第一章： 群体遗传学的基本概念与原理

四、常染色体位点连锁相不平衡
（7）连锁平衡(linkage equilibrium) ：两个基因座的等位 基因组合的频率等于组成组合的等位基因各自频率的积 ， 不存在优势组合，称为连锁平衡. （8）连锁不平衡（linkage disequilibrium；LD）：两个 位点的某两个等位基因不是独立出现的，则称这两个位点 处于连锁不平衡状态。
五、影响群体结构的因素
例：。设想在南太平洋群岛上住着人类的最小群体，假设 只有10个人组成，5个人绿眼睛，5个人棕色眼，假设眼睛 的颜色是由单基因决定的（实际上眼睛的颜色是由多基因 控制的），且绿色眼的等位基因b对棕色眼的等位基因B是 隐性的（BB和Bb为棕色眼，bb为绿色眼）。此岛上的群 体中绿眼等位基因的频率是0.6。一次台风袭击了这个岛， 群体中50%的人死亡了，也就是5位居民死于风暴。正巧 这死去的5个人是棕色眼。台风之后这个岛上绿色基因的 频率是1.0。在这个群岛上的群体中所发生的突变是绿眼 基因的频率从0.6变成了1.0，这完全是机会所造成。
四、常染色体位点连锁相不平衡
②若一个群体初始状态D≠0，假定重组率为θ，则第 二代D2=（1- θ ）D n代：
Dn=(1-
n θ) D
当重组率比较小的时候趋于零的速度比较慢 当重组率比较大的时候趋于零的速度比较快 该公式为关联分析的理论基础
四、常染色体位点连锁相不平衡
③关联分析原理： 假设一个疾病基因位点有两个等位基因D，d； 引起疾病的等位基因位D，于是疾病群体中的D的 频率要高于对照群体的， 但是我们不知道该疾病 位点的位置，如果在疾病位点附近的某个标记位 点为A，a，如果D与A 关联，因此连锁不平衡， 即疾病群体中的A的频率要高于对照群体的，即 疾病与A关联。因此我们寻找疾病于对照中差异 较大的标记位点，在标记位点附近可能存在着疾 病基因。
二、Hardy-Weinburg定律
1、基本概念 随机交配(Panmixia): 在有性生殖生物中，一种性别的任何一个个 体有同样的机会和相反性别的个体交配的方式称 随机交配(random mating)。 即各种类型的个体交配的频率完全取决于自 身频率的大小，而不受任何其他因素的影响。实 行随机交配的结果是所有的基因型都是孟德尔式 分离所产生的配子随机结合而形成的。
推导同理，需要考虑父母的六种婚配型
四、常染色体位点连锁相不平衡
1、基本概念 （1）连锁:如果在同一条染色体上的两个基因座相 邻比较近,那么同源于父亲(母亲)的等位基因更倾 向于一起传递给后代,这种现象叫连锁
（2）交叉：在交换时一对染色体出现的交叉型结构。 在有丝分裂的双线期可以在显微镜下看到。
二、Hardy-Weinburg定律
（1）P(AA)=p2; P(Aa)=2pq; P(aa)=q2 (2)只要随机交配系统得以保持，基因型频率保 持上述平衡状态不会改变，子代频率仍为： P(AA)=p2; P(Aa)=2pq; P(aa)=q2
二、Hardy-Weinburg定律
3、Hardy-Weinburg定律证明
五、影响群体结构的因素
2、遗传漂变 哈代-温伯格定律的一个主要的假定就是群体无限 大。实际的群体不可能无限大，但它们要大到足 以能预期基因频率和基因型频率。但有些群体很 小，这些群体的几率因子可使基因频率产生随机 变化。由于样本的机误（chance errors）导致群 体基因频率的随机改变称为遗传漂变（genetic drift）或简称为漂变。此是由群体遗传学家S. Wright于1930年提出的，有时人们也把漂变称S. Wright效应。
四、常染色体位点连锁相不平衡
④
D
D D Dmax
Dmax min PA1 PB 2 , PA 2 PB1
Dmax max PA1 PB1 , PA 2 PB 2
D0
D0
四、常染色体位点连锁相不平衡
⑤
r2
r
D p A1 p A2 pB1 pB 2
四、常染色体位点连锁相不平衡
（3）互换(crossover)： 交叉之后开始互换
1 2
A A a
3 4
a A
1 2
A a
3 4
a A
1 2
Aa
3 4
a A
1 2
A a
3 4
a
B
B b
b B C
b
b B c C
B
b
b B c C

B
b B
b
C
C c
c
c
C
c
C
c c
C
（4）重组(recombination) ： 奇数次互换导致一个重组
二、Hardy-Weinburg定律
2、Hardy-Weinburg定律
