Генетическая структура апомиктических популяций

Апомиксис – один из способов бесполого размножения. Он характерен для тех видов растений, которые размножаются либо вегетативным путем, либо с помощью настоящих семян, но без оплодотворения. Из-за отсутствия оплодотворения при апомиксисе исключается генетическое расщепление. Поэтому генетический состав апомиктической популяции в ряду поколений изменяется незначительно. При апомиксисе образуются клоны особей, с признаками, повторяющими родительские формы. Преобладающим типом изменчивости в такой популяции следует считать модификации.

Генетическая структура популяций самоопылителей

Генетическая структура популяций самоопыляющихся организмов характеризуется выраженной в той или иной степени гомозиготностью по ряду генов. Однако самоопыление, приводя к гомозиготизации популяции, вовсе не делает ее генетически однородной. Поскольку популяция самоопылителей состоит из различных по генетической структуре чистых линий, то она оказывается в целом и генетически, и фенотипически неоднородной

Структура популяций самоопылителей рассчитывается по следующим формулам:

Для гомозигот - F_n=2ⁿ⁺¹

Для гетерозигот - F_n=(2ⁿ-1)АА:2Аа: (2ⁿ-1)аа

Генетическая структура популяций перекрестно размножающихся организмов:

Популяция перекрестно размножающихся организмов, где случайное свободное скрещивание особей осуществляется при отсутствии естественного отбора, называется панмиктической.

При перекрестном размножении в популяции идет постоянная, непрерывная гибридизация, в результате чего она становится максимально гетерозиготной по многим генам.

В 1908 г. независимо друг от друга английский математик Г.Харди и немецкий врач В.Вайнберг открыли закон (закон Харди-Вайнберга), который гласит: в идеальной популяции частоты генов и генотипов находятся в равновесии и не изменяются в ряду поколений.

Математическое выражение закона Харди-Вайнберга применяется для расчетов частот генов и генотипов в больших популяциях.

Частота встречаемости доминантного аллеля в популяции обозначается буквой p, частота встречаемости рецессивного аллеля – q. Сумма частот доминантных и рецессивных аллелей равна: p+q=1.

При скрещивании двух гетерозиготных организмов получаем F₁: АА: 2Аа: аа. Если вместо частот генов поставить обозначения их частот, получится F₁: pp : 2pq : qq. Преобразовав это выражение, получаем p²AA 2pq aa q²aa, где

P² – частота доминантных гомозигот;

2pq – частота гетерозигот;

q² - частота рецессивных гомозигот.

Сумма частот гомо- и гетерозигот может быть принята за 1: p²+2pq+q²=1.

При дальнейшем скрещивании особей популяции соотношение гомо- и гетерозигот не меняется.

Выполнение работы:

Пример решения задачи:

В популяции 16 % особей обладает группой крови N. Предполагая панмиксию, определите, какой процент особей, имеющих группы крови М и MN. можно ожидать.

Решение. Частота людей с группой крови N есть частота гомозигот NN = р =0,16 (16 %). Отсюда р, то есть частота гена N в популяции, равно р² = 0,4. Тогда частота гена М в популяции равна 1 - 0,4 = 0,6. Отсюда частота генотипа MN по формуле Харди-Вайнберга равна 2рq= 2 х 0,4 х 0,6 = 0,48, частота генотипа ММ- 0.36 (q² ).

Задачи:

1. В популяциях Европы частота альбинизма (генотип аа) составляет 7 х 10^-5. На какое число людей в популяции приходится один альбинос? Один носитель?

2. Из 84 000 детей, родившихся в течение 10 лет в родильных домах города К., у 210 детей обнаружен патологический рецессивный признак. Популяция города К. отвечает условиям панмиксии. Установите генетическую структуру популяции.

3. В популяции населения одного города в период между 1928 и 1942гг. родилось около 26 000 детей, из которых 11 были гомозиготами порецессивному гену (th), вызывающему анемию Кули (талассемию). Определите генетическую структуру популяции, т.е. частоту генотипов ThTh, Thth, thth.

4. Популяция самоопылителей состоит из 30%АА, 60%Аа, 10%аа, определить генетическую структуру популяции в F₄, если после F₃ из популяции элиминировали особей с генотипами аа.

5.В популяции самоопылителей 5ВВ, 15Вв, 10вв. Определить генетическую структуру популяции в F₃.

Вопросы для проверки знаний:

1. Что такое вид?

2. Что такое популяция?

3. Что называется генофондом?

4. На какие категории в зависимости от степени изолированности можно разделить популяции?

5. Дать характеристику географическим популяциям.

6. Дать характеристику экологическим популяциям.

7. Дать характеристику локальным популяциям.

8. На какие группы делятся популяции исходя из характера и способа размножения особей?

9. Дать характеристику апомиктических популяций.

10. Дать характеристику генетической структуры популяций самоопылителей.

11. Дать характеристику генетической структуры популяций перекрестно размножающихся организмов.

12. Сформулировать закон Харди-Вайнберга.

13. Записать математическое выражение закона Харди – Вайнберга.

14. Какие факторы влияют на численность популяций?