Di truyền quần thể biến động di truyền

Nội dung chínhĐịnh nghĩa, mô hình Wright– Fisher và các điều kiện Genetic drift Phân bố nhị thức và chuỗi Markov Models of Genetic drift Định nghĩa, các yếu tố ảnh hưởng đến kích thước q

Trang 2

Nội dung chính

Định nghĩa, mô hình Wright–

Fisher và các điều kiện

Genetic drift

Phân bố nhị thức và chuỗi Markov

Models of Genetic drift

Định nghĩa, các yếu tố ảnh hưởng đến kích thước quần thể

Effective population

size

Phương pháp tỉ lệ giới tính, phương pháp số lượng cá thể,…

Estimating effective population size

BIẾN ĐỘNG DI

TRUYỀN

MÔ HÌNH BIẾN ĐỘNG DI TRUYỀN

KÍCH THƯỚC HIỆU QUẢ CỦA QUẦN THỂ

ƯỚC TÍNH KÍCH THƯỚC HIỆU

QUẢ

Bộ môn Di truyền học

Trang 3

BIẾN ĐỘNG DI TRUYỀN

Trang 4

Hiện tượng tần số tương đối của các alen trong một quần thể bị thay đổi ngẫu nhiên do một nguyên nhân

nào đó được gọi là sự biến động di truyền.

…… thường xảy ra ở quần thể nhỏ

Trang 5

Tại sao “Biến động di truyền” phổ biến hơn ở quần thể nhỏ?

Khi mẫu càng nhỏ thì sự sai lệch ngẫu nhiên khỏi

một kết quả lý tưởng càng lớn

Sự sai lệch này gọi là sai số lấy

mẫu (sampling error)

Trang 9

Tất cả các tính toán này đều dựa trên mô hình

Trang 10

Tương tự Hardy-Weinberg,

mô hình Fisher-Wright cũng yêu cầu một số điều kiện

Quần thể lý tưởng

Trang 11

Điều kiện 1 Điều kiện 2 Điều kiện 3 Điều kiện 4

Không sinh sản cùng nhau, thế hệ sau lẫn với thế hệ

trước

Trang 12

=

Trang 13

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

Trang 14

Khả năng sinh sản như nhau

Không có cá thể vô sinh

Khả năng sinh sản như nhau

Số lượng sinh ổn định

Không chọn lọc tự nhiên

Không chọn lọc tự nhiên

Không có cá thể vô sinh

Khả năng tạo giao tử như nhau

Trang 15

Nguyên nhân dẫn dến sự biến động di truyền mạnh?

Trang 16

Hiệu ứng thắt cổ chai

Các thảm họa như động đất, bão lụt, hỏa hoạn có thể giết chết hàng loạt cá thể của quần thể một cách không chọn lọc

Trang 17

Sự kiện tạo hiệu ứng thắt nút cổ chai =

Con người săn bắt quá mức (1980s)

Song độ đa dạng bị giảm mạnh

Trang 18

Biến đổi di truyền

nhỏ hơn 1%

Trang 19

Hiệu ứng kẻ sáng lập

Trang 21

MÔ HÌNH

Trang 22

Phân bố nhị thức

Khả năng có được i alen A trong quần thể có kích thước 2N

Với p là tần số alen A và q là tần số alen a

Câu hỏi nhỏ:

Quần thể có kích thước 2N = 20, p = q = 0,5 Tính khả năng xảy tra trường hợp có 12 cá thể mang kiểu gen aa trong quần thể?

Trang 25

KÍCH THƯỚC HIỆU QUẢ

CỦA QUẦN THỂ

3

Trang 26

Định nghĩa

quân thê đang quan sat thấy.

Ký hiệu là Ne ; thường nhỏ hơn kích thước thật N

Trang 27

Quần thể lý tưởng Quần thể giao phối ngẫu nhiên

Tỉ lệ giới tính 1:1

Các cá thể ngang bằng về khả năng sinh sản, số lượng con cháu sinh ra ổn định

Số lượng cá thể sinh sản không thay đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác

Quần thể giao phối ngẫu nhiên

Tỉ lệ giới tính 1:1

Các cá thể ngang bằng về khả năng sinh sản, số lượng con cháu sinh ra ổn định

Số lượng cá thể sinh sản không thay đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác

Trang 29

Mức độ sinh sản của quần thể sinh vật

Là số lượng cá thể của quần thể được sinh ra trong 1 đơn vị thời gian, phụ thuộc vào:

+ sô lượng trứng (hay con non)/lứa đẻ; số lứa đẻ của một cá thể trong đời.

