汶上芦花鸡保种群体一对等位基因遗传漂变的计算机模拟

小群保种是我国家禽遗传资源保护的一种重要方式。在假定汶上芦花鸡保种群体不发生基因突变的情况下,群体内实行家系等量随机留种,采用计算机模拟方法研究一对等位基因(PRL基因)在群体内的实际频率和假设不同基因频率、不同群体规模保种群体内一对等位基因座位的遗传漂变。模拟试验共进行了800个世代。结果表明:汶上芦花鸡保种群体(群体实际有效含量为102)20世代后等位基因的丢失或固定率达5.34%。在假设群体中,群体规模越大,基因由于随机遗传漂变而发生丢失或固定的概率也越低。群体规模太小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。     

畜禽保种群体遗传多样性的模拟

 【目的】基于微卫星标记特点,采用计算机模拟技术,探讨畜禽保种群遗传多样性的变化过程。【方法】选择30个均匀分布于基因组、具有4—10个等位基因的标记位点,位点间无相互作用;模拟产生的畜禽保种群公母比例为1﹕5、随机交配、各家系随机等量留种、群体规模保持世代恒定,世代间无重叠,群体有效大小分别为Ne=10、20、50、100和200,保种繁殖50个世代,1 000次重复。采用多态性位点数（num-p）、平均等位基因数（Na）、有效等位基因数（Ae）、观测基因杂合度（Ho）、期望杂合度（He）、稀有等位基因数（RA）、缺乏丰富位点数（NRP）作为遗传多样性度量指标。【结果】保种群体的遗传多样性总体趋势随保种世代而逐渐降低,不同群体规模遗传多样性的降低速度差异显著,相比基础群,Ne值越大,num-p、Na、Ae、Ho、He和 RA的下降速率越慢,且当Ne=100和200时,num-p基本维持50个世代不变,RA则分别增加0.86%和2.49倍;而Ne值越大,NRP的增加速率越慢。【结论】遗传漂变导致了群体内遗传多样性的丢失。小群体中遗传漂变导致的遗传多样性丢失速度比大群体更高,发生在闭锁群体水平上的有效群体规模的减少将加快基因漂变速度,从而降低保种群体内的遗传多样性。     

蒙古羊的群体结构和遗传多态

用随机遗传漂变理论和扩散方程方法分析了蒙古羊的形成发展过程和不同地域群体的遗传多态现象，包括群体有效大小、世代间隔、世代重叠程度、角型、毛色、尾型的遗传变异及其成因。分析结果表明蒙古羊种群总体上属于大群体，群体有效大小约为１００万只，但由于分成许多小群体，因而使群体有效大小明显缩小，基因的随机遗传漂变作用导致各群体中广泛存在遗传多态并且特长期存在。     

蒙古羊的群体结构和遗传多态

用随机遗传漂变理论和扩散方程分析了蒙古羊的形成发展过程和不同地域群体的遗传多态现象，包括群体有效大小，世代间隔，世代重叠程度，角型，毛色，尾型的遗传变异及其成因，分析结果表明蒙古羊种群总体上属于在在群体，群体有效大小约为１００万只，但由于分成许多小群体，因而使群体有效大小明显缩小，基因的随机遗传漂变作用导致各群体中广泛存在遗传多态并且将长期存在。     

一类群体迁移的数学模型分析

研究两个同物种大孟德尔二倍体生物群体在迁移作用下的变化规律。结果表明:两群体的个体数量与它们的初始个体数量和迁移比例有关,迁移比例是影响个体数量变化的因素;两群体的基因频率与它们的初始个体数量、初始基因频率以及迁移比例有关,迁移比例是影响基因频率变化的因素;经过无限多时间的迁移之后,两群体的个体数量、基因频率会趋向于一种动态平衡状态,两群体个体数量不同,基因频率相同。模拟分析结果验证了理论推导的结论。     

数量性状两个候选基因检测效率分析

文章采用Monte Carlo模拟方法分析了各种因素对两对数量性状检测效率的影响。采用回归分析法估计候选基因检测分析统计模型的参数;考虑了群体大小(个体数)、候选基因遗传贡献率和基因频率等3个因素。模拟试验结果表明,个体数对检测效率的影响不如遗传贡献率显著;检测高遗传贡献率的候选基因要比低遗传贡献率需要的群体小;基因频率对候选基因的检测效率几乎没有影响。     

