C02-2:群体平均与遗传效应

随机交配平衡群体的均值和遗传效应

群体平均

计算随机交配平衡群体均值的一般式为:
M=\sum_{i=1}^np_iG_i
M: 群体均值
p_i: 第 i 个基因的基因频率
G_i: 第 i 个基因的基因值
n:群体内基因型数

单位点的群体平均

设 A 位点的两个等位基因 A1 和 A2 的基因频率分别为 p 和 q。由下表可计算该位点的群体平均。

基因型 基因型频率(f) 基因型值(y)
A_1A_1 p^2 +a
A_1A_2 pq d
A_2A_2 q^2 -a

M=\sum{fy/\sum{f}}=p^2a + 2pqd - q^2a = a(p^2-q^2) + 2pqd = a(p-q) + 2pqd
(\sum{f} = 1)

对上式的理解如下:

  1. M既是群体平均的表现型值,也是群体平均的基因型值。
  2. 任一位点对群体的贡献可分为纯合子贡献(a(p-q))和杂合子贡献(2pqd)两部分。
  3. 基因型频率和显性程度的变化会影响群体平均
  4. 该群体均值是距两纯合子中值的离差,要加上中值才能回到原测量尺度。

例:
已知某作物粒重性状基因A1对A2为不完全显性。A1 对频率为 p=0.8,A2的 p = 0.2. A1A1,A1A2,A2A2三种基因型的均值分别为:40g,35g,20g。估算该位点的群体均值:

首先计算两纯合子中值:
m = (40 + 20)/2=30(g)
A_1A_1的基因型值:a=40-30=10(g)
A_1A_2的基因型值:d = 35 - 30 = 5(g)
A_2A_2 的基因型值:-a = -10
两纯合子中点为原点的群体均值为:
M = 10(0.8 - 0.2) + 2 \times 5 \times 0.8 \times 0.2 = 7.6 (g)
以0为原点的群体均值为:
M^{'}=7.6 + M = 7.6 + 30 = 37.6(g)

多位点无互作情况下的群体平均

这种情况下各位点彼此独立,以加性组合方式构成群体平均:
M = \sum_{I=1}^{n}{a_i(p_i-q_i) + 2\sum_{I=1}^{n}{d_ip_iq_i}}
n为基因型所含位点个数。
多位点情况下群体平均的原点是多位点总全距的中点,即所有位点纯合子的中值。

随机交配群体内包含近交时的群体平均

当随机交配群体内包含近交时,群体的遗传结构会因近交形成品系而发生变化
见下表

基因型 型值 基因型频率
A_1A_1 a \overline{p}^2 + \overline{p} \overline{q}F
A_1A_2 d 2\overline{p}\overline{q}+-2\overline{p} \overline{q}F
A_2A_2 -a \overline{q}^2 + \overline{p} \overline{q}F

F为群体近交系数;\overline{p}, \overline{q} 为群体内所有品系的平均基因频率
M_F = a(\overline{p}^2 + \overline{p}\overline{q}F + d(2\overline{p}\overline{q}+-2\overline{p} \overline{q}F))-a(\overline{q}^2 + \overline{p} \overline{q}F)

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