生殖隔离形成机理的杂合子低适合度分化模型

通过用RR、Rr和rr3种基因型的适合度之比,量化R与r基因在后代中的频率,计算r的频率逐代演变的分岔点,研究随机交配群体中的杂合子适合度低于纯合子适合度的突变基因r在群体中的逐代积累过程。揭示了R与r在遗传中的不相容性;遗传漂变能使r在新群体中有较高的频率,超过分岔点,最终形成生殖隔离;同时生物进化的动力仅有突变、遗传漂变、自然选择这3个条件还不够,还需要有杂合子适合度低于纯合子适合度的突变基因,即原有群体的遗传背景对新突变的排斥作用。     

基于适合度的随机交配群体完全连锁的淘汰机理及平衡模型

[目的]探讨基于适合度的随机交配群体完全连锁的淘汰机理及平衡模型。[方法]用差分方程组建立具有2对完全连锁基因随机交配群体4种配子在不同适合度下频率逐代演变的数学模型,研究它的淘汰机理及遗传平衡状态。[结果]该群体不像Hardy-Weinberg平衡那样经一代就达到平衡。找到该群体达到平衡的一个充要条件,获得在测出10种基因型的适合度后,用线性方程组计算平衡状态4种配子的频率及群体适合度的方法。[结论]对目前学术界进行的连锁不平衡研究、选择牵连研究有一定的参考意义。     

基于适合度的随机交配群体完全连锁的淘汰机理及平衡模型研究

[目的]探讨基于适合度的随机交配群体完全连锁的淘汰机理及平衡模型。[方法]用差分方程组建立具有2对完全连锁基因随机交配群体4种配子在不同适合度下频率逐代演变的数学模型,研究它的淘汰机理及遗传平衡状态。[结果]该群体不像Hardy-W ein-berg平衡那样经一代就达到平衡。找到该群体达到平衡的一个充要条件,获得在测出10种基因型的适合度后,用线性方程组计算平衡状态4种配子的频率及群体适合度的方法。[结论]对目前学术界进行的连锁不平衡研究、选择牵连研究有一定的参考意义。     

基于适合度的不隔离RR群体演变成rr群体的机理研究

从适合度之比能够衡量杂种优势强弱的角度研究随机交配群体中突变基因r的频率的逐代演变规律,获得3个不动点,结果表明:r的频率能够从较小增长到一定程度的前提是RR的适合度比Rr的小,揭示了在环境改变的情况下RR群体不需隔离也能演变成rr群体的一个机理.     

基于适合度的自交群体基因型熵逐代演变规律

研究一对杂合基因3种基因型不同适合度的自交群体,用差分方程组反映基因型比例的逐代变化规律。结果表明,通过熵观察到母代全为杂舍子群体的基因型比例趋向平衡大约需要15代;Rr的适合度与RR、rr相比都大于或等于2倍,是Rr在群体中得以长期保留的条件,     

基于适合度的自交群体基因型熵逐代演变规律

研究一对杂合基因3种基因型不同适合度的自交群体,用差分方程组反映基因型比例的逐代变化规律。结果表明,通过熵观察到母代全为杂合子群体的基因型比例趋向平衡大约需要15代;Rr的适合度与RR、rr相比都大于或等于2倍,这正是Rr在群体中得以长期保留的条件。同时,该研究模型表明,自然界绝对自交是不存在的。偶然的异交不是可有可无,而是关系重大。如果没有偶然的异交,群体中不但不会存在杂合子,甚至不会出现等位基因,每个基因座只能有一个基因。     

杂种优势的进化意义探析——以适合度对随机交配群体遗传多样性的贡献为依据

从群体遗传的角度将杂种优势与近交衰退的定义进行类比,认为杂种优势应该用适合度来综合衡量。建立数学模型,推导出随机交配群体3种基因型RR、Rr、rr在不同适合度下的平衡状态,揭示杂种优势是群体中复等位基因存在的先决条件。发现杂种优势通过提高杂合个体的适合度,避免淘汰不同类型的基因,从而保护群体的遗传多样性,使群体具有较强的自我调节和进化潜力;让个体意义上的适应与群体层次的适应协调一致,深化了达尔文的个体选择思想。     

不同初始基因频率下闭锁群体遗传漂变的模拟

在假定不发生基因突变、群体间无个体迁移的情况下,群体内实行随机留种,随机交配,世代不重叠,且每代参与繁殖的个体数相同.采用计算机模拟方法研究了不同初始基因频率、群体规模和公母比例下闭锁群体内单个双等位基因座位的遗传漂变.模拟试验共进行了50个世代,100次重复.结果表明:群体规模较大,公畜数较多以及初始基因频率处于中等水平时,基因频率在世代问发生随机波动的幅度较小,基因由于随机遗传漂变而发生丢失或固定的概率也较低.群体规模太小、公畜比例过低以及基因的初始频率过低或过高,均会增加基因丢失或固定的风险.     

