第3章++遗传多样性讲稿-

2.遗传漂变
遗传漂变：是等位基因频率由于只有少数亲 遗传漂变： 代等位基因可以传入下一代（取样效应）， ），而产 代等位基因可以传入下一代（取样效应），而产 生的随机变化。 生的随机变化。 任何种群数量有限的都经历遗传漂变吗，种 任何种群数量有限的都经历遗传漂变吗， 群越小影响就越显著。？ 群越小影响就越显著。？ 对研究小种群的意义比较大
8 遗传变异 (1)、基因突变（Genetic or point mutation） 基因突变（ mutation）
(2)、染色体变异( (2)、染色体变异(Chromosomal variations)
9 遗传漂变（Genetic drift） drift） 10 基因流 （Gene flow） flow）
基因流-----影响遗传多样性维持机制与格局 3. 基因流---影响遗传多样性维持机制与格局 基因流（ 基因流（基因流能导致新的基因多样性流向局 部种群和减少种群间的遗传分异） 部种群和减少种群间的遗传分异）之间的动态平 衡，是决定种群内和种群间的遗传多样性的根本 和基础。 和基础。 基因流是通过生物物种各种群之间个体迁移得 以实现的。 以实现的。 各生境斑快之间物种的迁移， 各生境斑快之间物种的迁移，影响等位基因的 频率和物种之间遗传格局的形成。 频率和物种之间遗传格局的形成。
三、物种遗传多样性的时空格局
(一) 遗传多样性空间遗传结构含义 涵义： 1 涵义：遗传多样性在空间分布的变化 实例：如人类血型的空间结构： 2 实例：如人类血型的空间结构：对世界各地的群体
的基因频率进行调查表明 ，各个群体差别较大。ABO 各个群体差别较大。 血型中I 血型中IO的频率为 日本人，蒙古人I 的频率为50 60%； 50日本人，蒙古人IO的频率为50-60%； 高加索人、非洲黑人I 的频率为65 80%； 65高加索人、非洲黑人IO的频率为65-80%； 印第安人I 的频率为100% 100%。 印第安人IO的频率为100%。
“塑性”表现型 塑性”
（4）基因影响数量特征 大量的可遗传的数量变异特征，如高度、 大量的可遗传的数量变异特征，如高度、重量 或大小等。 或大小等。最好的数量遗传特征就是农业品种培 育指标。 育指标。 例如，农作物的含油量，经过最近67年的选择， 例如，农作物的含油量，经过最近67年的选择， 67年的选择 使作物的含油量几乎增加了4 5%增加到 使作物的含油量几乎增加了4倍，从5%增加到 19%。 19%。
遗 传 多 样 性
※ 一、遗传多样性的含义 1、概念： 概念： 遗传多样性( 遗传多样性( Genetic diversity)主要是指 diversity)主要是指 种内不同群体之间或同一群体内不同个体 遗传变异的总和。 遗传变异的总和。
遗传多样性最直接的表达是遗传变异性的高低 及其分布格局
我国大熊猫分布区
2 繁育系统与遗传多样性空间格局
表 不同受粉方式对于植物遗传多样性指数的影响
类别 自花受粉 虫媒杂交 风媒杂交
P 42 50 66
A 1.69 1.99 2.40
H 0.12 0.17 0.16
Gst 0.51 0.20 0.10
多型基因位点比例； 基因丰富度； 平均基因多样性. 注：P 多型基因位点比例；A 基因丰富度； H 平均基因多样性.
