植物分子群体遗传学研究动态

分子群体遗传学是当代进化生物学研究的支柱学科, 也是遗传育种和关于遗传关联作图和连锁分析的基础理论学科。分子群体遗传学是在经典群体遗传的基础上发展起来的, 它利用大分子主要是DNA序列的变异式样来研究群体的遗传结构及引起群体遗传变化的因素与群体遗传结构的关系, 从而使得遗传学家能够从数量上精确地推知群体的进化演变, 不仅克服了经典的群体遗传学通常只能研究群体遗传结构短期变化的局限性, 而且可检验以往关于长期进化或遗传系统稳定性推论的可靠程度。同时, 对群体中分子序列变异式样的研究也使人们开始重新审视达尔文的以“自然选择”为核心的进化学说。到目前为止, 分子群体遗传学已经取得长足的发展, 阐明了许多重要的科学问题, 如一些重要农作物的DNA多态性式样、连锁不平衡水平及其影响因素、种群的变迁历史、基因进化的遗传学动力等, 更为重要的是, 在分子群体遗传学基础上建立起来的新兴的学科如分子系统地理学等也得到了迅速的发展。文中综述了植物分子群体遗传研究的内容及最新成果。     

最大信息熵原理与群体遗传平衡

建立了用最大信息熵原理推导群体遗传平衡定律的统一数学模型,并给出了模型的统一解,此解正是Hardy-Weinberg定律所给出的平衡群体的基因型频率,说明当群体信息熵达到最大时,群体基因型频率不再变化,即达到“平衡”。这证明了最大熵分布就是Hardy-Weinberg平衡分布。Hardy-Weinberg平衡定律与最大信息熵原理的内在一致性说明,杂交和随机交配是一个不可逆过程,使群体基因型信息熵增大,无序性增,是选择和近亲交配使群体的信息熵降低,有序性增加,育种过程实际就是调节群体信息熵的过程。过程信息熵的含义是表示一个概率分布的不确定性,最大熵原理意味着在一定的约束条件,选择具有最大不确定性的分布,从而其分布是最为随机的。最大熵原理在信息,工程,天文,地理,图像处理,模式识别等自然科学和社会科学领域都有广泛的成功应用,本文从群体遗传学角度证明了这一原理具有普遍适用性。熵是描述系统状态的函数,而最大熵原理则表明了系统发展变化的趋势,系统的最终状态必然是熵增加至最大值的状态,对于任何系统都是如此。因此,群体遗传系统的平衡定律可以统一用最大熵原理进行判定和描述;任意群体的基因型信息熵在随机交配世代传递时有不断增加的趋势;在一定约束条件下基因型信息熵达到最大值时,就称之为达到遗传平衡。本文将信息论原理应用于群体遗传学研究,揭示了基因信息熵的生物学意义,并表明可以用信息学和控制论的原理和方法来研究群体遗传学问题。     

群体遗传学研究中STR数据的统计方法应用

STR作为遗传多态性较高的标记, 被广泛地运用于群体遗传学的研究。对于STR分型产生的基因型频率及等位基因频率数据, 文章总结了各种参数指标的计算及分析方法。其中参数指标包括杂合度、多态信息量、连锁不平衡系数、近交系数、遗传距离以及固定指数等; 分析方法包括主成分分析、系统发生树、分子方差分析、R矩阵、地理信息系统以及空间自相关分析。通过这些参数指标及分析方法的使用, 可以既直观又科学地揭示群体遗传结构、群体间遗传分化以及人类起源与进化等群体遗传学中研究的关键问题。     

单核苷酸多态性在林木中的研究进展

摘要: 单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphisms, SNPs)是许多生物体最丰富的遗传变异形式。林木是重要的植物类群和陆地植物生态系统的重要组成部分, SNP作为新的分子标记已应用于松、杨、黄杉、桉和云杉等属的多个树种的遗传育种学研究, 获得了包括核苷酸多样性、连锁不平衡及群体结构等相关的遗传信息, 这些研究主要建立在对候选基因序列进行测序分析的基础上。基于SNP的关联遗传学分析或连锁不平衡(Linkage disequilibrium, LD)作图, 已成为研究林木复杂数量性状的理想工具, 对桉树和火炬松的关联遗传学研究发现, 多个基因内的SNP位点与不同的木材性状相关联。利用SNP标记对林木遗传参数的估算从不同程度上揭示了林木群体进化规律及其生态学意义。SNP标记在林木中应用的不断深入, 必将极大地推动林木遗传育种学研究的发展。     

