评价遗传多样性的统计方法
人类基因组的多样性研究
人类基因组的多样性研究是基因学领域中一个非常重要的课题。
人类基因组多样性的研究可以对理解人类进化、遗传病的发生机制、药物治疗的个体化和医学诊断提供帮助。
本文将介绍人类基因组多样性研究的背景、研究方法与结果，以及其在医学和遗传学领域中的应用。
一、背景人类基因组中有许多不同的基因，这些基因在个人之间有很大的差异。
因此，研究人类基因组多样性可以帮助我们了解人类进化过程、个体间的遗传差异和分子人类学。
二、研究方法与结果目前人类基因组多样性研究主要采用测序技术，包括全基因组测序和外显子测序。
全基因组测序可以对整个基因组进行测序，从而获得更全面的遗传信息。
而外显子测序仅对编码蛋白质的外显子进行测序。
研究是通过遗传测序和人群遗传学统计方法来实现的。
这些研究可以将人类分为不同的族群和亚群，这将有助于我们了解我们自己的起源和遗传历史。
此外，这些基因组多样性数据可以用于疾病研究。
通过人类基因组多样性研究，人类基因组已被分为不同的亚群，如欧洲、亚洲和非洲亚群等。
他们之间的基因组差异如何识别不仅有助于理解人类的起源和演化过程，还可以对作者的地理、文化和遗传疾病的风险进行个体化诊断和治疗。
三、医学和遗传学应用了解人类基因组多样性可以对医学和生物科学研究产生积极影响。
例如，在识别一些常染色体失调疾病、染色体缺陷和某些复杂疾病的病因方面，遗传变异和结构变异的检测十分重要。
此外，通过人类基因组多样性研究，自然人基因组的全衣索取已经被破解，这可以为人类的研究提供详细的遗传信息，从而为医疗和生物研究提供新的方向和可能性。
无论是将药物治疗个性化，还是识别遗传病风险，人类基因组多样性研究的应用前景都非常广泛。
四、总结人类基因组多样性研究是一个非常重要的领域，可以对我们了解人类进化史、个体间的遗传变异和分子人类学等方面提供帮助。
此外，随着人类基因组多样性数据不断积累和技术的不断发展，我们可以期望更多新的应用将不断涌现。
变异率评估
变异率评估
变异率评估是指评估某个系统、群体或者个体在一定时间内的
变异程度。变异率评估通常用于评估物种的适应性、环境的稳
定性以及个体的遗传多样性等方面。下面将从理论和实践两个
方面阐述变异率评估的重要性和方法。
从理论上看，变异率评估是进化生物学的基本概念之一。遗传
变异在进化过程中起着重要作用，它使得物种能够适应环境的
变化。变异率评估可以帮助我们了解变异的程度和类型，从而
更好地理解个体之间的差异以及物种的适应性。此外，变异率
评估也可以为疾病的研究提供重要的依据，因为某些疾病的发
生往往与个体的遗传变异有关。
实践上，变异率评估涉及到数据收集、分析和解释的过程。首
先，我们需要收集足够的样本数据，包括个体的遗传信息、表
型特征等。然后，通过统计学方法对数据进行分析，例如计算
变异系数、方差等指标来衡量变异程度。最后，我们还可以通
过比较不同群体或者个体之间的变异率来评估它们的遗传多样
性和适应能力。
除了传统的统计学方法，现代生物技术也为变异率评估提供了
新的手段。例如，通过DNA测序技术可以直接获取个体的遗
传信息，从而更准确地评估变异率。此外，分子标记技术也可
以帮助我们检测个体之间微小的遗传差异，这对于评估物种的
适应性和遗传多样性具有重要意义。
总之，变异率评估是生物学研究中一个重要的方向。它不仅可
以帮助我们更好地了解物种的适应性和遗传多样性，还可以为
疾病的研究提供重要的依据。通过合理的数据收集和分析方法，
我们可以更准确地评估变异率，并为生物学研究和实践提供有
益的指导。
生物群落多样性的测度方法多样性的测度方法
生物群落多样性的测度方法多样性的测度方法一、本文概述本文旨在探讨生物群落多样性的测度方法。
生物群落多样性作为生物学研究的核心领域之一，对于理解生态系统的稳定性、物种间的相互作用以及生物多样性的保护具有重要意义。
本文首先将对生物群落多样性的基本概念进行界定，并阐述其研究的重要性和价值。
随后，本文将详细介绍几种常用的生物群落多样性测度方法，包括物种丰富度指数、物种均匀度指数和物种多样性指数等。
这些方法在生态学研究中被广泛应用，可以帮助我们量化描述生物群落的组成和结构。
在介绍完测度方法后，本文将对这些方法的优缺点进行分析，并讨论其在实际应用中的限制和适用范围。
本文还将探讨生物群落多样性测度方法在不同生态系统中的应用，以及它们在生物多样性保护、生态恢复和环境监测等领域的潜在应用。
本文将对未来生物群落多样性测度方法的发展趋势进行展望，以期为生态学研究和生物多样性保护提供有益的参考和启示。
二、生物群落多样性的基本类型生物群落多样性可以从多个维度进行测度和理解，这些维度包括但不限于物种多样性、生态系统多样性和遗传多样性。
物种多样性：物种多样性是最直观也是最常见的生物群落多样性类型。
它主要关注群落中物种的种类和数量，以及物种间的相对丰度。