※ 二、影响遗传多样性因素 1. 遗传变异
（1）突变：在任一基因位点上新基因产生的 突变： 最初机制是发生在细胞中并能导致新个体形成 的点突变。 的点突变。 （2）在有性繁殖条件下的基因重组 基因位点之间的遗传变异进一步还受基因组 内的基因位置重排的影响, 内的基因位置重排的影响, 因而产生新的多位点 基因组合； 基因组合；
2、突变发生的时间不同，遗传变异作用不同 突变发生的时间不同， 时间不同 突变发生的时间可能包括： 突变发生的时间可能包括： （1）减数分裂配子形成阶段 （2）胚胎阶段 （3）个体营养生长阶段
四、遗传多样性的丧失
宏观原因： 1. 宏观原因： （1）生态破坏 （2）生境破碎化 （3）大气污染和气温升高等环境胁迫均会 减少动、植物的种群数量， 减少动、植物的种群数量，形成小种群 形成分隔的遗传格局 影响遗传多样性。 影响遗传多样性。
或者
4 基因频率 5 基因型频率 6 表现型频率 7 基因频率、基因型频率和表现型频率关系 基因频率、 Hardy-Weinberg定律 Hardy-Weinberg定律 在随机交配的大群体中，若没有选择、突变、 在随机交配的大群体中，若没有选择、突变、和迁 基因流）等因素存在， 移（基因流）等因素存在，对于特定的等位基因的基因 频率和基因型频率与基因型频率在世代间保持不变。 频率和基因型频率与基因型频率在世代间保持不变。而 且基因型频率与基因型频率存在和简单的关系。 且基因型频率与基因型频率存在和简单的关系。而符合 上述条件的种群称之为平衡种群。 上述条件的种群称之为平衡种群。
遗传多样性
遗传多样性主要内容
遗传多样性的概念和含义 遗传多样性的概念和含义 遗传多样性的影响因素 遗传多样性的时空格局 遗传多样性的测度方法和指标 遗传多样性在生物多样性保护中的应用
遗传多样性学习所涉及遗传学概念说明
1、基因（Gene）与等位基因(Allele) 基因（Gene）与等位基因( 2、基因型(Genotype) 基因型( 3、表现型(Phenotype) 表现型( 基因A 基因A 突变 基因B 基因 基因型 表现型
4 自然选择
Hale Waihona Puke 桦 尺 蛾 与 工 业 黑 化
5. 遗传多样性的维持
影响种群基因频率的三个主要因素是：遗传变异、 影响种群基因频率的三个主要因素是：遗传变异、
遗传漂变、自然选择、 遗传漂变（ 遗传漂变、自然选择、基因流。遗传漂变（遗传漂
变能使局部种群丢失遗传多样性， 变能使局部种群丢失遗传多样性，但使种群间的分异增 和基因流（ 加）和基因流（基因流能导致新的基因多样性流向局部 种群和减少种群间的遗传分异）之间的动态平衡，是决 种群和减少种群间的遗传分异）之间的动态平衡， 定种群内和种群间的遗传多样性的根本和基础。 定种群内和种群间的遗传多样性的根本和基础。 基因流 遗传变异减少 遗传漂变， 遗传漂变，自然选择 遗传变异增加
遗传多样性有多种表现形式
鸽子形态多样性
※ 遗传多样性表现形式： 2、遗传多样性表现形式：
(1) 表型的多态（形态、生理、数量等形状） 表型的多态（形态、生理、数量等形状） (2) 染色体的多态（染色体的变异） 染色体的多态（染色体的变异） (3) 蛋白质的多态（同功酶Isozyme、等位酶等Alleles） 蛋白质的多态（同功酶Isozyme 等位酶等Alleles Isozyme、 Alleles） (4) 基因的多态（复等位基因） 基因的多态（复等位基因）
蛾的成熟变化： ，幼虫的巢， ， 蛾的成熟变化：1，幼虫的巢，2，雌幼虫 4. 雌成虫， 雌成虫， 5. 雄蛹， 雄蛹，
3，雌蛹 ， 6. .雄成虫 雄成虫
雌雄两性形态的差异
