保护生物学--05遗传多样性及保护课件.ppt
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- 保护 生物学 05 遗传 多样性 课件
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1、遗传多样性及其保护遗传多样性及其保护什么是遗传多样性?什么是遗传多样性?p 广义的遗传多样性广义的遗传多样性是生物是生物 所携带遗传信息的总和,所携带遗传信息的总和,包括种间和种内遗传变异。包括种间和种内遗传变异。p 狭义的遗传多样性狭义的遗传多样性是种内的遗传多样性,包括种内和不同是种内的遗传多样性,包括种内和不同个体间的遗传变异总和。个体间的遗传变异总和。n 遗传多样性与生存能力、竞争力和适应能力有关,遗传多样性与生存能力、竞争力和适应能力有关,n 遗传多样性反应进化潜力,是遗传多样性反应进化潜力,是生态系统多样性生态系统多样性和和物种多样物种多样性性的基础和核心。的基础和核心。n 遗传多
2、样性起因于遗传多样性起因于DNADNA分子水平,但会从转录、翻译水平分子水平,但会从转录、翻译水平影响形态和生理特征从细胞、器官等水平表现出来。影响形态和生理特征从细胞、器官等水平表现出来。遗传多样性的意义遗传多样性的意义p 追溯物种的进化历史、探索物种进化的潜能追溯物种的进化历史、探索物种进化的潜能 生物群体中的变异大小与其进化速率成正比,结合地球历生物群体中的变异大小与其进化速率成正比,结合地球历史事件分析当今局势,预测将来发展趋势。史事件分析当今局势,预测将来发展趋势。p 制定生物多样性保护措施制定生物多样性保护措施 遗传变异性高遗传变异性高-对环境适应能力强对环境适应能力强-进化潜力大
3、进化潜力大 遗传变异性低遗传变异性低-弱弱-小小 是保护生物多样性和采取保护措施的基础。是保护生物多样性和采取保护措施的基础。p 生物资源的保持与利用生物资源的保持与利用 保存群体所具有的基因种类及特有的基因组合体系。保存群体所具有的基因种类及特有的基因组合体系。遗传多样性分析与评价遗传多样性分析与评价p 遗传多样性的来源遗传多样性的来源1.1.突变:突变:染色体变异,有缺失、重复、倒位、易位、等结构变异和染色体整倍体染色体变异,有缺失、重复、倒位、易位、等结构变异和染色体整倍体变异、非整倍体变异等数目变异。变异、非整倍体变异等数目变异。基因突变:自发突变和诱发突变;有碱基替换、移码突变、缺失
4、突变。基因突变:自发突变和诱发突变;有碱基替换、移码突变、缺失突变。2.2.遗传重组:遗传重组:遗传物质重排,形成新的变异。类型有同源重组、位点专遗传物质重排,形成新的变异。类型有同源重组、位点专一重组、转座重组、异常重组(复制重组)。一重组、转座重组、异常重组(复制重组)。3.3.选择压力:选择压力:增加有利基因对环境的适应性进化,如存活力、抗病力、增加有利基因对环境的适应性进化,如存活力、抗病力、生理耐受力、取食能力、生殖力、交配陈功率、竞争和种群行为等因素。生理耐受力、取食能力、生殖力、交配陈功率、竞争和种群行为等因素。4.4.基因流:基因流:个体在种群间移动,使两种群的基因库内的各等位
5、基因的相个体在种群间移动,使两种群的基因库内的各等位基因的相对频率改变。对频率改变。5.5.遗传漂变:有限群体内,群体中基因频率出现时代传递的随机性波动。遗传漂变:有限群体内,群体中基因频率出现时代传递的随机性波动。Evolutionary ChangeMutationGenetic driftMigration/gene flowNatural selectionMost mutations are recessive.Here the mutation is dominant遗传多样性分析与评价遗传多样性分析与评价p 遗传多样性的丧失遗传多样性的丧失1.1.奠基者效应奠基者效应:群体基因库
6、来自最初建群的少数个体,初始群体的基因:群体基因库来自最初建群的少数个体,初始群体的基因频率对后代种群的影响较大(新建种群频率对后代种群的影响较大(新建种群 源种群)。源种群)。2.2.瓶颈效应瓶颈效应:一个群体的大小骤然减少时,某些基因从基因库中消失,:一个群体的大小骤然减少时,某些基因从基因库中消失,后来的少数个体发展为大群体。后来的少数个体发展为大群体。3.3.近交近交:亲缘个体间的交配,使杂合子数量降低,纯合子数量增加,有:亲缘个体间的交配,使杂合子数量降低,纯合子数量增加,有害的隐性基因表达,导致近交衰退。害的隐性基因表达,导致近交衰退。4.4.杂交杂交:遗传上有明显分化的个体间的:
