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     

自交率对Hardy-Weinberg平衡的效应

1908年,德国医生魏伯格（Weinberg）和英国数学 家哈德(Hard对分别发现随机交配群体遗传平衡规 律,它已成为群体遗传学、也是数量遗传学的基石。但 是Hardy-Weinberg 定律只是群体遗传学规律中的一 条特殊规律,它并不适应于许多类型自然群体的遗传 平衡。     

Hardy-Weinberg定律在专科教学中的课堂设计

Hardy-Weinberg定律是群体遗传学的第一理论基石,也是现代进化论、现代优生学和群体育种的理论基础,是遗传学教学中的重难点内容,但通过合理的教学设计可帮助学生全面理解、掌握并应用该定律,为后续学习奠定基础。     

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。     

中国纳西族STR遗传结构研究

采用荧光标记STR基因扫描技术对纳西族进行了STR多态性调查。 9个STR基因座在纳西族群体中 ,检出72个等位基因、16 5种基因型 ,其频率分布在 0 .0 0 5 2～ 0 .5 2 0 8和 0 .0 10 4～ 0 .30 2 1。χ2 检验表明 ,各基因座的基因型分布符合Hardy Weinberg平衡定律 (P >0 .0 5 )。统计学结果显示 ,这些遗传标记在纳西族群体中 ,H均大于 0 .6 ,平均PIC高于 0 .7,平均DP在 0 .8以上 ,EPP也都超过了 0 .5。说明实验所选STR标记在进行民族群体遗传学研究时是极有价值的     

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。     

贵州黔西县少数民族ABO血型分布及基因频率调查

对贵州黔西县1260例6个少数民族人群红细胞ABO表现型进行了检测;结果如下:贵州黔西县布依族、满族、苗族、白族这四个民族的ABO血型基因频率很相近,彝族和仡佬族与这4个民族的差别较大,布依族,苗族,满族,白族ABO血型分布为O>B>A>AB,彝族为O>A>B>AB,仡佬族为A>O>B>AB;经Hardy Weinberg吻合度检测可以证明贵州黔西县的ABO血型表现型分布状况及基因频率相对稳定,其分布符合hardy Weinberg平衡,获得了该地ABO血型系统群体遗传学数据,为群体遗传学的研究提供了一定的资料。     

一种新的分子进化学说—中性学说

生物进化已是确凿无疑的事实,在自成体系的进化学说中首推达尔文进化学说。这个学说的精髓是自然选择,并被恩格斯推崇为十九世纪自然科学的三大成就之一。但是由于时代的局限性,达尔文进化学说不足之处主要在于他无法回答变异的问题。遗传学的建立与发展开拓了进化论发展的道路。本世纪初,哈代(Hardy,1908)、温伯格(Weinberg,1909)提出了遗传平衡定律,成功地将自然选择学说和孟德尔遗传     

基于SSLP分子标记验证遗传学三大定律的教学实践探索与体会

文章对“水稻SSLP分子标记的遗传分析”作为遗传学实验教学案例的实施过程及其效果进行了探讨。利用位于水稻两条染色体上的3个SSLP标记,对两亲本及其杂交构建的F₂代群体进行单株SSLP标记基因型检测,利用检测所得到的基因型结果验证分离定律、独立分配定律及连锁交换定律等遗传学三大定律。实践证明这不仅有利于加深学生对遗传学三大定律的认识,而且在提高学生实验操作技能和综合分析能力的基础上,还有助于培养学生的科研兴趣和创新意识。同时,对该实验的适用范围以及尚需完善之处做了讨论。此综合性实验也是科研成果转化为本科实验教学的一个有益探索。     

中国遗传学的春天——纪念中国遗传学会成立40周年

中国遗传学会是1978年10月在南京成立的,40年后的今天我们又回到南京举行中国遗传学会第十次全国会员代表大会,回顾历史,缅怀先辈的丰功伟绩。值此机会,想谈谈中国遗传学。要谈论遗传学,还得从经典遗传学说起,如同经典力学有牛顿三大定律一样,经典遗传学也有三大定律,即分离定律、自由组合定律和连锁互换定律[1]。     

跃入分子水平的群体遗传学和进化遗传学

基因在孟德尔群体中的行为,不外乎表现为,静力学的基因频率的守恒以及动力学的基因频率的变化,由两者的交替促成了生物的进化。Castle-Hardy-Weinberg定律是群体遗传学的基石,对静力学部分作出了决定性的论证。三十年代起,三位群体遗传学权威Fisher、WrJght和Haldane对动力学诸因子——突变、迁移、选择和随机漂变——的定量效应作出了突出的贡献,为理论群体遗传学的骨架的建成发挥了巨大的作用。群体遗传学的实验部分,旋即在先驱者以及TuropeeB-Pecobckuu对黑腹果蝇自然群体的隐性可见突变及隐性有害基因的开创性研究下展开,证实了理论部分推论的正确。     

