6. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИИ

6.2. Анализ генетической структуры природных и искусственных популяций

Изучение генетической структуры популяции является необходимой предпосылкой для селекционно- генетической работы и разведения сельскохозяйственных и промысловых животных, а также в области селекции растений.

Для анализа состояния генетической структуры и динамики генофонда популяции необходимо определить частоту генотипов, или число гомозиготных доминантных, гомозиготных рецессивных и гетерозиготных особей, и частоту (концентрацию) доминантного и рецессивного генов, определяющих тот или иной признак организмов.

1. Частоту доминантного гомозиготного генотипа определяем как квадрат частоты доминантного гена А, то есть Раа = (р_А)².

Частота рецессивного гомозиготного генотипа равна квадрату частоты рецессивного гена а, то есть Р_аа = (q_a)².

Частоту гетерозиготных генотипов в популяции определяют как удвоенное произведение частот генов А и а, то есть Р_Аа = 2p_Аq_a.

2. Частоту генов определяют:

- в случае, когда известны частоты гомозиготных и доминантных генотипов, - как корень квадратный, добытый из числа, что соответствует их частоте:

- при условии, если частота одного из генов известна, частоту второго гена определяют как разницу между единицей и частотой одного из генов. Поскольку, согласно закону Харди-Вайнберга, сумма частот обоих генов составляет 1 (г_А + q_a = 1), то

        Г_А = 1 - q_a ; q_a =1- P_А. (6.4)

3. Число особей генотипов, зная общее количество особей популяции (голов стада), можно определить по частотой генотипов в процентах, приняв все особи за 100%.

4. Зная число генотипов, т.е. число особей с определенным генотипом в популяции (группе), частоты генов А и а определяют по формулам, соответственно:

Частоту генотипов соответственно за формулам:

где N - общее число особей, т.е. число генотипов,

 n₁ - число гомозиготных доминантных генотипов,

 n₂ - число гомозиготных рецессивных генотипов,

 n₃ - число гетерозиготных генотипов.

Для примера возьмем группу лошадей чистокровной верховой породы численностью 185 голов. Среди них было 17 лошадей, которым свойственна носовое кровотечение, обусловлена рецессивным геном f. Таких лошадей изымали из группы и не допускали к ипподромных скачек.

Какой была и как изменилась от этого генетическая структура группы?

Следовательно, в структуре этой группы сначала были особи гомозиготные доминантные FF, рецессивные гомозиготные ff и гетерозиготные Ff. Лошади с генотипом FF - здоровые, с генотипом Ff - носители гена носового кровотечения, а с генотипом ff - больные на носовое кровотечение.

Она определяет частоту больных животных;

- частоту гена F y этой группе:

если р + q = 1, то есть .Г_F + P_f = 1,

отсюда P_F = 1 - P_f = 1 - 0,301 = 0,699;

- частоту генотипа Ff :

Г_Ff = 2_pq = 2 0,699 0,301 = 0,421, или 42,1%.

Численное соотношение особей с различными генотипами будет (вся группа составляет 1 или 100%):

P_FF = 0,488 185 = 90 голов,

PF_f = 0,421 185 = 78 голов,

P_ff = 17 голов.

Следовательно, соотношение лошадей этой группы по генотипу:

90_ff : 78_Ff: 17ff.

2) В связи с тем, что 17 голов больных животных изъятые из группы, ее структура изменилась:

N = 185 - 17 = 168 голов.

В ней стало: 90_FF: 78_Ff.

При свободном спаривании при такой частоте генов F и f возможна такая комбинация гамет:

Итак, теперь структура по соотношению генотипов станет такой:

P_FF = 0,593, или 59,3%,

P_Ff = 0,177 + 0,177 = 0,354 или 35,4%,

P_ff = 0,053, или 5,3%.

Изъятие больных животных уменьшило количество рецессивного гена f и снизило вероятность появления новых больных носовое кровотечение почти в два раза (с 9,1% до 5,3%).

Согласно законам наследования, появление больных носовое кровотечение лошадей возможна лишь при условии, что оба родителя будут гетерозиготными. Генетический анализ структуры популяции дает возможность оздоровить ее и предупредить распространение наследственных заболеваний.

Примечание: благодаря достижениям зарубежной ветеринарной медицины носовое кровотечение не является препятствием для участия чистокровных лошадей в скачках и, тем более, не является смертельной, разве что в отдельных сложных случаях. Так, в США с целью предупреждения носовых кровотечений во время скачек лошадям дают специальный медицинский препарат LASIX. Таких лошадей даже используют для разведения.