DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ
I. Một số khái niệm cơ bản
1. Quần thể
Sự quần tụ số đông cá thể của một loài chiếm một không gian nhất định và tồn
tại qua một thời gian tương đối dài có đặc trưng về sinh thái và di truyền . Một
quần tụ cá thể như thế được gọi là quần thể
Quần thể không phải là một tập hợp cá thể ngẫu nhiên , nhất thời.
Mỗi quần thể là một cộng đồng lịch sử phát triển chung,có thành phần kiểu gen
đặc trưng và tương đối ổn định.
Quần thể sinh sản vô tính khá đồng nhất về mặt di truyền.
Quần thể sinh sản hữu tính gồm các dạng sau:
Quần thể tự phối điển bình
Quần thế giao phối cận huyết
Quần thể giao phối có lựa chọn
Trong quần thể ngẫu phối diễn ra sự bắt cặp giao phối ngẫu nhiên của các
cá thể đực cái trong quần thể . Đây là dạng quần thể tồn tại phổ biến ở
động vật
2.Tần số alen và tần số kiểu gen
Mỗi quần thể đặc trưng bằng một vốn gen nhất định.Vốn gen là toàn bộ thông
tin di truyền ,nghĩa là bao gồm các alen của tất cả các gen hình thành trong quá
trình tiến hóa mà quần thể có tại một thời điểm xác định.
Vốn gen bao gồm những kiểu gen riêng biệt, được biểu hiện thành những kiểu
hình nhất định.
Tính được tất cả các alen thuộc một gen nhất định trong quần thể thì có thể tính
được tần số của mỗi alen đối với gen này trong vốn gen.
Tần số tương đối của alen được tính bằng tỉ lệ giữa số alen được xét đến trong
tổng số các alen của 1 gen trong quần thể, hay bằng tỷ lệ phần trăm số giao tử
mang alen đó trong quần thể.
Ví dụ :
Dưới đây là ví dụ về một đặc điểm được chi phối bởi một cặp allele nằm trên
NST thường minh họa cho cách thức xác định tần số của các allele trong
tần số của allele CCR5: 1 - 0,906 = 0,094.
II. Quá trình di truyền trong quần thể nội phối:
- Những quần thể nội phối điển hình là các quần thể thực vật tự thụ phấn , động
vật tự thụ tinh.
- Năm 1903 ông W. Johannsen là người đầu tiên nghiên cứu cấu trúc của quần
thể bằng phương pháp di truyền. đối tượng nghiên cứu của ông là cây đậu tự thụ
phấn phaseoles vustgaris.
- Ông theo dõi sự di truyền về trọng lượng hạt và đã phân lập được thành 2
dòng: dòng hạt to ( trọng lượng trung bình là 518,7mg ) và dòng hạt nhỏ ( trung
bình là 443,4mg ). Điều đó chứng tỏ quần thể gồm những cây khác nhau về mặt
di truyền.
- Tiếp theo ông theo dõi sư di truyền riêng rẽ trong mỗi dòng hạt nặng và hạt nhẹ
thì không thấy dòng nào cho sự khác biệt nhau về trọng lượng hạt như trường
hợp trên. Điều đó chứng tỏ sự khác nhau về trọng lượng hạt bên trong dòng
( thuần) không di truyền được.
Như vậy có thể rút ra nhận xét như sau: các quần thể thực vật tự thụ phấn
gồm những dòng có kiểu gen khác nhau.
- Tự phối hay giao phối gần (gọi chung là nội phối) làm cho quần thể dần dần bị
phân thành những dòng thuần có kiểu gen khác nhau. Trải qua nhiều thế hệ nội
phối, các gen ở trạng thái dị hợp chuyển sang trạng thái đồng hợp. Số thể dị hợp
giảm dần, số đồng hợp tăng dần.
- Ở quần thể tự phối hay tự thụ phấn diễn ra các kiểu tự phối cho ra những kết
quả khác nhau.
Thế hệ bố mẹ ( P) → thế hệ con (F1)
AA x AA → AA
aa x aa → aa
Aa x Aa → AA ; Aa ; aa
- Trong các công thức tự phối : AA x AA và aa x aa thì KG ở F1 , F2 … Fn
vẫn giống như ở thế hệ ban đầu. Còn khi một thể dị hợp tự thụ phấn tỉ lệ dị hợp
và đồng hợp tử tương ứng là:
- 1 = 1 - [ ]
n
Giả sử rằng quần thể gồm ba kiểu gene AA, Aa và aa được phân tách thành một
tỷ lệ nội phối (F)
ta ước tính hệ số nội phối trong một quần thể tự nhiên bằng cách sử dụng biểu
thức về tần số các thể dị hợp đã cho ở trên. Qua đó ta có thể tìm ra biểu thức cho
F như sau:
H = 2pq – 2Fpq = (1 – F)2pq
→ 1 – F = H/2pq
→ F = 1 – (H/2pq)
Trong đó : hệ số nội phối (F)
tần số thể dị hợp Aa
tần số allen A và a (p và q )
từ đó suy ra ; tần số của AA, Aa, và aa tương ứng là :
P = p
2
+ Fpq
H = 2pq – 2Fpq
Q = q
2
+ Fpq
Với :q = 1 – p
Ví dụ, một quần thể thực vật gồm ba kiểu gene AA, Aa và aa với các tần số
tương ứng là P = 0,70, H = 0,04 và Q = 0,26. Ta có thể ước tính hệ số nội phối
như sau :
Trước tiên, tính được các tần số allele A và a (p và q ):
p = 0,70 + ½ (0,04) = 0,72 và q = 1 – p = 0,28
Vậy hệ số nội phối F = 1 – ( 0,04/2 x 0,72 x 0,28 ) = 0,901
III. Quá trình di truyền trong quần thể ngẫu phối
a. Nội dung định luật