+ tuổi trưởng thành sinh dực của cá thể, …

+ tỉ lệ đực/cái của quần thể

Thường bị giảm sút khi thiếu thức ăn, nơi ở hoặc điều kiện khí hậu không thuận lợi

Mức độ tử vong của quần thể sinh vật

Phát tán cá thể của quần thể sinh vật

Trang 30

Là số lượng cá thể của 1 quần thể bị chết trong 1 đơn vị thời gian Phụ thuộc vào:

Trang 31

Mức độ sinh sản của quần thể sinh vật

1

Phát tán là sự xuất cư và nhập cư của các cá thể:

_ Nhập cư là hiện tượng 1 số cá thể nằm ngoài quần thể chuyển tới sống trong quần thể

_ Xuất cư là hiện tượng 1 số cá thể rời bỏ quần thể mình sang nơi sống mới

Mức độ xuất cư tăng cao khi cạn kiệt nguồn sống, cạnh tranh gay gắt trong quần thể.

Mức độ tử vong của quần thể sinh vật

2

Phát tán cá thể của quần thể sinh vật

3

Tỉ l giới tính ê4

Sự chênh l ch về khả năng đóng góp giao tử (v t chất di truyền) ê â

của các cá thể5

–

Yếu tố ảnh hưởng

Trang 32

Sự thay đổi kích thước quần thể theo thời gian

Trang 33

M t vài cá thể có khả năng giao phối và sinh sản vượt tr i hơn hăn các cá thể con lại ô ô

 Đóng góp lượng v t chất di truyền lớn hơn â

1

2

3

Trang 34

2

3

Trang 35

CÁC PHƯƠNG PHÁP ƯỚC LƯỢNG KÍCH THƯỚC HIỆU QUẢ CỦA QUẦN THỂ

Trang 37

Phương pháp

sử dụng số cá thể từng thế hê

Ví dụ minh họa:

M t quần thể có số lượng cá thể qua 5 thế h tương ứng là : ô ệ N = 10, 100, 200, 20, 500 Khi đó kích thước hi u quả ê của quần thể đó được ước lượng tính toán bằng công thức:

Trang 38

Phương pháp

sử dụng số cá thể từng thế hê

Ưu điểm

1. Tính toán đơn giản

2. Thể hi n được mối liên h giưa Ne và biến đ ng số lượng cá thể trong quần thểệ ệ ô

Trang 40

Phương pháp

sử dụng tỉ l giới tính ê

Ta có quần thể Hải cẩu voi với 550 con cái và 75 con

đực, kích thước hi u quả của quần thể tương ứng ê

Trang 42

Phương pháp

Dựa vào lượng giao tử đóng góp cho thế h con cháu ê

 = kích thước quần thể bố me

 K giá trị trung bình số giao tử mà m t c p bố me đóng góp tạo nên thế h con cháu ộ ă ê

 Var (k): phương sai của K

Trang 43

Phương pháp

Dựa vào lượng giao tử đóng góp cho thế h con cháu ê

 Ở mô hình quần thể lý tưởng: =

Trang 45

Y nghĩa của vi c ước lượng ê kích thước hi u quả của quần thể ê

Đánh giá mức đ đa dạng di truyền ộ của quần thể  hỗ trợ đưa ra các dự đoán khác liên quan về quần thể đó

Đánh giá đung đắn kích thước quần thể dưới góc đ di truyền ô  để có bi n pháp bảo tồn, can thi p kịp thời.ệ ệ

Kích thước/quy mô hi u quả của quần thể là m t ệ ô thông s quan trọng ốố trong h sinh thái cung như linh vực sinh học tến ệhóa và bảo tồn

Sự chênh l ch ê giưa giá trị ước lượng kích thước hi u quả của quần thể so ệ với kích thước thực tế sẽ biểu thị mức đ chịu ộ ảnh hưởng của quần thể với các yếu tố gây mất mát v t li u di truyền như: trôi dạt di truyền, giao phối c n huyết…â ệ â

Sự chênh l ch ê giưa giá trị ước lượng kích thước hi u quả của quần thể so ệ với kích thước thực tế se biểu thị mức đ chịu ộ ảnh hưởng của quần thể với các yếu tố gây mất mát đa dạng di truyền như: trôi dạt di truyền, giao phối c n huyết…â

Trang 46

TAI LI U THAM KHẢO: Ệ

1 Population Genetics_Matthew B Hamilton 2009

2 Jinliang Wang Estimation of effective population sizes from data on genetic markers Biol 2005

3 https://vimeo.com/search/page:1/sort:relevance?q=Jed+Murdoch

4 https://en.wikipedia.org

Trang 47

thầy cùng các bạn đã lắng nghe

Định dạng
Số trang	47
Dung lượng	6,03 MB