常见的物种多样性测度方法包括物种丰富度（群落中物种的总数）、物种均匀度（不同物种在群落中的分布均匀程度）和物种优势度（群落中优势物种的影响力）。
生态系统多样性：生态系统多样性关注的是群落内部不同生态系统或生境的类型和数量。
这包括森林、草原、湖泊、河流等不同类型的生态系统。
生态系统多样性的测度方法可能涉及生态系统的类型数量、空间分布、以及各生态系统间的相互作用和联系。
遗传多样性：遗传多样性是生物群落多样性的重要组成部分，它涉及到物种内部遗传变异的程度和分布。
遗传多样性对于物种的适应性和生存能力具有重要影响。
常见的遗传多样性测度方法包括基因多样性指数、遗传距离和种群结构分析等。
这些基本类型的生物群落多样性是相互关联、相互影响的。
(生物科技行业类)各种生物多样性指数计算
Shannon-wiener指数,Simpson指数计算公式生物多样性测定主要有三个空间尺度：α多样性，β多样性，γ多样性。
α多样性主要关注局域均匀生境下的物种数目，因此也被称为生境内的多样性（within-habitat diversity）。
β多样性指沿环境梯度不同生境群落之间物种组成的的相异性或物种沿环境梯度的更替速率也被称为生境间的多样性（between-habitat diversity），控制β多样性的主要生态因子有土壤、地貌及干扰等。
γ多样性描述区域或大陆尺度的多样性，是指区域或大陆尺度的物种数量，也被称为区域多样性（regional diversity）。
控制γ多样性的生态过程主要为水热动态，气候和物种形成及演化的历史。
α多样性a. Gleason（1922）指数D=S/lnA式中A为单位面积，S为群落中的物种数目。
b. Margalef（1951，1957，1958）指数D=（S-1）/lnN式中S为群落中的总数目，N为观察到的个体总数。
（2）Simpson指数D=1-ΣPi2式中Pi种的个体数占群落中总个体数的比例。
（3）种间相遇机率（PIE）指数请计算它的物种多样性指数。
Simpson指数：Dc=1-ΣPi2=1-Σ（Ni/N）2=1-[(99/100)2+(1/100)2]=0.0198 DB=1-[(50/100)2+(50/100)2]=0.5000Shannon-wiener指数：HC=-ΣNi/N ln Ni/N i=-（0.99×ln0.99+0.01×ln0.01）=0.056HB=-(0.50×ln0.50+0.50×ln0.50)=0.69Pielou均匀度指数：Hmax=lnS=ln2=0.69EA= H/Hmax=-[(1.0×ln1.0)+0]/0.69=0EB=-(0.50×ln0.50+0.50×ln0.50)/0.69=0.69/0.69=1EC=0.056/0.69=0.081从上面的计算可以看出,群落的物种多样性指数与以下两个因素有关:①种类数目,即丰富度；②种类中个体分配上的均匀性β多样性β多样性可以定义为沿着环境梯度的变化物种替代的程度。
不同居群北柴胡ISSR_遗传多样性分析
生物技术进展 2023 年 第 13 卷 第 6 期 919 ~ 924Current Biotechnology ISSN 2095‑2341研究论文Articles不同居群北柴胡ISSR 遗传多样性分析闫晓睿 ， 薛帼珍 ， 杨晓霞 ， 王宇 ， 杜晨晖 ， 张朔生 ， 刘计权 *山西中医药大学中药与食品工程学院，山西 晋中 030619摘要：利用简单重复间序列（inter -simple sequence repeat, ISSR)分子标记技术对10个不同居群的北柴胡样品进行遗传多样性分析，为进一步开展北柴胡优良种质的选育提供依据。
以不同居群的北柴胡新鲜叶片为材料，用植物组织DNA 提取试剂盒提取北柴胡样品DNA 。
利用单因素梯度实验研究最佳ISSR -PCR 反应体系，将不同居群的DNA 扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳，利用NTSYS -pc 软件分析不同居群北柴胡的遗传多样性。
结果发现，10个居群的北柴胡遗传相似系数介于0.142 8~1.000 0。
经聚类分析，10个不同居群的北柴胡分为3大类，第1类为甘肃北柴胡；第2类包括5个北柴胡样品，分别为陵川、河南、闻喜、平陆、襄汾北柴胡，均属于山西省晋南居群；第3类包括4个北柴胡样品，分别为内蒙古、临汾、浑源、广灵北柴胡，类属于山西省北部居群及内蒙古居群；10个居群的北柴胡存在比较丰富的遗传多样性，且与其地理环境有一定的关联性。
研究结果可为北柴胡种质资源保护及优良种质选育提供理论依据。