不同适合度下2对基因互作引起的基因频率的演变

研究了随机交配群体中2对基因9种基因型在不同适合度下所占比例的逐代变化。发现只按1对基因统计时,在另1对基因的影响下,所考察基因3种基因型的适合度不再是常数。通过数据模拟可找出基因频率逐代变化的极限,模拟结果可解释生产中很难看到杂种劣势的原因。     

Pax3基因无义突变导致Wbct小鼠显性白斑形成

本研究将Wbct杂合子小鼠与背景品系小鼠C57BL／6（B6）配种,记录后代白斑小鼠与正常小鼠数目,采用卡方检验确定遗传模式。在突变基因初步定位基础上增加样品数及微卫星标记数目对突变基因进行精确定位,确定候选基因。采用PCR扩增后直接测序方法对候选基因Pax3进行序列分析。结果表明：Wbct突变呈单基因显性遗传,但在不同遗传背景中白斑表型存在差异;Wbct突变纯合子致死;Pax3基因编码区第88位密码子由UGC变为终止密码子UGA,导致蛋白编码提前终止,是引起白斑突变表型的原因。     

Evidence for the neutral hypothesis of protein polymorphism

Data for some 400 polymorphic proteins were examined with special reference to molecular evolution, by using a statistic that depends on neither mutation rate, population structure, nor other ecological factors. The result indicates that most of these polymorphisms are maintained in a population by mutation and random genetic drift.     

Mutation pressure and the evolution of organelle genomic architecture

The nuclear genomes of multicellular animals and plants contain large amounts of noncoding DNA, the disadvantages of which can be too weak to be effectively countered by selection in lineages with reduced effective population sizes. In contrast, the organelle genomes of these two lineages evolved to opposite ends of the spectrum of genomic complexity, despite similar effective population sizes. This pattern and other puzzling aspects of organelle evolution appear to be consequences of differences in organelle mutation rates. These observations provide support for the hypothesis that the fundamental features of genome evolution are largely defined by the relative power of two nonadaptive forces: random genetic drift and mutation pressure.     

长沙地区南瓜的小西葫芦黄花叶病毒检测及其分子进化分析

对长沙地区160份南瓜疑似病毒病样品进行小西葫芦黄花叶病毒(Zucchini yellow mosaic virus,ZYMV)检测,检出率达46.9%。为进一步明确长沙地区ZYMV分离物的分类地位和分子进化特征,克隆获得了1个长沙地区ZYMV外壳蛋白基因,与Gen Bank已报道的ZYMV外壳蛋白基因比对,并进行基因重组、系统发生、遗传差异、选择压力、种群结构和基因漂流分析。结果显示:长沙地区ZYMV外壳蛋白基因没有发生明显的重组,突变与负选择作用是其进化的主要驱动力,种群结构相对稳定,但正处于扩张的趋势中;ZYMV不同分离物外壳蛋白基因形成3个有明显地理相关性的美洲、欧洲和亚洲种群,美洲和欧洲种群与亚洲种群之间基因交流不频繁,可能受到遗传漂变的影响,而欧洲种群与亚洲种群之间基因交流较频繁。     

Gene flow and the geographic structure of natural populations

There is abundant geographic variation in both morphology and gene frequency in most species. The extent of geographic variation results from a balance of forces tending to produce local genetic differentiation and forces tending to produce genetic homogeneity. Mutation, genetic drift due to finite population size, and natural selection favoring adaptations to local environmental conditions will all lead to the genetic differentiation of local populations, and the movement of gametes, individuals, and even entire populations--collectively called gene flow--will oppose that differentiation. Gene flow may either constrain evolution by preventing adaptation to local conditions or promote evolution by spreading new genes and combinations of genes throughout a species' range. Several methods are available for estimating the amount of gene flow. Direct methods monitor ongoing gene flow, and indirect methods use spatial distributions of gene frequencies to infer past gene flow. Applications of these methods show that species differ widely in the gene flow that they experience. Of particular interest are those species for which direct methods indicate little current gene flow but indirect methods indicate much higher levels of gene flow in the recent past. Such species probably have undergone large-scale demographic changes relatively frequently.     