塑性：所谓的“塑性” 表现型， （ 3 ） 塑性 ： 所谓的 “ 塑性 ” 表现型 ， 即生物的生长 型依赖于环境条件， 植物尤其如此。 型依赖于环境条件 ， 植物尤其如此 。 形态的塑性在许多 动物中也很普遍，比如有一种蝴蝶（ butterfly： 动物中也很普遍 ， 比如有一种蝴蝶 （ Satyrid butterfly： 属名是Bicyclus 的眼点（eyespot）在干旱季节很小， Bicyclus） 属名是Bicyclus）的眼点（eyespot）在干旱季节很小，而 在湿润季节就很大。 在湿润季节就很大。
2 大尺度遗传变异 对许多物种来说，在地理分布区边缘的种群没有处于分 对许多物种来说，在地理分布区边缘的种群没有处于分 物种来说 布中心的种群的多样化高 的种群的多样化高。 布中心的种群的多样化高。
(三) 空间格局形成的影响因素 1 物种分布和环境因素的影响 (1) 地理区域 (2) 分布格局 (3) 环境异质性和环境隔离
(二 ) 自然种群的空间遗传结构
1 小尺度遗传变异 (1)小种群和隔离种群 自然种群的遗传结构主要受随机遗传漂变、 自然种群的遗传结构主要受随机遗传漂变、基因流限制 和分化选择压力等综合因素的影响。 和分化选择压力等综合因素的影响。这些作用导致小种群 和隔离种群的种群内遗传变异降低 种群间遗传变异升高。 遗传变异降低， 和隔离种群的种群内遗传变异降低，种群间遗传变异升高。 (2)大种群和非孤立种群 对于一个大种群和非孤立种群来说， 对于一个大种群和非孤立种群来说， 如果漂变和基因 流是唯一影响基因频率的重要因子， 流是唯一影响基因频率的重要因子，那么大多数的遗传变 异应该发生在种群之内。 异应该发生在种群之内。
分类等级之间的关系
4 功能等级与形状的关系说明
（1）基因影响形态发育：形态变异是对遗传变异 基因影响形态发育： 形态发育 最好的表达, 最好的表达, 也是实践中认识遗传多样性的最直接的特 征。 不过二者之间并不是完全的对应关系。 不过二者之间并不是完全的对应关系。很多形态 变异，虽然也是遗传上的程序所决定的， 变异，虽然也是遗传上的程序所决定的，但是仍要依 赖于季节或成熟变化。例如昆虫的茧、 赖于季节或成熟变化。例如昆虫的茧、蛹、幼虫和成 见下图）。 虫 （见下图）。 （2）基因影响形态：如多型性， 动植物两性的差 基因影响形态：如多型性， 异，特别是鸟类两性的差异
不同尺度物种的遗传多样性是相同的吗？ 不同尺度物种的遗传多样性是相同的吗？
3、遗传多样性的分类等级（探讨遗传多样性的尺度） 遗传多样性的分类等级（探讨遗传多样性的尺度） 种 群 可 被 分 成 局 域 （ Local） 种 群 ， 集 合 （ Meta） population），小种（Race）和物种。 ） 小种（ ）和物种。 局域种群通常是指包含相互之间很可能混合或重组的一 局域种群 通常是指包含相互之间很可能混合或重组的一 群个体，并具有接近于Hardy Hardy平衡的基因型。 群个体，并具有接近于Hardy-Weinberg 平衡的基因型。 混合种群由一群偶然基因流松散联系的局域种群所组成, 混合种群 由一群偶然基因流松散联系的局域种群所组成, 由一群偶然基因流松散联系的局域种群所组成 所以种群的区分不是非常明确的， 所以种群的区分不是非常明确的，混合种群有时也被称为种 群的种群，混合种群是一个种群内部不同亚种群的集合。 群的种群，混合种群是一个种群内部不同亚种群的集合。 地理小种（ race） 地理小种（Geographical race）包括遗传上相似的地理种 群或基因型的集合所组成， 群或基因型的集合所组成，这些集合在一个或多个遗传元素 上相互具有明显的区别。常被称之为亚种（Subspecies） 上相互具有明显的区别。常被称之为亚种（Subspecies）。 物种：互相交配的自然群体， 物种：互相交配的自然群体，该群体与其他群体在生殖上 是隔离的。 是隔离的。