关键词：北柴胡；ISSR ；PCR 扩增；聚类分析；遗传多样性DOI ：10.19586/j.20952341.2023.0084 中图分类号：Q37，R932 文献标志码：AISSR Genetic Diversity Analysis of Bupleurum chinense from Different PopulationsYAN Xiaorui ， XUE Guozhen ， YANG Xiaoxia ， WANG Yu ， DU Chenhui ， ZHANG Shuosheng ，LIU Jiquan *College of Chinese Medicine and Food Engineering ， Shanxi University of Chinese Medicine ， Shanxi Jinzhong 030619， ChinaAbstract ：The genetic diversity of 10 different populations of Bupleurum chinense was studied by inter -simple sequence repeat （ISSR ） molecular marker technique ， in order to provide basis for further breeding of B. chinense . The DNA of Bupleurum chi⁃nense samples from fresh leaves of different populations was extracted by the plant tissue DNA extraction kit. The single factor gradient experiment was used to study the optimal ISSR -PCR reaction system. The DNA amplification products of different populations were subjected to agarose gel electrophoresis ， and the genetic diversity of different populations of B. chinense was analyzed byNTSYS -pc software. The results showed that the genetic similarity coefficient of 10 populations ranged from 0.142 8 to 1.000 0. 10 different populations were divided into three categories by cluster analysis ， with the first category being Gansu. The second category included five samples of B. chinense ， Lingchuan ， Henan ， Wenxi ， Pinglu ， and Xiangfen ， all belonging to the Jinnan population in Shanxi Province. The third category included four samples ， namely Inner Mongolia ， Linfen ， Hunyuan ， and Guangling ， belonging to the northern population of Shanxi Province and Inner Mongolia. The 10 populations of B. chinense have relatively abundant genetic diversity and are related to their geographical environment. The results could provide theoretical basis for germplasm resources protection and elite germplasm breeding of B. chinense.Key words ：Bupleurum chinense ； ISSR ； PCR amplification ； cluster analysis ； genetic diversity收稿日期：20230615； 接受日期：20231016基金项目：山西省自然基金面上项目（20210302123233；20230602324694）；山西道地药材品质形成机制创新团队项目（2022TD2009）；山西中医药大学中药资源学科建设项目（2023XKJS -24）；山西中药材产业技术体系项目（CZ2023018）； 山西中医药大学太行本草专项（2022PY -TH -30）。
