资源描述
1 1、遗传多样性的概念和科学含义、遗传多样性的概念和科学含义2 2、遗传多样性的起源及其影响因素、遗传多样性的起源及其影响因素3 3、遗传多样性的时空格局、遗传多样性的时空格局4 4、研究遗传多样性的意义、研究遗传多样性的意义5 5、遗传多样性的检测方法、遗传多样性的检测方法6 6、遗传多样性的测度、遗传多样性的测度7 7、遗传多样性的丧失与维持、遗传多样性的丧失与维持遗传多样性学习所涉及的几个遗传学概念遗传多样性学习所涉及的几个遗传学概念1、基因（、基因（Gene）与等位基因）与等位基因(Allele)等位基因：是指在一对同源染色体上，占有相同座位的等位基因：是指在一对同源染色体上，占有相同座位的一对基因，它控制一对相对性状。一对基因，它控制一对相对性状。2、基因型、基因型(Genotype)：是指生物的遗传型，是生物是指生物的遗传型，是生物体从它的亲本获得全部基因的总和。体从它的亲本获得全部基因的总和。3、表现型、表现型(Phenotype)：是遗传跟环境相互作用的结是遗传跟环境相互作用的结果。基因型果。基因型+环境环境-表现型表现型4、基因频率、基因频率（genefrequency）：）：是指群体中某一基是指群体中某一基因的数量占同一位点所有基因的比例，即等位基因频率。因的数量占同一位点所有基因的比例，即等位基因频率。5、基因型频率（、基因型频率（genotypefrequency）：是指一个群是指一个群体中不同基因型个体占群体总数的比率。体中不同基因型个体占群体总数的比率。6、遗传漂变（、遗传漂变（Geneticdrift）：建立小群体过程中，建立小群体过程中，由于抽样误差引起基因频率的随机波动现象。由于抽样误差引起基因频率的随机波动现象。7、基因流（、基因流（Geneflow）：在生物体不同个体之间或不在生物体不同个体之间或不同居群之间存在的基因流动现象。同居群之间存在的基因流动现象。1 1、概念：、概念：遗传多样性（遗传多样性（genetic diversitygenetic diversity）主要是指种内基因的变化，包括种内不同群体之间或同主要是指种内基因的变化，包括种内不同群体之间或同一群体内不同个体的遗传变异的总和。（一群体内不同个体的遗传变异的总和。（WRI，1992）个体间遗传基因和群体间遗传结构的差异个体间遗传基因和群体间遗传结构的差异遗传多样性最直接的表达是遗传变异性的高低及其分遗传多样性最直接的表达是遗传变异性的高低及其分布格局布格局一、遗传多样性的概念和内涵一、遗传多样性的概念和内涵2 2、遗传多样性的含义：、遗传多样性的含义：（1 1）遗传多样性是指生物种内的遗传变异。）遗传多样性是指生物种内的遗传变异。群体内的个体间变异、群体间变异、品种群体内的个体间变异、群体间变异、品种间变异间变异等等，等等，研究对象均为同一研究对象均为同一“种种”（2 2）遗传多样性的表现是多层次的。）遗传多样性的表现是多层次的。表型的多态（形态、生理等性状）表型的多态（形态、生理等性状）染色体的多态（染色体的变异）染色体的多态（染色体的变异）蛋白质的多态（同工酶蛋白质的多态（同工酶、等位酶等等位酶等）基因的多态（复等位基因）基因的多态（复等位基因）（3 3）遗传多样性是指种内）遗传多样性是指种内可遗传可遗传的变异，不包的变异，不包含由于环境和发育引起的变化。含由于环境和发育引起的变化。“塑性塑性”表现型表现型二、遗传多样性的起源及其影响因素二、遗传多样性的起源及其影响因素 1 1、起源：归根结蒂是遗传物质的改变、起源：归根结蒂是遗传物质的改变 （1 1）染色体畸变）染色体畸变：染色体数目和结构的改变。：染色体数目和结构的改变。数目：整倍性和非整倍性数目：整倍性和非整倍性 结构：缺失、重复、倒位、易位结构：缺失、重复、倒位、易位缺失缺失重复重复染色体结构结构的变异倒位倒位易位易位染色体结构结构的变异（2 2）基因突变）基因突变：基因位点内核苷酸的改变。