7、遗传上有明显分化的个体间的 交配:杂交衰退、遗传同化、渐渗杂交。交配:杂交衰退、遗传同化、渐渗杂交。遗传多样性的评价指标遗传多样性的评价指标p 多态位点百分率:种群中等位基因所占的比例。多态位点百分率:种群中等位基因所占的比例。p 杂合度:杂合体出现的频率评价遗传多样性。杂合度:杂合体出现的频率评价遗传多样性。h=Pi为某一第i个等位基因频率,k为该座位上等位基因的数目,r为所检测的座位数,h为群体中某座位的杂合度,H为群体平均杂合度。ip 多态信息含量(多态信息含量(PICPIC):直接翻译遗传标记中所包含或所能):直接翻译遗传标记中所包含或所能提供的遗传信息容量。它是一个亲本为杂合子,另一
8、亲本为不提供的遗传信息容量。它是一个亲本为杂合子,另一亲本为不同基因型的概率。同基因型的概率。PIC=Pi、Pj为某一第i和j个等位基因频率,k为等位基因的数目。遗传多样性的检测方法遗传多样性的检测方法p 形态学水平形态学水平p 生化水平生化水平p 染色体水平染色体水平p 线粒体线粒体DNADNA水平水平p 核基因组核基因组DNADNA水平水平遗传多样性的检测方法:形态学水平遗传多样性的检测方法:形态学水平 形态学或表型性状检测是最古老、最简便的方法形态学或表型性状检测是最古老、最简便的方法 外部形态性状,如毛色、体型、外形、生理特性、外部形态性状,如毛色、体型、外形、生理特性、抗病性等抗病性
9、等 表型性状(单主基因决定)和数量性状(多主基表型性状(单主基因决定)和数量性状(多主基因决定)因决定)表型可塑性Flexibility(plasticity)in phenotype based on environmental conditions.遗传多样性的检测方法:生化水平遗传多样性的检测方法:生化水平 同工酶分析:分析蛋白多态性同工酶分析:分析蛋白多态性 同工酶:机体产生的催化同一反应但具不同分子形式的酶。同工酶:机体产生的催化同一反应但具不同分子形式的酶。常见的同工酶:常见的同工酶:乳酸脱氢酶(乳酸脱氢酶(ESTEST)、苹果酸脱氢酶)、苹果酸脱氢酶(MDHMDH)、异柠檬酸脱氢
10、酶()、异柠檬酸脱氢酶(IDHPIDHP)、超氧化物歧化酶()、超氧化物歧化酶(SODSOD)等)等 同工酶方法的优缺点:同工酶方法的优缺点:优点:遵循孟德尔规律;优点:遵循孟德尔规律;呈共显性表达;呈共显性表达;操作易行操作易行 缺点:蛋白水平的分析;缺点:蛋白水平的分析;具时间和发育特异性具时间和发育特异性 非功能基因无法表现。非功能基因无法表现。遗传多样性的检测方法:染色体水平遗传多样性的检测方法:染色体水平 体现在染色体数目、形态、结构的变异。体现在染色体数目、形态、结构的变异。染色体核型:某种生物中染色体的数目、染色体形态特征,染色体核型:某种生物中染色体的数目、染色体形态特征,如大
11、小、着丝粒的位置、臂比值,有无随体等,用于区分不同种。如大小、着丝粒的位置、臂比值,有无随体等,用于区分不同种。染色体带型:用染料显带技术使染色体显现出的深浅不同的染色体带型:用染料显带技术使染色体显现出的深浅不同的带纹,用于种间和种下水平亲缘关系的检测。带纹,用于种间和种下水平亲缘关系的检测。遗传多样性的检测方法:线粒体遗传多样性的检测方法:线粒体DNADNA水平水平p 线粒体线粒体DNADNA(mitochondrial DNA,mtDNA):核外遗传物质核外遗传物质 动物细胞:双链环状分子,动物细胞:双链环状分子,14-26kb14-26kb 编码区:编码区:2222个个tRNA,2tR
12、NA,2个个rRNArRNA,13 13个参与呼吸链关键复合酶基因个参与呼吸链关键复合酶基因 控制区:非编码区,序列和长度变异控制区:非编码区,序列和长度变异 最大的区域:突变高,进化快。最大的区域:突变高,进化快。母系遗传:母本母系遗传:母本mtDNAmtDNA具有同序性具有同序性 mtDNA mtDNA排列顺序、排列顺序、tRNAtRNA和和rRNArRNA进化慢。进化慢。遗传多样性的检测方法:线粒体遗传多样性的检测方法:线粒体DNADNA水平水平p 线粒体线粒体DNADNA(mitochondrial DNA,mtDNA):异质异质mtDNA:mtDNA:同个体内不同类型的同个体内不同类
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