各种生物多样性指数计算
Shannon-wiener指数,Simpson指数计算公式生物多样性测定主要有三个空间尺度：α多样性,β多样性,γ多样性;α多样性主要关注局域均匀生境下的物种数目,因此也被称为生境内的多样性within-habitat diversity;β多样性指沿环境梯度不同生境群落之间物种组成的的相异性或物种沿环境梯度的更替速率也被称为生境间的多样性between-habitat diversity,控制β多样性的主要生态因子有土壤、地貌及干扰等;γ多样性描述区域或大陆尺度的多样性,是指区域或大陆尺度的物种数量,也被称为区域多样性regional diversity;控制γ多样性的生态过程主要为水热动态,气候和物种形成及演化的历史;α多样性a. Gleason1922指数D=S/lnA式中A为单位面积,S为群落中的物种数目;b. Margalef1951,1957,1958指数D=S-1/lnN式中S为群落中的总数目,N为观察到的个体总数;2Simpson指数D=1-ΣPi2式中Pi种的个体数占群落中总个体数的比例;3种间相遇机率PIE指数请计算它的物种多样性指数;Simpson指数：Dc=1-ΣPi2=1-ΣNi/N2=1-99/1002+1/1002= DB=1-50/1002+50/1002=Shannon-wiener指数：HC=-ΣNi/N ln Ni/N i=-×+×=HB=-×+×=Pielou均匀度指数：Hmax=lnS=ln2=EA= H/Hmax=-×+0/=0EB=-×+×/==1EC==从上面的计算可以看出,群落的物种多样性指数与以下两个因素有关:①种类数目,即丰富度；②种类中个体分配上的均匀性β多样性β多样性可以定义为沿着环境梯度的变化物种替代的程度;不同群落或某环境梯度上不同点之间的共有种越少,β多样性越大;精确地测定β多样性具有重要的意义;这是因为：①它可以指示生境被物种隔离的程度；②β多样性的测定值可以用来比较不同地段的生境多样性；③β多样性与α多样性一起构成了总体多样性或一定地段的生物异质性;1Whittaker指数βwβw=S/mα-1式中：S为所研究系统中记录的物种总数；mα为各样方或样本的平均物种数; 2Cody指数βcβc=gH+lH/2式中：gH是沿生境梯度H增加的物种数目；lH是沿生境梯度H失去的物种数目,即在上一个梯度中存在而在下一个梯度中没有的物种数目;3Wilson Shmida指数βTβT=gH+lH/2α该式是将Cody指数与Whittaker指数结合形成的;式中变量含义与上述两式相同;γ多样性主要指标为物种数Sγ多样性测定沿海拔梯度具有两种分布格局：偏锋分布和显著的负相关格局;动物多样性及动物多样性的保护动物是生物界的一个重要组成部分;在各国科学家关心全球的生物多样性问题时,我国的动物学家对本国动物多样性受到的破坏和威胁同样深为关切;许多有识之士已认识到：现生生物的多样性及其分布格局是亿万年生物进化历史形成的;众多的现生动物不依赖于人类已生存了数千万或数亿年,而人类若一旦失去这些动物却难以生存;因而,保护动物的多样性是为人类自身的生存的一项刻不容缓的工作;生态系统是特定生态空间中所有生物及其生活环境间在物质循环和能量流动过程中所形成的统一整体;我国地域辽阔,地处寒温带、温带、暖温带、亚热带和热带;从东南沿海到西北内陆,又有湿润、半湿润、半干旱和干旱不同的地区;在动物地理学上跨越古北界和东洋界两大界;第四纪以来,由于北半球冰期的发生和青藏高原的隆起,使我国的自然分带有所增加;更因地形复杂而增加了我国生态系统的复杂性;据初步统计,我国的森林生态系统就有16个大类,约185类生态系统,还有4大类草原、7大类荒漠,以及高山植被等约460类生态系统;这样规模的生态系统的多样性是其他国家难以比拟的,是我国的一项宝贵财富;可惜由于人口增长的巨大压力,经济发展造成环境的改变和污染,以及主观认识的不足,各类生态系统遭到严重的破坏;不但造成气候恶化、土壤侵蚀、江河泛滥等恶果,而首当其冲的是其中许多动物物种遭到灭绝或濒临灭绝的厄运;如云南石屏县境内的异龙湖原先草茂鱼肥,历史上盛产鲤鱼和白鱼,还有一特有种为异龙中鲤;但50年代以来,先后在该湖挖河发电、放水造田,以及后来的全湖持续干涸等,异龙中鲤从此再未发现过;又如生存在云南洱海的20余种鱼类中有7个名贵特有种和3个云南特有鲤鱼的亚种;近30年来,由于水位下降、产卵场破坏、过度捕捞和不合理放养等原因,这10个种或亚种均处于濒危状态;洱海作为一个特殊的淡水湖泊生态系统也将消失;物种是生命存在的基本形式,也是生态系统中生物群落组成的基本单元,因此群落的物种多样性是生态系统结构和功能的决定因素;可是目前世界上究竟有多少物种众说不一;不同的研究者估计数差距甚大,在180万到3000万种之间,