遗传学发展潜力巨大

遗传学（ｇｅｎｅｔｉｃｓ）是研究生物遗传及变异规律的学科。是选择和培育动植物及微生物优良种和研究防治遗传性疾病的理论基础。根据研究对象 ,遗传学可分为人类遗传学、动物遗传学、植物遗传学、微生物遗传学等。根据研究的问题和方法 ,又可分为细胞遗传学、生化遗传学、分子遗传学、辐射遗传学、群体遗传学、数量遗传学、医学遗传学、免疫遗传学及行为遗传学等。遗传学发展至当代 ,特别是分子遗传学的成就 ,使人类有能力直接设计自身和其它物种的进化 ,从而使公众对该学科的兴趣空前提高 ,人类将不再只慢慢的等待自然极其缓慢的进化过…     

群体遗传结构中的基因流

群体遗传结构上的差异是遗传多样性的一种重要体现,对群体遗传结构的研究已有较久的历史,而其中的基因流研究近些年来越来越受到重视。它对群体遗传学、进化生物学、保护生物学、生态学有着极其重要的作用。虽然传统的群体遗传学能估测基因流大小,但它的精确性还有很大局限性。随着生物技术的进步,对基因流的研究逐渐向分子水平过渡,应用蛋白质电泳技术、分子标记技术(RAPD、RFLP、VNTR、ISSR、DNA测序等)方法对群体间基因流的流动水平进行了深入细致的研究。通过综述群体遗传结构的几种模式:陆岛模式、海岛模式、阶石模式、距离隔离模式、层次模式,以及在群体遗传结构的几种模式基础上的基因流的研究方法、作用、地位和近些年来研究者的研究成果,并指出了这些方法的局限性。     

植物群体表观遗传学研究进展

植物表观遗传多样性是对生物多样性的遗传多样性层面的补充,也是植物表型多样性的重要来源,研究表观遗传多样性的群体表观遗传学应运而生。在植物自然种群的研究中,群体表观遗传学弥补了群体遗传学对不符合孟德尔遗传定律的表型遗传的认识,是对现代综合进化论的重要补充。分子生物学技术的发展,为研究表观遗传变异提供了甲基化敏感的扩增片段长度多样(MS-AFLP)、结合二代测序的亚硫酸氢钠测序法等有力的技术手段。在生态和进化领域,自然种群中表观遗传变异与遗传变异、表型可塑性、生境分化、物种形成的关系成为研究的热点。表观遗传机制在生态系统和生物进化中的作用也逐渐得到揭示,本综述回顾近年来植物群体表观遗传学的实验研究和理论观点,展望了植物群体表观遗传学在研究方法和研究主题上的前景。     

新书内容简介

苏联最近出版了遗传学家杜比宁1985年所写的《遗传学》一书。 作者认为遗传学是研究生物体遗传与变异的一门科学。由于生物体具有繁殖的特性,所以它的繁殖、进化和选育过程均与此有关。遗传现象是在分子、亚细胞、细胞、个体、群体以及种的水平上表现出来的。因此从根本上讲,进化与选择过程是有联系的,都可以在分子、亚细胞、个体、群体以及各种特异水平上发生各     

