四、遺傳漂移

1. 遺傳漂移的成因

產(chǎn)生遺傳漂移的實(shí)質(zhì)是有限群體遺傳信息在世代間傳遞過程中遺傳抽樣(genetic sample造成的)?,F(xiàn)實(shí)植物群體可看成是來自某個理想群體的一個隨機(jī)樣本。如果不考慮選擇、遷移和突變等進(jìn)化因子影響,群體中等位基因從一個世代傳遞到下一個世代,類似于從親本群體形成的潛在無限大配子庫中隨機(jī)抽樣,這個過程稱為遺傳抽樣。

現(xiàn)實(shí)自然界中,植物分布區(qū)內(nèi)全被個體構(gòu)成一個繁育群體的情況幾乎本存在,因?yàn)橹参锓植紖^(qū)內(nèi)可能有很多局部地區(qū)生態(tài)條件差異,而且植物是不能移動的,其花粉、種子傳播范圍有限,因此,自然植物群體一般都會分化為植物區(qū)系(floristic region),或稱為地方群體。



假定初始理想植物群體劃分成若干個大小均為N的地方群體,這些地方群體除大小有限外,均具備理想群體條件,群體中等位基因是中性的。由于組成第1代地方群體的2N個配子隨機(jī)來自于初始理想群體,必然存在著取樣誤差,因此,各地方群體中等位基因頻率可能與初始理想群體中等位基因頻率不同。
每個地方群體產(chǎn)生無限多的配子,但只有2N個配子被隨機(jī)抽取組成下一代繁殖群體,在此過程中,遺傳抽樣誤差進(jìn)一步加劇,導(dǎo)致不同地方群體中等位基因頻率不同,從而產(chǎn)生遺傳漂移。

2. 奠基者效應(yīng)

從一個大的植物群體中可能會分出幾個或幾十個植株,遷移到另一個地區(qū),并且與原來大群體隔離,雖然以后世代,新群體可能由大量的植株組成,但新群體的基因庫來源于最初建立時存在的等位基因。這種情況下,由這些少量植株建立的新群體中等位基因頻率與原來大群體的等位基因頻率可能不同,因?yàn)榻⑿氯后w的基因型對確定新群體的遺傳結(jié)構(gòu)起著重要的作用。假定新建立的群體中多數(shù)植株基因型為AA,那么,新群體中等位基因A頻率就會大大增加。新群體中等位基因頻率取決于開始從大群體中分出的幾個或幾十個植株基因型,而不管它們在選擇上是否有利,這就是奠基者效應(yīng)(founder effect)。是產(chǎn)生遺傳漂移的一個重要途徑。

3. 瓶頸效應(yīng)

瓶頸,是指生物世代交替過程中,大群體發(fā)生崩潰(crash),導(dǎo)致群體內(nèi)個體數(shù)目和遺傳變異嚴(yán)重丟失。由于群體經(jīng)歷瓶頸作用,再擴(kuò)展到原來大小時,群體中等位基因頻率將發(fā)生波動,這種效應(yīng)稱為瓶頸效應(yīng)(bottleneck effect)。群體經(jīng)歷瓶頸后,即使群體可能快速重新擴(kuò)展到原來群體的個體數(shù)量,但群體遺傳變異水平不可能恢復(fù)到原來水平,知道通過突變或基因流才能恢復(fù)到原來群體的遺傳變異水平。當(dāng)一個群體發(fā)生瓶頸效應(yīng),偶然事件可能使某些等位基因從基因庫中丟失,從而產(chǎn)生遺傳漂移。

4. 遺傳漂移的三個重要特征

(1)世代間有限群體中等位基因頻率的隨機(jī)波動

(2)等位基因固定

(3)雜合體減少

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