已描述的种统计在140～170万种之间,其中动物的种类约占90％以上;笔者比较保守的估计,我国动物的种类可能为昆虫15万种,其他无脊椎动物万种,脊椎动物已知的5139种兽类499种,鸟类1186种,爬行类380种,两栖类270种,鱼类2804种;在第四纪冰川期,东亚冰川活动较弱,而且生物可随着冰川的前进而向南退却,与欧洲、北美洲的生物无路可退的情况截然不同;因而东亚不但物种丰富,而且保存了许多古老的种类;在脊椎动物中如大家熟悉的大熊猫、扭角羚和扬子鳄;无脊椎动物中,如蛛形纲蜘蛛目中的节板蛛科,是现生105科蜘蛛中最原始的一科,已知仅2属约40种,仅分布于东亚;这类蜘蛛在土中打洞穴居,洞口有活盖,夜间把洞盖打开一条缝,发现有昆虫路过,跃出捕回洞中享用;这类蜘蛛腹部背面尚保留分节的背板,纺器位于腹部的中部;从形态到行为可以说与3亿年前的蜘蛛祖先相同,是很有学术价值的类别;此外,我国有一些地区如西南的横断山区,是现代许多生物的分化与分布中心;由上述可见,我国的动物多样性不仅在于总体上我国动物种类数约占全世界动物种类的十分之一左右,还在于有许多特有种,而且有的类群种类远远大于这一比例;如昆虫中最原始的原尾目全球已知400多种,我国则有120种,占全世界的近1/3;名贵蝴蝶绢蝶科世界记载53种,我国34种,占61％；其中绢蝶属全球记载37种,我国27种,占73％;所以世界昆虫学家称中国为绢蝶王国;我国现生800余种淡水鱼类中,约有90％为我国或东亚所特有;但除脊椎动物外,目前对我国动物的家底尚不清楚;以昆虫而论,迄今记述不到4万种,仅占估计数15万种的约1/4;无脊椎动物包括昆虫中有许多类群尚无人进行研究;1988年世界自然和自然资源保护联盟红皮名录的1006种受威胁昆虫中,美国有493种,而中国大陆仅有10种;我国国家重点保护野生动物名录中,脊椎动物列出232个分类阶元大部分为种,少数列出目、科或属的所有种,而无脊椎动物仅列出1个属所有种及24个种的保护名单;为保护物种多样性,许多科学家再度提出在某些生物灭绝前应摸清种类;尤其对尚未研究的类群或某些被忽视的栖息地,如土壤、珊瑚礁、红树林和森林林冠等的动物种类应调查清楚;对于已知的濒危种,则要进一步研究其分布、种群数量、栖息地、生物学及威胁存活的主要因素,提出有关的保护措施;栖息地保护无疑是保护物种的根本手段;应该指出的是,对于某些小型无脊椎动物来说,即使一个小范围的生态系统如一个池塘或一小片树林的保护有时也有重要的意义;随着对有科学价值的种类认识的加深,及全民保护动物意识的加强,这一问题今后必将越来越引起公众的注意;除了从保护生态系统的角度做好物种的保护工作以外,禁止滥捕和非法出口始终是保护物种中首要解决的问题;多年来,不加控制地猎杀黄羊、狍、麂、岩羊等有蹄类动物,使原来的常见种沦为稀有种;某些公司要求出口数以万计的蟒蛇皮及大批眼镜蛇和眼镜王蛇;有的要求出口成吨的珊瑚,而珊瑚礁的破坏使大批海洋生物的生存受到威胁;而某些海洋生物可能为解救人类心脏病或癌症的关键药物;每一物种都是一个独特的基因库;可以说,物种多样性中包括遗传多样性;但遗传多样性又远远超过物种多样性的范围;每一物种均由许多个体组成,除了孤雌生殖和一卵双生子以外,没有两个个体的基因组是完全相同的;种下可能有亚种的分化,或由许多地理或生态种群所组成,家养动物包含有众多的品种和类型;因此,许多物种实际上包含成百、甚至上千个不同的遗传类型;例如,花鳅的同一亚种中存在2n=50,75,86,94等4种染色体数目;昆明动物所发现云南文山、昭觉、瑞丽和迪庆四个地区牛的血红蛋白有6种基因型,运铁蛋白共有9种不同的基因型,显示了丰富的遗传多样性;分子水平上的遗传多样性引人注目,如在珠星雅罗鱼的三个地方种群中存在着12种不同型的线粒体DNA结构;遗传多样性是生命进化和适应的基础,种内遗传多样性愈丰富,物种对环境变化的适应能力愈大;遗传的均一性威胁种群或物种的生存已是明显的事实;分布于非洲几个狭谷地带的猎豹的种群在遗传上是高度一致的;这导致猎豹在适应、繁殖和对疾病抵抗力的低下,濒临灭绝的危险;遗传多样性的保存除了包含在生态系统和物种多样性的保存中以外,更注意采用一系列新方法和新技术,诸如精子或配子和胚胎的冻存,人工授精和胚胎移植等;中国科学院上海细胞生物所和昆明动物所均建有颇具规模的细胞库;昆明动物所利用西南地区动物种类繁多和资源丰富的特点,侧重从动物遗传种质资源的保存和利用角度建立的野生动物细胞库,迄今已保存170余种,其中不少是我国特有的珍稀或濒危动物,如滇金丝猴等;随着细胞生物学和发育生物学的发展,有朝一日我们将最终揭示细胞分化和个体发育的奥秘,通过细胞培养或核移植一类技术,我们的后代可以从细胞库中再建当时地球已灭绝的动物;现代细胞库也就是一个密集的基因库;不仅冻存的细胞可以“苏醒”,细胞或冻存组织中的DNA即冻存的基因也同样有可能“苏醒”;所以,有人形象地比喻细胞库是保存动物遗传多样性的“诺亚方舟”;地球是人类和其他生物共同的地球;众多的生物协同进化,才有了人类自身的发展;人类和其他动物有著共同的未来、共同的命运;动物也像人类一样,有自己的智慧、情感和痛苦,也会感到恐惧和害怕死亡;只是它们无法用人类的语言表达意见;造物主既然创造了各种不同的生命,就必然同时赋予它们在这个星球上生活的权利;我们必须明白,就像我们不能剥夺他人的生命一样,我们也不能随意作践动物,这是人类良知所要求具备的素质,也是必须履行的义务;如果不知道如何爱动物,那麼请远离它们,让它们自由地、快乐地生存;。