基于SNP的基因组近交系数衡量群体遗传多样性的准确性

【目的】为揭示基于SNP的基因组近交系数(F_(SNP))衡量群体遗传多样性的准确性。【方法】在假设遗传长度为100 c M的1对常染色体上存在1 000个均匀分布的SNP标记基础上,模拟了1个闭锁群体连续繁育50个世代的情形,以基于系谱的近交系数(F_(ped))为对照,以F_(SNP)、F_(ped)与基因组观察纯合度(HOMobs)的相关系数rSNP、rped为遗传多样性衡量准确性的指标,分析群体规模、公畜比例、计算F_(SNP)的SNP数量(N_(SNP))和SNP等位基因初始频率(p)对F_(SNP)衡量遗传多样性准确性的影响。【结果】与F_(ped)相比,F_(SNP)衡量群体遗传多样性的准确性总体上更高,受群体规模和性别比例的影响小,且不会随世代的递增而下降;用于计算F_(SNP)的SNP数量越多、SNP等位基因初始频率越接近0.5,F_(SNP)衡量群体遗传多样性的准确性越高。【结论】在实际中,当用于计算F_(SNP)的SNP数量占全基因组SNP的20%以上(本试验为N_(SNP)≥200)且覆盖所有染色体时,即可保证r_(SNP)始终高于r_(ped),有效开展群体遗传多样性的适时动态监测;将各SNP等位基因初始频率控制在中等水平,有助于提高遗传多样性监测准确性和保持群体遗传变异。     

年龄结构对群体近交遗传漂变的作用

将Leslie年龄结构矩阵加上控制项(人工淘汰)引入家畜保种群,创建了世代重叠群体的计算机模拟保种模型,并用该模型模拟了年龄结构对秦川牛群近交及基因丢失概率的影响。研究发现,各种家系后代供量方差及世代间隔因群体年龄结构的改变而变化;母牛年龄结构对群体近交及遗传漂变有极显著影响,延长母牛使用年限既可增大世代间隔,又可降低公牛女儿供量方差,从而增强了保种效果。相较而言,公牛年龄结构的影响不明显。     

不同留种策略下基因辅助BLUP的选择效果

为揭示基因辅助最佳线性无偏预测(BLUP)方法在不同留种策略下的选择效果,在假定目标数量性状同时受1个双等位基因QTL和多基因共同控制的前提下,模拟了在一个闭锁群体(10头公畜、190头母畜)内采用标记辅助BLUP连续选择10代的情形。选择试验共考虑了3种留种策略:策略Ⅰ仅根据个体估计育种值(EBV)高低留种;策略Ⅱ在每个公畜家系内选留EBV最高的1头公畜和19头母畜;策略Ⅲ在每个公畜家系内选留1头EBV最高的公畜,在每个母畜家系内选留EBV最高的1头母畜。结果表明,留种策略Ⅰ的遗传进展(包括QTL基因型值和多基因育种值进展)最高,QTL增效等位基因频率上升速度最快,其次为策略Ⅱ,策略Ⅲ的遗传进展最低,QTL增效等位基因频率上升最慢;不同留种策略下的群体近交系数总体上呈现策略Ⅰ策略Ⅱ策略Ⅲ的规律,但策略Ⅱ的群体近交系数与策略Ⅲ接近且远低于策略Ⅰ。在育种实践中实施基因辅助BLUP选择时,策略Ⅱ既能保证较高的遗传进展,又能有效控制近交,因而不失为一种理想的留种策略。     

不同留配体制下小群体近交的研究

采用Monte Carlo方法研究了群体在3种规模7种留配体制下50个世代内的近交。结果表明,最优留种最优选配是近期内控制近交最有效的留配体制。非同胞随机交配和最优选配在随机留种下均可有效地控制群体近交。而在家系等数留种下只能控制起初若干世代的近交,可控制的世代数因群体规模而异。选配增加了世代内个体近交系数的一致性,但增大了世代间近交量的差异。