：基因位点内核苷酸的改变。碱基替换碱基替换 移码突变移码突变（3 3）重组）重组：有性生殖条件下，亲本基因组之间新：有性生殖条件下，亲本基因组之间新的组合。的组合。其一：非同源染色体的其一：非同源染色体的独立分配和重新组合独立分配和重新组合其二：同源染色体内其二：同源染色体内DNADNA顺序间的交换顺序间的交换2、影响遗传多样性因素、影响遗传多样性因素（2 2）基因流）基因流 （1 1）遗传变异：突变、重组）遗传变异：突变、重组（3 3）遗传漂变）遗传漂变（4 4）自然选择）自然选择个体遗传基因个体遗传基因群体遗传结构群体遗传结构桦尺蛾与工业黑化桦尺蛾与工业黑化自然选择自然选择污染前污染前污染后污染后正常正常类型类型黑色黑色类型类型三、遗传多样性的时空格局三、遗传多样性的时空格局 （1 1）影响空间格局的因素）影响空间格局的因素物种分布和环境因素的影响物种分布和环境因素的影响繁育系统繁育系统繁殖体的扩散及传播方式繁殖体的扩散及传播方式人类影响导致的生境破碎人类影响导致的生境破碎群群体体ABO血型血型IoIaIb美国人美国人0.670.260.07日本人日本人0.550.280.17印第安人印第安人1.000澳大利亚土著人澳大利亚土著人0.690.310类别类别PAHGst自花受粉自花受粉0.421.690.120.51虫媒杂交虫媒杂交0.501.990.170.20风媒杂交风媒杂交0.662.400.160.10表表不同受粉方式对于植物遗传多样性的影响不同受粉方式对于植物遗传多样性的影响人为影响造成热带雨林生境的破碎化人为影响造成热带雨林生境的破碎化（2 2）自然种群的空间遗传结构特点）自然种群的空间遗传结构特点 小尺度遗传变异小尺度遗传变异 小种群和隔离种群小种群和隔离种群：遗传漂变、基因流和选择压力等影响，：遗传漂变、基因流和选择压力等影响，导致小种群和隔离种群的种群内遗传变异降低，种群间遗传导致小种群和隔离种群的种群内遗传变异降低，种群间遗传变异升高。变异升高。大种群和非孤立种群大种群和非孤立种群：大多数的遗传变异发生在种群之内。：大多数的遗传变异发生在种群之内。大尺度遗传变异大尺度遗传变异 在地理分布区边缘的种群没有处于分布中心的种群在地理分布区边缘的种群没有处于分布中心的种群多样化高。多样化高。四、遗传多样性研究的意义四、遗传多样性研究的意义（一）有助于探讨生物进化的历史和适应潜力（一）有助于探讨生物进化的历史和适应潜力大熊猫大熊猫脂松和陶松脂松和陶松银杉银杉（二）有助于生物资源的保存和利用二）有助于生物资源的保存和利用中国黄牛中国黄牛红花红花大麦大麦（三）有助于制定物种保护的取样策略（三）有助于制定物种保护的取样策略P PHeHeGstGst拟南芥拟南芥0.1650.1650.0610.06161.6%61.6%刚松刚松0.9660.9660.1700.1701.1%1.1%对拟南芥和刚松保护时采取的取样策略对拟南芥和刚松保护时采取的取样策略中国水青冈及与欧洲水青冈的遗传距离比较中国水青冈及与欧洲水青冈的遗传距离比较TABLEComparisonofthegeneticdistanceinEurasianbeeches水青冈树种水青冈树种亮叶水青冈亮叶水青冈F.lucida米心水青冈米心水青冈F.engleriana巴山水青冈巴山水青冈F.pashanica米心水青冈米心水青冈F.engleriana0.376巴山水青冈巴山水青冈F.pashanica0.2000.303欧洲水青冈欧洲水青冈F.sylvatica0.4220.4630.418（四）探讨物种之间或种内居群之间亲源关系（四）探讨物种之间或种内居群之间亲源关系欧亚大陆水青冈遗传距离聚类图欧亚大陆水青冈遗传距离聚类图DendrogrambasedonthegeneticdistanceoftheEurasianBeeches 五、检测遗传多样性的主要方法五、检测遗传多样性的主要方法 （1 1）表型分析表型分析：形态学水平：形态学水平 （2 2）核型分析核型分析：染色体水平：染色体水平 （3 3）等位酶分析等位酶分析：（4 4）DNADNA分析：分析：分子水平分子水平遗传多样性的表型分析遗传多样性的表型分析BACK0.54747.90.52043.0BACK六、六、遗传多样性的测度方法与指标遗传多样性的测度方法与指标（一）多态基因位点的比例（一）多态基因位点的比例（二）特（二）特定等位基因的频率变化定等位基因的频率变化 遗传杂合性遗传杂合性 遗传距离遗传距离 遗传固定指数遗传固定指数1 1、基因频率和基因型频率的换算、基因频率和基因型频率的换算A和和aAA、Aa和和aaN11、N12和和N22（N11+N12+N22=N）基因型频率：基因型频率：AA：X11=N11/NAa：X12=N12/Naa：X22=N22/N基因频率：基因频率：A：P=(2N11+N12)/(2N)a：Q=1-P基因频率和基因型频率之间关系基因频率和基因型频率之间关系A(p)a(q)A(p)AA(p*p)Aa(p*q)a(q)Aa(p*q)aa(q*q)F F 母本配子母本配子F F父父本本配配子子基因型频率：基因型频率：AA=p2Aa=2pqaa=q2基因频率：基因频率：A:p2+1/2*2pq=pa:q2+1/2*2pq=q基因型频率和基因频率在上下代之间没有发生变化。基因型频率和基因频率在上下代之间没有发生变化。F1 F1 子代子代mi=12 2、遗传杂合性（、遗传杂合性（异合子性）异合子性）对对于于一一随随机机交交配配的的种种群群，设设x xi i代代表表一一个个位位点点上上第第i i个个等等位位基因频率基因频率,这个位点上的异合子性这个位点上的异合子性()为：为：1-x1-xi i2 2 这里这里m m是等位基因数，是等位基因数，平平均均异异合合子子性性即即（遗遗传传多多样样性性H H）则则是是所所有有基基因因位位点点的的平平均值。均值。3 3、遗传距离、遗传距离特定的群体间遗传的分化程度特定的群体间遗传的分化程度 D D-LnI,-LnI,I IPxy/(PxPy)Pxy/(PxPy)1/21/2其中，其中，PxyPxyxiyi,Pxxiyi,Pxxixi2 2,Py,Pyyiyi2 2。4 4、固定指数（固定指数（GstGst）：）：WrightWright提出提出 针对特定的基因位点针对特定的基因位点，等位基因频率在不同地区的等位基因频率在不同地区的种群之间的分化程度。种群之间的分化程度。具体表示为具体表示为:Gst=sst=s2 2p p/p(1-p)/p(1-p)其中其中Gstst表示固定指数，表示固定指数，s s2 2p p 各群体之间方差，各群体之间方差，p p表示表示整个群体中基因的平均频率。整个群体中基因的平均频率。七、七、遗传多样性的丧失与维持遗传多样性的丧失与维持 1 1、丧失的原因：、丧失的原因：（1 1）宏观原因：）宏观原因：生态破坏、生境破碎化、生态破坏、生境破碎化、大气污染和气温升高等大气污染和气温升高等 环境胁迫均会限制或减少动、植物的种环境胁迫均会限制或减少动、植物的种群数量群数量 ，进而影响遗传多样性，进而影响遗传多样性。（2 2）物种本身：）物种本身：l近交：近交：在个体有限的小群体中即使交配是随机的，但在个体有限的小群体中即使交配是随机的，但近亲间的交配也是不可避免的，并且群体越小机会越多。近亲间的交配也是不可避免的，并且群体越小机会越多。l遗传漂变：遗传漂变：由于群体较小和偶然事件而造成基因频率由于群体较小和偶然事件而造成基因频率随机随机 波动。波动。2 2、遗传多样性的维持遗传多样性的维持多样性增加多样性增加遗传分异减少遗传分异减少多样性减少多样性减少遗传分异增加遗传分异增加遗传漂变，自然选择遗传漂变，自然选择基因流基因流xiexie!xiexie!谢谢！谢谢！
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