实验五人类遗传性状的调查与分析
06 参考文献
参考文献
参考文献
• - 实验方法 • 实验方法：采用问卷调查和血液检测相结合的方法，收集
受试者的基本信息和遗传性状数据，并进行统计分析。
参考文献
• - 实验结果 • 实验结果：通过对遗传性状的调查和分析，
发现人类遗传多样性丰富，不同人群之间 存在显著的遗传差异。同时，某些遗传性 状与特定疾病的发生风险存在关联。 • - 实验结论
传性状。
选择调查对象
根据调查目的，选择合适的调查 对象，可以是某个家族、某个地 区的人群或全球范围的人群。
设计调查表
根据调查目的和对象，设计包含所 需信息的调查表，包括被调查者的 基本信息、家族遗传病史等。
确定抽样方法
根据实际情况，选择合适的抽 样方法，如随机抽样、分层抽
样等。
数据收集
培训调查员
对调查员进行培训，确保他们了解调查目的、掌握调查技巧和注 意事项。
实施调查
按照调查表的内容，逐一询问被调查者，并记录相关信息。
核对数据
在数据收集过程中，要随时核对数据，确保信息的准确性和完整性。
数据处理与分析
数据整理
对收集到的数据进行整理，包括数据清洗、分类、编码等。
统计分析
根据调查目的和数据特征，选择合适的统计分析方法，如描述性统 计、方差分析、回归分析等。
结果解释与报告撰写
总结词
结果解释与推论
总结词
结果可靠性评估
总结词
结果对实际应用的指导意义
05 结论与展望
结论总结
遗传性状调查结果
通过本次调查，我们发现人类遗传性状具有多样性，不同个体之间存在明显的差异。这些 差异主要表现在身体形态、肤色、眼睛颜色、发质等方面。此外，我们还发现遗传性状与 某些疾病的发生有一定的关联。
【高中生物】各种生物多样性指数计算
（生物科技行业）各种生物多样性指数计算Shannon-wiener指数,Simpson指数计算公式生物多样性测定主要有三个空间尺度：α多样性，β多样性，γ多样性。
α多样性主要关注局域均匀生境下的物种数目，因此也被称为生境内的多样性（within-habitatdiversity）。
β多样性指沿环境梯度不同生境群落之间物种组成的的相异性或物种沿环境梯度的更替速率也被称为生境间的多样性（between-habitatdiversity），控制β多样性的主要生态因子有土壤、地貌及干扰等。
γ多样性描述区域或大陆尺度的多样性，是指区域或大陆尺度的物种数量，也被称为区域多样性（regionaldiversity）。
控制γ多样性的生态过程主要为水热动态，气候和物种形成及演化的历史。
α多样性a.Gleason（1922）指数D=S/lnA式中A为单位面积，S为群落中的物种数目。
b.Margalef（1951，1957，1958）指数D=（S-1）/lnN式中S为群落中的总数目，N为观察到的个体总数。
（2）Simpson指数D=1-ΣPi2式中Pi种的个体数占群落中总个体数的比例。
（3）种间相遇机率（PIE）指数D=N（N-1）/ΣNi（Ni-1）式中Ni为种i的个体数，N为所在群落的所有物种的个体数之和。
请计算它的物种多样性指数。
Simpson指数：Dc=1-ΣPi2=1-Σ（Ni/N）2=1-[(99/100)2+(1/100)2]=0.0198 DB=1-[(50/100)2+(50/100)2]=0.5000Shannon-wiener指数：HC=-ΣNi/NlnNi/Ni=-（0.99×ln0.99+0.01×ln0.01）=0.056 HB=-(0.50×ln0.50+0.50×ln0.50)=0.69Pielou均匀度指数：Hmax=lnS=ln2=0.69EA=H/Hmax=-[(1.0×ln1.0)+0]/0.69=0EB=-(0.50×ln0.50+0.50×ln0.50)/0.69=0.69/0.69=1EC=0.056/0.69=0.081从上面的计算可以看出,群落的物种多样性指数与以下两个因素有关:①种类数目,即丰富度；②种类中个体分配上的均匀性β多样性β多样性可以定义为沿着环境梯度的变化物种替代的程度。
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特异性引物，进行典型的锚定PCR.
