两对等位基因群体连锁平衡的遗传分析

对不同程度的连锁对于两对等位基因群体的最大熵原理与Hardy—Weinberg平衡定律的一致性是否有影响,影响程度如何进行了分析。结论是：不论是否存在连锁,最大熵原理与Hardy—Weinberg平衡定律的一致性都成立。连锁只会影响一个不平衡群体在世代交替中趋向于Hardy—Weinberg平衡的速度,而不会影响平衡的结果;或者等价地说,连锁只会影响一个不平衡群体在世代交替中基因型信息熵趋向于最大值的速度,而不会影响基因型信息熵的最大值。     

不同交配方式下遗传平衡的信息学分析

阐述了二倍体生物群体多基因座整体达到最大信息熵时的配子频率分布和基因型频率分布与Hardy-Weinberg平衡分布的一致性.从信息学角度证明了不论是否存在连锁,随机交配下多基因座的配子平衡分布与基因型平衡分布总一致.与随机交配下的Hardy-Weinberg平衡相比,如果从交配方式上对群体施以其他的外部强制,群体发展的结果是最终会达到一个不随时间变化的状态,这个状态不是平衡态而是非平衡定态,此时配子信息熵和基因型信息熵具有极小值,这种非平衡定态是一种远离无外部强制作用下Hardy-Weinberg平衡状态的状态,与群体遗传学传统观点有所不同.     

基于自交率的基因型信息熵变规律与自花传粉机制的进化意义

用离散线性系统研究多对独立杂合基因在兼有自花与异花传粉群体中的基因型信息熵逐代演变规律,推导出极限平衡状态基因型信息熵是自交率的凸函数,当a=0.5时其值最大。在趋向极限平衡进程中,基因型信息熵曲线当a〉0.5时先升后降,当n≤0.5时单调上升,当a→0^＋时以Hardy-Weinberg平衡熵为极限。在某一世代,群体基因型信息熵与独立杂合基因对数成正比。发现群体中存在一定比例的自交,能提高变异程度,甚至超过随机交配群体的变异,认为这是自花传粉机制的进化意义。     

小麦染色体2DS雌性育性位点的连锁不平衡分析

小麦生态遗传型雌性不育系XND126的育性受两对主效基因和微效多基因联合控制。通过SSR分子标记连锁分析,在2DS上定位了一个主基因位点。为了精细定位该位点,并验证其真实性,在59个育性正常的普通小麦品种（系）与XND126组成的较小自然群体中,用2DS参考连锁图上的14对SSR研究了标记与位点间的连锁不平衡（LD）程度,发现所有标记均存在LD现象,并找到了与XND126多态性高的品种（系）,作为进一步精细定位的研究材料。依据连锁分析结果,对260个品种（系）与XND126组成的较大自然群体的连锁不平衡研究发现,主效基因位点与其最近的标记Xbarc95间的LD值最大,LD衰减在大群体中同样存在,进一步表明雌性育性主基因位点的确存在于2DS。提示利用连锁分析和关联分析相结合策略进行QTI。精确定位是一种有益的尝试。     

2对连锁杂合基因在分离重组中的熵变规律

用离散线性系统建立同一连锁群2对杂合基因自交群体分离重组中的熵变模型。结果表明,各代的熵与交换率有关;单基因杂合型的比例在F1到F2有一个增长过程,以后逐代递减,最终趋于0;群体最终留下的4种纯合基因型的比例与交换率有关;自交群体的逐代熵变规律与随机交配群体的不一致,自交群体最大变异发生在F3而不是F2。     

334份青藏高原野生大麦群体结构及连锁不平衡水平分析

利用1 389个DArT标记对334份青藏高原西藏野生大麦材料进行遗传多样性、群体结构和连锁不平衡水平分析。结果显示,参试群体DArT标记的多态性信息含量(PIC)值为0.005 6~0.500 0,平均值为0.248 9。运用贝叶斯、主坐标分析2种方法对野生大麦的群体结构进行研究。结果显示参试材料存在明显的群体分层,各个亚群中的个体不同来源、不同棱形、不同皮裸性混杂分布。以标记位点间的相关系数平方(r~2)作为衡量连锁不平衡(LD)水平的参数,在整体上,LD水平随着遗传距离的增加递减,各个染色体内也有相同的趋势,不同染色体的LD水平不同。以r~2=0.2为阈值统计,大于0.2的位点组合中,P0.001的位点组合比例为3.31%,r~2的平均值为0.454;群体的LD衰减距离为0.3cM,衰减较快。青藏高原地区野生大麦群体结构和连锁不平衡水平的研究为杂交育种和关联图谱的构建奠定了良好的基础。     

复等位基因平衡群体中亲属关系的信息学研究

用推广的ITO方法推出复等位基因平衡群体中母子间及全同胞对子间基因型联合概率分布列的矩阵表达;给出了母子间及全同胞对子间的联合信息熵、互信息,并定义了各自的信息关联系数;与统计学研究相比表明,信息学的方法可使复等位基因平衡群体中亲属关系的研究成为可能。     

平衡群体中半同胞对子间的亲属关系研究

利用群体遗传学的基本知识推导出1对等位基因平衡群体中半同胞对子间基因型的联合概率分布;给出了半同胞对子间的联合信息熵、互信息,并定义了信息关联系数;与生物统计学研究相比,表明生物信息学的方法可使1对等位基因平衡群体中半同胞对子间的亲属关系研究成为可能。     

小麦雌性育性QTL的高效定位策略

为了高效地定位小麦雌性育性QTL,以选择表型及连锁不平衡结合策略筛选候选标记.对选取的SSR 标记在实验群体中以隐性极端不育亚群体估算其重组频率( c 值) ,确定染色体2AS、2DS 上可能存在QTL.再对候选染色体上18个标记分别计算c 值,并用育成品种与小麦雌性不育系XND 126组成的品种(系)群体计算标记与可能位点间的连锁不平衡值( LD 值) .结合c 值和LD 值提供的位点信息构建部分连锁群,通过实验群体F２ 的连锁分析定位了小麦雌性育性位点taf1.结果发现与taf1 位点连锁较紧密的标记,其c 值较小而LD 值较大.分析认为结合连锁分析和关联分析优势,同时选择c 值较小而LD 值较大的多态性标记有利于快速确定与位点紧密连锁的标记,从而达到高效定位QTL 的目的,并有助于揭示小麦雌性育性的遗传机制.     