破碎生境中影响植物种群进化动态的因素

综述了生境破碎中植物种群进化的影响因素。生境破碎会导致遗传漂变、近交衰退、基因流下降,降低种群的遗传变异,增加种群间遗传分化,不利于物种的进化前景。生境破碎形成许多隔离的小种群,小种群面临高的局部灭绝的风险,应当加强对破碎生境中小种群的监测,分析其进化趋势,采取必要的保护措施。     

TOLLIP基因3′侧翼区的群体遗传多态分析

为了寻找TOLLIP基因的突变位点,揭示中国荷斯坦牛的群体遗传特征。以中国荷斯坦牛群体66头个体为研究对象,用PCR方法扩增了牛TOLLIP基因3′侧翼区的部分片段,通过直接电泳与测序相结合的方法检测该片段的多态性,计算基因型频率,基因频率和多态信息含量,分析该多态位点在中国荷斯坦牛群体中的遗传特征。结果表明,该扩增片段的第43 bp处存在5个碱基(TCGGG)的缺失,致使多态性产生。其AA,AB和BB的基因型频率分别为0.3485,0.5152和0.1364;A等位基因(243 bp)和B等位基因(238 bp)的频率分别为0.6061和0.3939;多态信息含量和杂合度分别为0.3635和0.4775,表明该缺失突变在中国荷斯坦奶牛群体中处于中度多态;χ2适合性检验结果表明,中国荷斯坦牛群体在该位点的缺失突变未达到Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05)。     

红壳色文蛤选育群体遗传多样性的微卫星分析

【目的】了解群体选育过程中红壳色文蛤（Meretrix meretrix）选育群体的遗传多样性变化及世代遗传分化情况,为文蛤育种计划的可持续性提供理论依据。【方法】以江苏黄文蛤原种（SY）、江苏红文蛤原种（SR）及5个红壳色文蛤选育群体（SRF₁~SR5F₅）为研究对象,利用15对微卫星引物对各文蛤群体基因组DNA进行PCR扩增,然后通过Gel-Pro32 4.0、PopGen 32和MEGA 6.0等在线软件分析7个文蛤群体的遗传多样性。【结果】从7个文蛤群体中共检测出766个等位基因,每个微卫星位点在每个群体中检测出3~18个等位基因,且等位基因数（Na）随选育世代增加呈下降趋势。15个微卫星位点的平均多态信息含量（PIC）在0.575~0.630,均属于高度多态性位点。7个文蛤群体的平均观测杂合度（Ho）为0.442~0.502,平均期望杂合度（He）为0.629~0.680,群体中63.81%的微卫星位点偏离Hardy-Weinberg平衡,表明各微卫星位点存在一定程度的杂合子缺失;群体内近交系数（F_is）范围为-0.0157~0.7409,平均为0.2777,表明文蛤群体内存在一定程度的近交水平;群体间遗传分化系数（F_st）平均为0.0455,即文蛤群体变异中仅有4.55%是由不同群体间的基因差异所产生,而95.45%的变异来源于群体内部;各群体的基因流（Nm）为0.9002~18.9478,平均为8.8065,说明7个文蛤群体间的遗传分化较低。UPMGA聚类分析发现7个文蛤群体聚类呈两大支,江苏红文蛤原种及其选育群体聚为一支,而江苏黄文蛤原种（SY）独自聚为一支。【结论】经过5代人工选育的红壳色文蛤选育群体虽然较基础群体其遗传多样性指数略有下降,但并未导致各选育群体的遗传结构发生改变,仍具有较高的遗传多样性。在连续的选择育种计划中,应增加亲本养殖环境多样化,避免因人工繁育的亲本和养殖群体规模较小引起遗传漂移或近交衰退而致使某些等位基因缺失,导致后代的遗传结构发生改变。     

Evidence that enzyme polymorphisms are selectively neutral, but blood group polymorphisms are not

Data on enzyme polymorphism and blood group polymorphism were examined with special reference to molecular evolution, by using a statistic that depends on neither population structure nor other ecological factors. The data of the former are consistent with the hypothesis of neutral mutant and random genetic drift, whereas the latter are in accord with the hypothesis of balanced selection.