2、遗传多样性研究方法
（2）差异显示PCR
• 可以用来研究同一个体不同生长时段和不同组织
例：张细权等利用5 个座位微卫星和70 个10 碱基引物 得出的RAPD ，分析了惠阳胡须鸡、杏花鸡和清液麻鸡 3 个广东地方鸡种和培育品种粤黄鸡的群体遗传变异及 相互间的关系
1、群体内基因多样性
(3)多态信息含量(Polymorphism information content，PIC)
多态信息含量用于对标记基因多态性的估计，是表示DNA变异程度高 低的一个指标。PIC＞0.5为高度多态，0.25＜PIC＜0.5为中度多态， PIC＜0.25为低度多态。
Pi 为第i 个有效等位基因的频率
2、群体间基因多样性
对同工酶资料而言，群体间基因多样性通常采用基因
分化系数GST进行测度。 A、先计算所有群体内的基因一致性
S 是群体数
B、计算群体内平均基因多样性
2、群体间基因多样性
C、总群体的基因一致性为
Wk 是第K 个群体的比例权重
D、群体间基因多样性为
2、群体间基因多样性
FSR =
HR HR
HT HT
HS
在一个区域内亚群的基因分化系数
FST =
HR
总群体中不同区域间的基因分化系数
3、群体间遗传一致性
(1) Sneath 的遗传相似指数，其计算公式为:
Xij 和Yij 分别是群体X 和群体Y 中第i 个座位上第j 个等位基因的
频率; I是有关座位数;k是座位i 上的等位基因数。
一个标记在群体中的PIC值是根据其等位基因的频率来计算的：
其中，k为等位基因数目，Pi和Pj分别为第i和第j个等位基因在群体中的频率。
例如：吴伟、王栋等利用4 个微卫星标记IDVGA- l1 、 IDVGA-27 、IDVGA-44 、IDVGA-46 分析了5个品种、种
群的遗传结构，其多态信息含量:
有效等位基因数
2、群体间基因多样性
基因分化系数GST 基因流
3、群体间遗传一致性
遗传相似系数和遗传距离的另一种估算方法
1、群体内基因多样性
(1)等位基因频率和基因型频率的计算
基因型频率是指一个群体中某一性状的各种基因型之间的比率。
基因型频率=基因型个体数/测定群体总数 等位基因频率是指一个群体中某一基因对其等位基因的相对比率。它是 决定一个群体遗传组成的基本标志。
2、评价动物遗传多样性的必要性
联合国发表的若干动物建少情况
2、评价动物遗传多样性的必要性
动物遗传资源的危机
重要解决手段----开展动物品种 的保存和开发利用
评价遗传多样性
二、动物遗传多样性的研究方法
1、遗传多样性检测方法 本质：揭示遗传物质的变异 方法：从形态学水平、细胞学（染色体）水 平、生理生化水平、逐渐发展到分子水平。
例：沈见成等利用30 个微卫星DNA 标记对3 个江苏地方 鸡品种进行遗传多样性分析，结果3 个地方鸡品种的平均
杂合度为0.6507 ， 高于朱庆等利用10 个微卫星标记测得
的四川15 个地方乌骨鸡种的平均杂合度(0.6 140 )和王德 前等利用7 个微卫星标记测得的中国部分地方鸡种的平均 杂合度(0.5 124 ) ，说明了江苏的地方鸡种在总体水平上 的遗传变异程度要高一些，遗传多样性相对更丰富。
具体方法：传统的形态学、细胞学以及同工
酶和DNA 技术
2、遗传多样性研究方法
（1）PCR特异扩增ITS序列
• 目前鉴定物种和做分子分类研究的最主流的方法.
2、遗传多样性研究方法
• PCR特异扩增ITS序列的原理：
• ITS序列是中度重复序列，广泛分布于基因组并且是同
步进化的，而且不同物种间进化差异很大，它的碱基序列
1、群体内基因多样性
基因频率估计值的精确度
λ 为标准偏差; P 为实际基因频率; P^为P 的估计量;Vp 为基因频率估计误差。 通常可靠性要求按95.45%给定，即λ =2。
1、群体内基因多样性
基因频率估计值的可靠性β (相对偏差叫以0.5 为限)
1、群体内基因多样性
湖羊各座位基因频率值估计及其精确度和可靠性
世界上动物遗传资源保存存在着两种倾向： ⑴在多数发达国家里，随着畜牧生产体系的 集约化，大量饲养的只是少数经济价值高的 品种和杂交种，品种数目迅速减少；⑵在一 些发展中国家，虽然有较丰富的遗传资源， 但由于保种不当和盲目引进外来品种杂交， 使原有的地方品种数量大大减少，这两种倾 向都导致世界性的动物遗传资源危机。
2、遗传多样性研究方法
（3）RFLP（扩增片段长度多样性）
• 基于RFLP（限制性酶切片段多样性） 和PCR技
术发展起来的一种用来研究分类的技术.