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。     

遗传学:生命科学领域的引领学科

正随着科技的进步和时代的发展,遗传学已成为生命科学研究领域中重要的基础核心学科。1866年,孟德尔发表《植物杂交实验》,开启了经典遗传学研究的大门,其提出的遗传分离定律和自由组合定律迄今仍是不断被证明的经典定律。1953年,沃森和克里克提出DNA双螺旋模型,开启了分子遗传学研究的大门。以PCR技术、DNA重组技术、测序技     

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     

对孟德尔定律被埋没35年的看法

遗传学已是当今自然科学中发展最迅速,最活跃的学科之一,作为“遗传学之父”的孟德尔更是众所周知。他通过豌豆杂交试验提出的分离和自由组合定律是遗传学发展的奠基石,而这个定律在提出之初完全没有受到重视,经历了漫长的３５年之后才于１９００年被重新发现。我们通...     

9号染色体短臂上7个STR基因座在基因扫描中的信息表现

为了初步探讨7个位于染色体9p区域的短串联重复序列(shorttandemrepeat,STR)基因座:D9S288、D9S157、D9S1748、D9S171、D9S161、D9S1817和D9S1805在遗传学研究及法医学应用中的意义,随机抽取225名湖南汉族无关个体,复合PCR技术扩增上述基因座,ABI377全自动测序仪进行基因分型,共检出75种等位基因,通过对基因型及等位片断频率分布的研究和数据统计分析,7个基因座基因频率分布在0.002～0.800之间,构成243种基因型。7个STR基因座基因型分布均符合Hardy Weinberg平衡定律(P>0.05),杂合度(heterozygosity,H)介于0 347～0.844之间,个体识别力(discriminationpower,DP)为0.346～0.841,非父排除率(probabilitiesofpaternityexclusion,PPE)为0.308～0.738,多态信息含量(polymorphicinformationcontent,PIC)在0.328～0.822之间。种族比较结果显示,湖南汉族与非洲黑人及欧洲白人在大多数基因座均存在显著差异(P<0.001)。研究结果丰富了中华民族基因数据库,在人类群体遗传学及法医学研究领域有重要应用价值。     

关于最大信息熵原理与群体遗传平衡一致性的探讨

汪小龙等建立了用最大信息熵原理推导一个基因座上群体遗传平衡的统一数学模型,并给出了模型的最大值解,此解正是Hardy-Weinberg平衡定律所给出的基因型频率。这说明当群体基因型信息熵最大时,群体基因型频率不再变化,达到平衡状态,从而证明了最大信息熵原理与Hardy-Weinberg平衡定律具有一致性,同时指出这一结论可以推广至有迁移、突变、选择、遗传漂变、近亲交配的群体以及多个基因座情形。概括地说就是：最大信息熵原理与群体遗传平衡具有一致性。但是,他们仅仅证明了最大信息熵原理与一个基因座上Hardy-Weinberg平衡定律具有一致性,本文在这个范围内将其推广至多个基因座,且每一个基因座均为复等位基因情形。至于最大信息熵原理是否与其它的群体遗传平衡具有一致性,他们的结论仅仅是猜想,并未严格推导。事实上,要想将这种一致性推广到迁移、突变、随机漂变和近亲交配等群体,则不见得正确。      

新疆维吾尔族四个STR位点遗传多态性分析

研究新疆维吾尔族人群D16S539、D13S317、D7S820和D5S818的STR基因位点的基因及基因型分布,获得4个基因座的群体遗传学数据。采用PCR扩增技术和基因扫描技术进行样本STR遗传结构分析,并与其他种族、人群的等位基因频率进行比较。结果表明4个基因位点在新疆维吾尔族人群中均具有遗传多态性。4个基因座的基因型分布均符合Hardy-Weinberg平衡定律（P＞0.05）,不同人群基因频率分布存在一定的差异,所得到的等位基因频率等数据可为遗传学研究、法医个体畜产品识别及亲子鉴定提供依据。     

一个具选择、突变、迁移的群体的遗传差分模型

假设一个群体是由“单位点—双基因”的个体所组成的,在该群体内存在选择、突变、迁移、生死等效应的作用。本文给出了在上述假设下并满足:(1)世代重叠,选择、突变、迁移、生死等效应的作用均在世代遗传之间完成;(2)群体适当大,个体间交配随机,符合孟德尔式遗传;(3)没有任何意外的灾祸等约定的群体遗传的数学模型。通过模型分析,我们能够进一步用数学语言来解释一些生命现象。模型分析指出:虽然某些群体不满足Hardy-Weinberg定律所叙述的条件,但可能具有和Hardy-Weinberg定律的结论相似的结果。该文中还就几个主要参数的变化讨论了群体遗传和进化的某些性质,如平衡等。最后,我们给出了该模型的一个数值例子。     

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。