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3-群體遺傳學基礎介紹(重印)

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我們壹般假設個體隨機交配,但實際情況往往不符合這個假設。實際交配壹般可以分為兩類:正交配和負交配。

正交配壹般是指具有相似表現型或基因型的個體有更大的交配概率。

負選擇交配壹般是指不同表現型或基因型的個體有更大的交配概率。MHC小鼠的交配是負選擇交配,帶有MHC基因表達的蛋白質會參與免疫反應。帶有MHC基因的老鼠通常會避免與MHC基因型相似的老鼠交配,而是與不同的老鼠交配。壹種可能的解釋是,具有雜合MHC基因型的小鼠具有更強的免疫系統。

上述交配方式會使群體的基因型頻率偏離理論基因型頻率(滿足哈迪溫伯格均衡)。壹般我們用雜合子基因型頻率的變化來衡量變化的程度,公式如下:

近交系數,又稱自合子,壹般用f表示。

近交系數通常被定義為在壹個個體的任何位點上的兩個等位基因都是IBD的概率。IBD是按國家標識的,所以我在這裏不再討論它。有興趣的可以自己去網上搜壹下。這是壹個非常簡單的概念。

下面我們將通過壹個具體的系譜例子來看如何計算近交系數。

假設只考慮壹個基因座,個體A是所有個體的同壹祖先,如下圖所示。

由公式可知,當d=0時,此時群體均值不受近交影響;當d > 0時,近交的增加會降低群體均值;當d < 0時,近交的增加會增加群體均值。

根據以前的研究,近親繁殖壹般是有害的,會降低平均值,也叫'(近親繁殖衰退')。這個概念的對立面是‘雜種優勢’(雜種優勢或雜種優勢)。

關於近親繁殖衰退的遺傳機制,目前有兩種學說。壹派是顯性假說,認為壹些隱性純合子具有有害效應,近緣雜交增加了這些有害純合子的比例,從而使群體均值降低;另壹派是超顯性理論:該理論認為雜合子適應性更強,近交降低了雜合子的比例,從而降低了群體均值的表現型。

雖然這兩個學派乍壹看很接近,但實際上有本質的不同。區別在於對基因負荷的凈化(不知道怎麽翻譯比較好,直接給英文就好了)。在顯性效應理論中,隨著近交程度的增加,會發生遺傳負荷的清洗,導致隱性有害個體被淘汰,隱性有害等位基因出現的頻率降低,群體平均數會重新上升。在超顯性效應理論中,遺傳負荷的清洗不會隨著近交程度的增加而發生,自然不會被淘汰,種群平均數不會上升。

那麽哪個理論是正確的呢?目前仍然沒有100%的答案,但是根據人們的觀察,有更多的證據支持顯性效應理論。妳可以看到下面的實際例子:

產仔數是真實數據的曲線,可以發現產仔數是壹個先減小後增大的過程,顯性效應理論更符合這壹趨勢。

下表顯示了兩種理論的遺傳基礎,供您進壹步了解。

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