第10章 保护遗传学

第10章保护遗传学李永峰教授刘瑞娜研究生目录保护生物学中的分子遗传学1遗传多样性保护2遗传多样性的检测方法3遗传多样性的估算4遗传多样性保护的意义和价值6生物多样性的研究及可持续利用7中国动物、植物的遗传多样性8遗传多样性的保护5一丶分子遗传学简介分子遗传学是在分子水平上研究生物遗传和变异机制的遗传学的分支学科。主要研究基因的本质、基因的功能以及基因的变化等一些问题。主要内容：用遗传学的方法可以得到一系列使某一种生命活动不能完成的突变型，还可以用来研究蛋白质的结构和功能二丶遗传多样性遗传多样性是指种内不同群体之间或同一群体内不同个体之间遗传变异的总和。一群个体可被分成局域种群、集合种群、小种种群和物种种群遗传多样性的产生突变染色体畸变：染色体的数目和结构的改变基因突变：基因位点内部核苷酸的改变根本来源重组有性生殖过程中基因型不相同的亲本基因组之间所进行的新组合染色体数目的改变倍数性改变即染色体数目的变化是以染色体组为单位而增减非整倍数性的改变为细胞核内染色体数目不是染色体组的完整倍数，而是在二倍体染色体数目的基础上增减个别几条染色体，包括单体、缺体或三体等不同的情况染色体结构的变化染色体结构的改变，往往起因于染色体或染色单体的断裂。其中包括重复倒位易位缺失缺失：染色体丢失了一个片段，使位于该片段上的基因也随之丢失重复：一个染色体上的某一片段出现两个或两个以上出现拷贝的现象倒位：同一染色体上的某一片段作180°的颠倒，造成染色体上基因序列的重新排列易位：一个染色体臂的一段转接到另一个非同源染色体的臂上的现象基因突变的产生基因突变诱导突变自发突变有机体暴露在诱变剂中而引起的遗传物质的改变DNA复制错误产生基因突变自发损伤三、遗传多样性的检测方法内容表型分析遗传多样性的测度分子水平的检测分子水平的检测RFLP同工酶或等位酶分析RAPDALFPSSCPVNTR方法原理同工酶或等位酶分析可以比较客观地度量生物遗传变异的大小，可以间接揭示生物种群遗传的结构，检测种群的遗传多样性RFLP将核(n)DNA、叶绿体(cp)DNA、线粒体(mt)DNA或者总DNA提取出来，用已知的限制性内切酶消化，电泳印迹再用DNA探针杂交，并放射自显影，从而得到与探针同源的DNA序列酶切后在长度上的差异RAPDRAPD是以10bp左右的随机寡核苦酸单引物，对DNA进行了扩增，扩增产物通过电泳分离后检测扩增产物的多态性ALFP扩增片段长度多态性是一种基于PCR和RFLP基础上发明的DNA指纹技术SSCP依据单链DNA在某一种非变性环境中具有其特定的第二构象VNTRVNTR是在基因组中大量存在的基因外的重复序列，由十几到几十个碱基组成的串联重复序列DGGEandTGGE根据DNA的解链特性而设计DNA序列分析示意图DNA序列测定序列同源性分析序列结构分析BlastnNr数据库检索BlastnEST数据库减速染色体定位索同源核酸序列外显子分析转录因子结合区序列重复序列启动子序列遗传多样性的测度ijijnHin21iihxx杂合度基因多样度遗传距离ijijnHin21iihxxlnDI遗传多样性的测度200.5/XEEitis1=1-1-FFFst200.5/XEE基因频率X1=(2N11+N12)/(2N)=X11+X12/2X2=(2N22+N12)/(2N)=X22+X12/2哈迪-温格尔定律固定系数itis1=1-1-FFFst200.5/XEE四丶遗传多样性的估算观测杂合度共显性标记期望杂合度多态位点的百分率方法：两个标P99和P95每个位点的等位基因平均数方法：电脑程序FSTAT中等位基因多样性无偏离估算法21iDx/cpn五丶遗传多样性的保护植物遗传多样性及保护，动物遗传多样性及保护，微生物多样性及保护遗传多样性是生物多样性的重要组成部分。生物的遗传信息储存在DNA分子中，DNA序列的变化导致生物发生形态、细胞、生理、生物、化学各方面的变异，也决定生物的形态和生态的特征。遗传多样性的关系动物多样性遗传保护微生物多样性遗传保护植物多样性遗传保护植物多样性保护植物多样性保护地衣和苔藓植物多样性及保护裸子和被子植物多样性及保护动物多样性保护无脊椎动物多样性及其保护脊椎动物多样性及其保护昆虫多样性及其保护微生物的多样性及保护微生物作为生态系统的积极参与者，对于维持生态系统的平衡起着不可替代的重要作用自然界的微生物究竟有多少种?如何让保护微生物资源遗传多样性？生态系统多样性的概念：生态系统多样性主要是指生物圈内生境、生物群落和生态过程中的多样化，以及生态系统内生境、生物群落和生态过程变化的惊人的多样性遗传多样性的生态系统作用遗传多样性的生态系统作用生态系统的变化生态系统的功能生态系统多样性研究的重要性①物理环境的长期变化②自然选择引起的有机体遗传结构的变化③生物类型和数量变化以及物理小环境的变化水分的流动和贮存生物的生产力、生物地球化学循环和贮存、分解生物多样性的维持生态系统多样性是生物多样性研究的重点六丶遗传多样性保护的意义和价值（1）追溯生物进化的历史，探究生物进化的潜能（2）评估生物的生存状况，预期未来发展趋势（3）遗传多样性的保护策略和措施（4）遗传多样性是人类生存和社会发展的基础七丶生物多样性的研究和可持续利用在濒危动植物保护中的应用物种的遗传多样性和种群生存能力的分析在植物种群生活史研究中的应用遗传多样性的应用遗传多样性的变化，是生物微观进化的核心过程，与物种的进化潜能、适应性有直接的关系，对经济和环境的可持续发展有着重要的作用八丶中国动植物遗传多样性中国遗传多样性的研究、保护和利用的水平比较低通过研究生物遗传多样性的生化机理，保护生物的基因多样性，合理利用，保持生态多样性，促进可持续发展野生动物家养动物祖型或其野生近缘种家养动物栽培植物及其野生型物种多样性分布特征种类染色体数目（2n）资料来源赤鹿（M.munijak）黑鹿（M.crinfrons）贡山鹿（M.gongshanensis）毛冠鹿（Elaphoduscephalophus）东北梅花鹿（Cervusnippon）6♀,7♂8♀,9♂8♀,9♂46,47,4867,68中国科学院昆明动物研究院物种染色体多态性种类染色体数目（2n）资料来源中华地鳖成都群体昆明群体斑羚穿山甲23,24,2533,34,3544,45,466,38,40中国科学院昆明动物研究院