有效群体大小和系谱分析.pdf

第4 章 有效群体大小和系谱分析 107 §4.1 非理想群体的有效大小 107 §4.1.1 有效群体大小的定义 107 §4.1.2 常见非理想情况下的有效群体大小 109 §4.1.3 建立者效应和瓶颈效应 112 §4.2 系谱群体中的共祖先系数和近交系数 113 §4.2.1 系谱群体 114 §4.2.2 共祖先系数和近交系数的关系 116 §4.2.3 常见系谱的共祖先系数和近交系数 118 §4.2.4 系谱群体共祖先系数的列表计算 120 §4.3 规则近交交配系统的近交系数 125 §4.3.1 自交系统的近交系数 125 §4.3.2 回交系统的近交系数 127 §4.3.3 全同胞系统和亲子系统 129 §4.3.4 半同胞系统 131 §4.3.5 混合自交和异交系统 133 §4.3.6 自交系系谱的共祖先系数 134 §4.4 群体遗传学在植物遗传资源保护中的应用 137 §4.4.1 植物遗传资源的搜集 137 §4.4.2 植物遗传资源的再生繁殖 139 练习题 141 1 第4 章 有效群体大小和系谱分析 上一章讨论分散过程引起的遗传漂变时，均假定有限群体是一个理想群体。尽管群体内 部仍然是随机交配，长期漂变的有限群体也会与重复自交一样，近交系数会逐渐趋近于1， 最终形成纯系，有时也称近交系或自交系。纯系群体只包含一种纯合基因型，每个座位上的 两个等位基因都是由祖先中的同一个基因传递而来。理想群体需要满足一系列条件，对于大 多数动植物育种群体来说，这些条件不一定都能够得到满足。这一章首先介绍非理想条件下 群体的有效大小，通过有效群体大小这一概念，可以把一个非理想群体看作理想群体进行研 究。对于系谱关系明确或者按照特殊规则进行交配的群体，则详细讨论个体间共祖先系数和 后代近交系数的计算方法。最后简要介绍群体遗传学在植物遗传资源搜集和再生繁殖中的应 用。 §4.1 非理想群体的有效大小 §4.1.1 有效群体大小的定义 大多数动植物育种群体都不是理想群体，为了能够像理想群体那样，用基因频率的方差 或是近交系数去研究这些群体的分散过程，特提出有效群体大小（effective population size ） 这一概念。有效群体大小常用N 表示。有了这一概念，一个有效大小为N 的非理想群体，就 e e 可视为包含Ne个个体的理想群体。因此，在知道了群体的有效大小后，非理想群体中分散过 程造成的基因和基因型频率波动、以及近交系数的变化就与大小为Ne 的理想群体完全相同。 例如，从一个育种群体的产生过程，有时容易计算每个世代的近交系数 （见§4.3 ），这时就 1 能根据公式3.35计算近交系数的增长速率∆F ，然后从∆F 计算这个育种群体的有效 2N 大小，即公式4.1。另外，如果知道t个世代后亚群体之间基因频率的方差，就能根据公式3.37 计算世代t的近交系数，根据公式3.34计算近交系数增长速率∆F ，即公式4.2 。然后由公式 4.1计算有效群体大小。 1 N e (4.1) 2∆F 107 2