金黄地鼠封闭群SPF化后的微卫星遗传学检测

目的检测和评估金黄地鼠封闭群SPF化后的遗传学变化,为SPF金黄地鼠遗传质量的控制提供技术资料。方法应用小鼠和大鼠的微卫星标记筛选适于金黄地鼠遗传检测的微卫星标记,并结合微卫星荧光标记-半自动基因分型技术,对成都生物制品研究所的SPF级金黄地鼠及其来源的普通级金黄地鼠进行遗传检测,计算其群体遗传学参数。结果对18个小鼠和6个大鼠微卫星标记进行了筛选,分别有2个小鼠和2个大鼠微卫星标记在金黄地鼠种群中具PCR扩增多态性。4个检测的微卫星位点在普通级金黄地鼠和SPF金黄地鼠种群分别发现25和20个等位基因,两群体的期望杂合度分别为0.4979和0.5048,其群体遗传多样性无显著差异;群体间的不同微卫星位点FST范围从0.0095到0.0367,平均为0.0315,表明两群体间的遗传分化很弱,其遗传多样性主要存在于群体内;Nei(1972)遗传距离和Nei(1978)无偏遗传距离分别为0.0678和0.0570,表明了2群体之间很高的遗传相似度和非常近的亲缘关系;Hardy-Weinberg平衡检验表明普通级和SPF金黄地鼠分别有2个和3个位点偏离遗传平衡,且偏离位点均表现为杂合子缺陷。结论该SPF金黄地鼠基本保持了其来源普通级黄地鼠的遗传多样性,两群体间遗传分化程度和遗传差异很小,但应进一步加强其封闭群的繁育控制,保持其遗传稳定性。     

信息

“东亚现代人史前迁徙的遗传学研究”取得新进展东亚现代人的史前迁徙一直是人类学界颇多争议的问题之一。以前的遗传学研究揭示了东亚南方和北方人群在遗传背景上存在一定的差异,但如何解释这种遗传差异以及它同东亚现代人史前迁徙路线的关系是大家争论的焦点。昆明动物研究所“引进国外杰出人才”计划获得者、副所长宿兵研究员领导的研究小组采用父系遗传的Y染色体的遗传标记,对40个东亚南北方代表群体,共2332个男性个体进行了系统的比较分析。他们的研究结果表明,南方群体的Y染色体单倍型较北方群体更为丰富,并存在南方群体特有的单倍型…     

中国汉族人群间-α-胰蛋白酶抑制因子(ITI)的遗传多态性

我们建立了测定间-α-胰蛋白酶抑制因子遗传表型的聚丙烯酰胺凝胶等电聚焦免疫固定技术,应用这种方法对居住在成都地区的汉族群体进行了群体研究和家系调查,结果表明中国汉族人群间-α-胰蛋白酶抑制因子具有遗传多态性,它有希望成为法医血液遗传学新的遗传标记。     

一个实用的群体遗传学分析软件包——GENEPOP 3.1版

ＧＥＮＥＰＯＰ是一个非常实用的群体遗传学分析软件包,适用于对大量的群体遗传学数据进行分析。它主要有以下３个方面的用途：１）进行正合检验,如对哈迪－温伯格平衡、种群差异和位点间的连锁不平衡进行检验;２）估算经典的群体遗传学参数,如Ｆｓｔ和其它相关指数及基因频率等;３）可把ＧＥＮＥＰＯＰ的文件转换为常用的群体遗传学分析软件包（如ＢＩＳＹＳ、ＦＳＴＡＴ和ＬＩＮＫＤＯＳ）所要求的输入文件格式。与软件ＢＩＯ     

遗传流行病学— 人类遗传学中新兴的边缘科学

数理群体遗传学应用数理统计方法探讨群 体中基因的行为，以说明群体的遗传和生物进 化的机制。一般认为该学科始于1908年Hardy 143和Weinberg平衡定律的建立。但自1965 年以来，Sturtevant, Stern, Li和KeelerlsJ诸学 者指出，在Hardy和W einberg确立该定律前5 年，美国的遗传学奠基人Castle ^[2]已撰文提出 了平衡定律。这类似于本世纪初对孟德尔定律 的重发现，真是无独有偶！     

ABO血型的遗传平衡问题解析

人类控制ABO血型的基因座位上的等位基因频率的估计是相当棘手的问题.在遗传学著作、教材和教学中,群体遗传平衡相关估算中常出现"循环论证",这一问题需要深入分析.从根本上讲,ABO血型遗传平衡估算问题的困难来自2个等位基因对第3个的完全显性.在实际中.人类大群体中的ABO血型一般是平衡的,因此可用r=(-O)1/2、q=1-((-A) (-O))1/2和p=1-((-B) (-O))1/2近似地求基因频率.     

