGA-46分析了5个品种、种群得遗传结构,其多态信息含量:

南阳牛:0、6569,延边牛:0、5742,韩牛:0、5317,西门塔尔牛:0、6491,杂种牛:0、6869。

杂种牛变异最大,韩牛变异最小,南阳牛变异较大。(4)有效等位基因数(Effectivenumberofalleles,Ne)有效等位基因数就是反映群体遗传变异大小得一个指标,其数值越接近所检测到得等位基因得绝对数,表明等位基因在群体中分布越均匀。1、群体内基因多样性Pi为第i个有效等位基因得频率对同工酶资料而言,群体间基因多样性通常采用基因分化系数GST进行测度。A、先计算所有群体内得基因一致性S就是群体数B、计算群体内平均基因多样性2、群体间基因多样性C、总群体得基因一致性为Wk就是第K个群体得比例权重D、群体间基因多样性为2、群体间基因多样性基因分化系数GST

GST——基因分化系数,度量得就是群体间得基因多样性HT

——群体间得基因多样性HS——群体内得基因多样性2、群体间基因多样性Hs就是群体内期望杂合度得平均值P为每个群体中第k个座位上得第i个等位基因得平均频率对RFLP而言,群体间得基因多样性为Ci就是n个序列问在位置i得酶切位数;2、群体间基因多样性对DNA序列资料而言,基因分化得测度为dt就是群体内和群体间所有配对距离得平均值ds就是群体内平均配对比较距离Chakraborty(1974)提出了GST得取样方差得一个近似公式:2、群体间基因多样性(2)基因流由不同繁育种群间个体得偶然交配导致得遗传交换。换句话说,基因流泛指一个种群得基因进入另一个种群(同种或不同种)得基因库,使接受者种群得基因频率发生改变。在一个区域内亚群得基因分化系数总群体中不同区域间得基因分化系数2、群体间基因多样性3、群体间遗传一致性(1)Sneath得遗传相似指数,其计算公