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。     

普通群体的遗传机制Ⅲ.两对等位基因的遗传

在普通群体中建立了两对等位基因遗传的数学模型,讨论了基因型频率在世代间的动态变化、遗传趋势、群体平衡及其性质,以及随机交配率、基因频率与基因型频率的关系。结果表明,在普通群体两对等位基因的遗传中,非平衡群体的数学模型(4)可以转换为随机交配群体的数学模型和非平衡自交群体的数学模型;平衡群体的数学模型(7)可以转换为随机交配群体的数学模型和平衡自交群体的数学模型。在群体平衡时,当两对等位基因频率均相等时,杂合子频率达到极大值。杂合子频率随r增大而增加,当r=1时达到最大值;当r=0时达到最小值。     

普通群体的遗传机制Ⅱ.复等位基因的遗传

在普通群体中,建立了3个及3个以上复等位基因的基因频率、基因型频率和随机交配率的关系及其数学模型,讨论了复等位基因及其频率,以及由复等位基因所构成的各种基因型频率在世代中的动态规律、遗传趋势、群体平衡及其性质。结果表明,在普通群体遗传中,非平衡群体的数学模型(4)可以转换为随机交配群体的数学模型和非平衡自交群体的数学模型;平衡群体的数学模型(7)可以转换为随机交配群体的数学模型和平衡自交群体的数学模型。在普通群体遗传平衡时,当3个复等位基因频率相等且随机交配率等于3/5时,群体各种基因型频率相等。     

郑州市主城区公园绿地与居民人口分布均衡性研究

以郑州市主城区公园可达性、绿地服务水平、区位熵为公园绿地与人口分布均衡性评价的定量指标,采用层次分析法,构建综合指标评价体系,分析了公园绿地与居民人口分布的均衡性。结果表明:1）综合指标分析得出,主城区内6个区公园绿地服务效率差异较大,郑东新区综合值最高,为0.694,公园服务效率远高于其他各区,服务重叠率较高;其他老城区综合评价值普遍较低,惠济区最差,为0.139,服务效果差距较大,公园绿地与人口分布严重失衡。2）反映公园绿地可达性的网络分析显示:3种交通方式下出行5 min内,惠济区可达性最差,郑东新区最好。3）现状公园绿地在500、1 000 m服务范围内,管城区服务效率最差,郑东新区最好;按照《郑州市城市总体规划（2012-2030）》中新增居住区,惠济区公园绿地的服务水平在500、1 000 m范围内将分别下降30%、44%,忽略了新增绿地与新增居住区的同步发展匹配。4）各主城区公园绿地的区位熵差距悬殊,表明郑州市主城区公园绿地与居民人口分布极不均衡,郑东新区最高是金水区的154.1倍,前者人均公园绿地面积是金水区151.7倍。该研究结果将为今后的城市总体规划调整和公园绿地布局建设提供科学依据。     

西太公鱼微卫星的筛选与分析

利用磁珠富集法从西太公鱼（Hypomesus nipponensis）基因组中筛选到14对多态性微卫星引物,并对来自黑龙江镜泊湖的西太公鱼24个样本进行检测：扩增的等位基因数在3～25个之间,平均为8.4个;观察杂合度（H_O）和期望杂合度（H_E）分别为0.266 7～1.000 0和0.282 5～0.932 2;多态信息含量（PIC）为0.239 2～0.910 6;位点HN-075和位点HN-250显著偏离哈迪-温伯格平衡（P<0.05）,这些多态性微卫星位点可用于公鱼属鱼类种群遗传结构及其相关研究。     

基于信息熵的兰州市各县区建设用地变化及驱动力分析

借助信息论的信息熵原理,并引进空间扩展强度,揭示了兰州市各县区建设用地结构的熵值特征和演化规律,并在此基础上分析兰州市建设用地变动的主要驱动因子.结果表明:兰州市建设用地信息熵持续上升,均衡度也呈上升趋势.2000～2008年,兰州市建设用地的内部职能类型较丰富,各职能类型土地面积相差不大,总体均衡度相对较高,但各县区建设用地信息熵差异较大.影响兰州市建设用地变动的主要因子有:人口、经济、固定资产投资,其中与固定资产投资的关系最为密切,其次为城镇人口和经济发展水平.     

表型同型交配群体的Shannon信息熵和互信息

应用信息论方法研究了在表型同型交配下一对等位基因群体的基因型信息熵和互信息。在表型同型交配下,从随机交配下的平衡状态开始,群体的基因型信息熵逐代减少,但这种减少的趋势越来越慢,最终趋向于零。随着基因型信息熵的减少,群体的遗传多样性程度也越来越小。在表型同型交配下,群体的配子间互信息逐代增加,但这种减少的趋势越来越慢,最终趋向于零。配子间互信息的增加说明,配子间的信息交流程度逐代增加,两性配子间的信息关联程度越来越密切,而这用表型信息关联系数反映会更好。最后应用Matlab软件进行了数学模拟,直观验证了所得的结论。