植物保护遗传学研究进展

保护遗传学是过用遗传学的原理和研究手段,以生物多样性尤其是遗传多样性的研究和保护为核心的一门新兴学科,近几十年来,遗传学研究在生物多样性保护的理论和实践中发挥着越来越重要的作用。本文简要回顾了保护遗传学的发展历史,研究方向和涉及的概念,着重介绍了植物保护遗传学研究所取得的一些进展,包括植物系统发育重建和保护单元的确定,遗传多样性与物种和群体适应性之间的关系,群体遗传结构与保护策略的制定以及植物遗传资源的鉴定和利用等方面的内容,并强调保护遗传学研究是未来生物多样性和保护生物学研究中一个亟待加强的研究领域。     

遗传与优生学教学中的案例教法的应用探讨

对于医学和生物学的学生而言",遗传与优生"课程是一门非常重要的课程,顾名思义,它是遗传学和优生学的结合。其存在的意义在于它可以对人类遗传过程中的规律进行分析,并且将人类的群体遗传素质提到一个崭新的高度上面,人类要代代相传,不断繁衍,就与这门科目息息相关,故而,这门科目有广阔美好的研究前景和勃勃生机。然而随着社会的发展、科技的进步以及国家对素质教育的不断提倡,是否具有实践能力和实际操作能力成为评判一个学生是否优秀的最重要标准之一。然而众所周知的是,遗传学和优生学不仅是一门综合性较强的学科,而且理论性非常强。故而,如何激发学生兴趣,让其自主学习,在其走出校门,走上工作岗位之后能够学以致用成为如今广大专家和教师普遍关注的问题。     

会议消息

1978年10月中国遗传学会成立大会上曾决定于1979年11月在长沙召开中国遗传学会人类医学遗传学论文报告会,检阅1979年度人类医学遗传学研究成果,进行学术交流。报告会内容为宣读包括与人类和医学遗传有关的各个分支学科,即:人类群体遗传学、细胞遗传学、生化遗传学、免疫遗传学、微生物遗传学、     

群体遗传平衡定律的应用

群体遗传平衡定律,即哈迪-魏伯格定律,是群体遗传学一个最基本最重要的定律,这是由英国数学家哈迪(Hardy)和德国医生魏伯格(Weinberg)在1908年先后独立地证明过的：在一个随机交配的大群体,如果没有其他因素(如突变、选择、迁移、漂变)的干扰,总是处于一种平衡状态,即从上一代到下一代基因型     

两个基因座位的遗传平衡原理

由于许多教科书中关于连锁平衡的介绍,多是引用结论或是推导不太严谨,使学生在学习群体遗传学时对理解连锁平衡的原理感到困难。本文从遗传平衡的基本条件出发,通过较严谨的数学推导,介绍了两个基因座的连锁平衡条件、平衡过程等原理,供教师和学生在群体遗传学教学中参考。Abstract: Because linkage equilibrium is introduced by directly quoting the conclusions or imprecise mathematical reasoning in most of textbooks, many students are puzzled with the problem of linkage equilibrium when they learn population genetics. Based on the radical conditions of genetic equilibrium, the principle of linkage equilibrium condition and process, for two gene loci is introduced by precise mathematical reasoning. The article may provide reference to teachers and students in the teaching and learning of population genetics.     

DXS6804/DXS9896/GATA144D04基因座在中国汉族群体中的遗传多态性及其法医学应用

为了调查X染色体上DXS6804、DXS9896和GATA144D04等3个STR基因座在中国汉族群体的遗传多态性及其法医学应用价值,来用PCR和聚丙烯酰胺凝胶电泳对X染色体3个STR基因座进行分型,并检验女性基因型频率分布是否符合Hardy Weinberg平衡,计算法医学常用各种概率。DXS6804、DXS9896和GATA144D04的非父排除率分别为0 5990、0 6220、0 4280,表明3个STR基因座在中国汉族群体均具有遗传多态性,χ2检验表明女性的基因型频率分布符合Hardy Weinberg平衡。X染色体上的基因座DXS6804、DXS9896和GATA144D04在中国汉族群体中具有较高的遗传多态性,可应用于法医学检验和群体遗传学分析。