①在随机交配下的孟德尔群体中，若没有其他因素（基因 突变、选择、迁移）的干扰，基因频率世代相传不变。 ②无论群体的起始成分如何，经过一个世代的随机交配之 后，群体的基因型频率的平衡建立在下列的H-W公式之中： (pA+qa)2=p2(AA)+2pq(Aa)+q2(aa), 平衡群体的基因型频 率决定于它的基因频率。 ③只要随机交配系统得以保持，基因型频率保持上述平衡 状态不会改变。
三、亲属对基因型联合分布
2、父子对与兄弟对
（同父女、母女等；并假定满足随机婚配与哈代-温伯格平衡定律；二等位基因A，a频率分别为p， q；符号：父亲F，儿子S，母亲M）
父
AA AA Aa Aa 总和 p3 p2q 0 p2
子
Aa p2q pq pq2 2pq aa 0 pq2 q3 pq2
总和
p2 2pq pq2 1
三、亲属对基因型联合分布
父 子 总和
AA
AA Aa Aa p3 p2q 0
Aa
p2q pq pq2
aa
0 pq2 q3 p2 2pq pq2
总和
p2
2pq
pq2
1
F×M AA×AA AA×Aa 推导： P（ F=AA，S=AA）
P（ F×M ，S=AA） P4 p3q
= P（ F=AA，M=AA，S=AA）+ P（ F=AA，M=Aa，S=AA） = P4+ p3q=p3
五、影响群体结构的因素
1、突变：突变是一切新遗传变异的来源，等位基 因的新组合可以通过重组而产生，但新的等位基 因只有当突变发生时才能产生。突变提供了进化 作用的遗传原料。大部分的突变将受到损伤，并 从群体中被排除。然而少数的突变可能对个体是 有利的，会被保留下来，并在群体中传播开。突 变有害还是有利取决于特殊的环境，若环境改变 了，先前有害的突变可以变成有利的突变。 例如在使用杀虫剂DDT之后，昆虫产生了对DDT 的抗性突变，这样昆虫在喷有DDT的环境中不仅 可以生存还能繁殖。
注：连锁与连锁不平衡的区别： 连锁描述两个位点的位置关系，可通过重组 率来度量，需要重组的数据，因此需要家系资料。 连锁不平衡描述的是群体中两个位点上的等 位基因的关联性，需要群体数据。
五、影响群体结构的因素
当一个群体是大的，随机交配，不受进化力量的 影响时，群体的基因频率并不因为遗传而改变。 然而对很多群体而言并不是理想群体。在这种情 况下，基因频率会发生改变。 影响群体平衡的主要因素包括：突变、选择、迁 移、遗传漂变和交配系统（非随机交配）。
注：连锁只与两个位点有关，而连锁不平衡是与两个位点上 的等位基因有关。
四、常染色体位点连锁相不平衡
（9）连锁不平衡计算中的几个量： ①连锁不平衡参数:
D PA1B1 PA1 PB1 PA 2 B 2 PA 2 PB 2 ( PA1B 2 PA1 PB 2 ) ( PA 2 B1 PA 2 PB1 )
解：定义M、MN和N的频率为D、H和R；等位基 因M、N的频率为p和q。我们有 p = D + 1/2H = 0.835+0.5X0.156 = 0.913 q = R + 1/2H = 0.09 + 0.5X0.156 = 0.087 注意：如果是频数资料，则： p = (2D + H) /2N; q = (2R + H)/2N 。
一、基因频率与基因型频率
2、 等位基因频率(alleles frequency)： 在一个二倍体的某特定基因座上某 一等位基因占该座位上等位基因总数的 比率为该等位基因的频率。这是群体遗 传结构的一个最基本的测度(p,q)。
一、基因频率与基因型频率
3、基因型频率(genotype frequency)： 群体中某特定基因型个体的数目，占 个体总数目的比率。D, H, R
第一章： 群体遗传学的基本概念与原理
2008
基本内容
1
2 3 4 5
基因频率与基因型频率
Handy-Weiberg平衡定律 亲属对基因型联合分布 常染色体位点连锁相不平衡 影响群体结构的因素（迁移，突变，选择）
一、基因频率与基因型频率
1、群体的遗传结构
孟德尔群体(Mendelian population): 一个 孟德尔群体，是一群能够相互繁殖的个 体，它们享有一个共同的基因库。在有 性繁殖的生物中，一个物种就是一个最 大的孟德尔群体。
四、常染色体位点连锁相不平衡
注：
①交换发生是随机的，距离越长交换的机会越多， 因此交换值的大小可以用来表示基因间的距离长 短。 ②由于交换并不一定导致重组，因此重组值要小于 或等于交换值。 ③由于无法直接测定交换率，只有通过标记基因的 重组来估计交换的频率。
四、常染色体位点连锁相不平衡
（5）重组率(recombination fraction): 两个基因座之间发生奇数次交换的概率 用θ来表示 重组率θ=重组/（重组+非重组）
三、亲属对基因型联合分布