Генетические особенности популяций и чистых линий:

В генетическом аспекте популяция – это пространственно временная группа скрещивающихся между собой особей одного вида.

Генетическую популяцию называют также панмиксической.

Панмиксия – от греч. Pan – все и mix – смешивание – это явление свободного скрещивания особей между собой.

Для генетической (панмиксической) популяции характерно:

1. Свободное скрещивание между собой;

2. Отсутствие избирательности при отборе скрещиваемых пар;

3. Отсутствие избирательности при оплодотворении гамет.

Генетическая популяция является сложной биологической системой, которая обладает двумя свойствами:

1. Генетическим постоянством;

2. Наследственным разнообразием.

Каждая генетическая популяция имеет генетическую структуру и генофонд.

Генетическая структура популяции – это комплекс генетико-статистических показателей характеризующих частоту встречаемости гена, генотипов и фенотипов, уровень гомо- или гетерозиготности популяции как по отдельным локусам, так и по всем учитываемым локусам, состояние генетического равновесия.

Помимо генетической (панмиксической) популяции в естественных и искусственных условиях разведения животных встречаются следующие типы популяций:

1. Гетерогенная популяция – искусственно созданное стадо на базе разных пород или линий одного вида животных;

2. «Замкнутая» популяция – группа особей, спаривающихся только друг с другом (разведение «в себе»). Генофонд этой популяции определяется относительной чистотой аллелей каждого локуса популяции и называется аллелотипом;

3. Исходная популяция – исходный селекционный материал, с которым ведется целенаправленная племенная работа;

4. Контрольная популяция – специальное стадо, предназначенное для квалифицированной оценки селекционного прогресса;

5. Идеальная популяция – реально не существующая популяция. Используется как математическая модель для решения вопросов популяционной генетики и теоретической селекции.

Частота генотипов – это доля конкретных генотипов в популяции.

Частота гена – это насыщение популяции данным геном.

Методы изучения популяций:

1. Метод генетического анализа – позволяет определить количество генов, генотипов и фенотипов в популяции;

2. Эколого-физиологический – позволяет установить влияние факторов среды на состояние популяции;

3. Математический – позволяет осуществлять моделирование генетических процессов в популяции.

2. Закон Харди-Вайнберга.

Следующий этап в изучении генетики популяций относится к исследованиям английского математика Харди и немецкого врача Вайнберга, которые независимо друг от друга (1908 год) определили частоту появления генотипов и аллелей групп крови в системе АВ0 у человека. В процессе исследований была установлена математическая закономерность постоянства генетической структуры в панмиксических популяциях.

Если обозначить 2 аллеля одного локуса вероятностями p и q

a

А

(q)

(p)

Появление возможных генотипов определяется формулой бинома Ньютона (рА + qa)² =

Если разложить бином Ньютона мы получим = pAA² + 2 pq Aa + q aa² , при этом всегда p + q = 1.

Если мы уберем аллели, то получим p² + 2 pq + q² = 1

Этот теоретический вывод можно выразить решеткой Пеннета:

♀ ♂	pA	qa
pA	pAA	pq Aa
qa	pq Aa	q aa

Суть закона заключается в том, что в популяции при свободном скрещивании сохраняется постоянство генетической структуры, при постоянстве частоты генотипов, что выражается коэффициентами разложения генома.

Сохранение постоянства генетической структуры, что и в исходном поколении называется равновесием генетической популяции.

1. Следовательно, популяция от популяции отличается частотой встречаемости генов, аллелей и генотипов. Этим и занимались независимо друг от друга английский математик Харди и немецкий врач Вайнберг, они определили частоту появления генотипов и аллелей групп крови в системе АВО у человека. В процессе исследовании я была установлена математическая закономерность постоянства генетического состава в панмиктических популяциях.

Если обозначить 2 аллели одного локуса вероятностями р и q, а появление возможных генотипов определим по формуле бинома Ньютона: (рА + qа)², то разложив бином, мы получим следующее равенство:

(рА + qа)² = р²АА + 2 рqАа + q²аа, при этом р + q = 1, если мы уберем аллели, то получим: р² + 2 рq +q² = 1. этот теоретический вывод можно выразить решеткой Пеннета: (р + q)² = (р + q) (р + q)

гаметы	рА	qа
рА	р2АА	рqАа
q	рqАа	q2аа

Видно, что расщепление по аллелям ( генотипу) составляет АА: 2Аа:аа, то есть 50% гомозигот и 50% гетерозигот.

Суть закона заключается в том, что если на популяцию не влияют внешние факторы, то в этой популяции из поколения в поколение сочетание гомозигот и гетерозигот находится на одном и то же уровне.

По формуле Харди-Вайнберга можно рассчитать структуру популяции и определить частоты гетерозигот (например, по летальным и ли сублетальным генам, зная частоты гомозигот по рецессивным признакам и частоты особей с доминантным признаком), проанализировать сдвиги в генных частотах по конкретным признакам в результате отбора, мутации и других факторов.

Сохранение в потомстве одной и тот же генетической структурой называется равновесным генетическим состоянием, а процессе обеспечивающие это состояние называется генетическим гомеостазом. (Например, если производить искусственное самоопыление кукурузы, то возрастут гомозиготные особи, что приводит к снижению массы початков и высоты стебля, применяемые для приготовления силоса).