2、遗传多样性研究方法
• RFLP原理
•
不同物种的DNA序列不同，那么用同种限制性内切酶
酶切会得到不同的片段，这些不同的片段中，有很多长度
也会有不同.通过同样两种限制性内切酶消化后，根据酶
Xi 和Yi 是X 群体和Y 群体第i 个等位基因的频率。
遗传距离D (Nei 将其称为标准遗传距离)是相似系数IN 的自 然对数
上述标准遗传距离当IN 接近0 时其度量值高到难以置信的程度
3、群体间遗传一致性
为校正这一缺陷， Nei 还提出了最大、 最小遗传距离的估算公式
Sneath 的相似指数和Nei 的相似系数及遗传距离仅适用于形态标记、 血型和蛋白质(酶)标记、DNA 标记中的RFLP 及微卫星标记等情况，对 于DNA 指纹图、RAPD 等标记来说，需要应用特别的方法。
切位点序列设计互补序列并额外添加一段特异性序列，用 T4连接酶补平，经过两次PCR扩增（预扩增和二次扩增 ），产物用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测，银染色后用专门的 分析软件分析，根据条带分布差异的程度来划分物种间的
亲缘关系.
三、评价遗传多样性的统计方法
1、群体内基因多样性
等位基因频率
群体杂合度 多态信息含量
基因分化系数GST
HT HT
HS
GST =
GST ——基因分化系数，度量的是群体间的基因多样性 HT ——群体间的基因多样性 HS ——群体内的基因多样性
Hs 是群体内期望杂合度的平均值
P为每个群体中第k个座位上的第i个等位基因的平均频率
2、群体间基因多样性
对RFLP 而言，群体间的基因多样性为
1、群体内基因多样性
在重复序列的DNA 变异如RAPD 、DNA 指纹图中，群
体内的基因多样性可通过以下步骤计算，并以MAPD 表示， MAPD 值是一个表明群体差别的值。
Nab 是某一单个引物两个个体之间不同图带数， Na 是个体a 的图带数，Nb是个体b 的图带数， C 是个体间配对比较数， R 是使用的随机引物数。
pi 2 ii ij1 ij2 ijn / 2 N
Pi：第i个等位基因的频率；i：纯合复等位基因；j1、j2……jn：与i
共显的第1到第n个等位基因。
1、群体内基因多样性
等位基因频率及其方差估计
Vp=P(1-P)/[2(n-1)] 注：P为基因频率，n为样本规模
南阳牛: 0.6569 ，延边牛: 0.5742 ，韩牛: 0.5317 ，西门 塔尔牛: 0.6491 ，杂种牛: 0.6869 。 杂种牛变异最大，韩牛变异最小，南阳牛变异较大。
1、群体内基因多样性
(4)有效等位基因数（Effective number of alleles, Ne）
有效等位基因数是反映群体遗传变异大小的一 个指标，其数值越接近 所检测到的等位基因的绝对数，表明等位基因在群体中分布越均匀。
的适应能力就越强
遗传变异的大小与其进化速率成正比 对遗传多样性的研究有助于探讨动物物种稀有或濒危 原因及过程
1、评价遗传多样性的意义
第二、遗传多样性是保护动物研究的核心之一
不了解种内遗传变异的大小、时空分布及其与环境条件 的关系，我们就无法采取科学有效的措施来保护人类赖 以生存的动物遗传资源基因，来挽救濒于绝灭的动物，
1、群体内基因多样性
(2)群体杂合度（Heterozygosity，He）
一个群体的基因变异，通常可以用多态位点比例和每个位点的 平均杂合度来度量。平均杂合度是衡量群体内遗传变异的有效指标 。平均杂合度越大，群体内遗传变异程度越大。
群体内某一位点的平均杂合度：
h 为各位点的杂合度; H 为各位点的平均杂合度; r 为位点数; Pi 为第K 个位点第I个等位基因的频率。 这公式不仅适用在RFLP 、微卫星等单座位的DNA 多态性分析，同时 还适用于血液蛋白质和同工酶多态性的研究。
保护受到威胁的动物。
1、评价遗传多样性的意义 第三、对遗传多样性的认识是动物各分支学科重 要的背景资料。
对遗传多样性的研究无疑有助于人们更清楚地认识动 物多样性的起源和进化，尤其能加深人们对微观进化
的认识，为动物的分类进化研究提供有益的资料，进
而为动物育种和遗传改良奠定基础。
2、评价动物遗传多样性的必要性
（或分化结构）或者不同个体之间基因表达差异.
2、遗传多样性研究方法
差异显示PCR原理是
根据中心法则，每一个阅读框要表达必须先转录成
mRNA.那么在不同细胞内只要存在基因差异表达现象，肯
定就会存在不同的mRNA.我们可以提取细胞的mRNA，然
后将其反转录为cDNA，并以此来作为PCR模板,通过PCR就 可以显示并放大出mRNA的差异，从而找到差异表达的基因 .