ОСНОВИ ПОПУЛЯЦІЙНОЇ ЕКОЛОГІЇ
6. ГЕНЕТИЧНА СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦІЇ
6.2. Аналіз генетичної структури природних і штучних популяцій
Вивчення генетичної структури популяції є необхідною передумовою для селекційно- генетичної роботи та розведення сільськогосподарських і промислових тварин, а також в галузі селекції рослин.
Для аналізу стану генетичної структури та динаміки генофонду популяції необхідно визначити частоту генотипів, або число гомозиготних домінантних, гомозиготних рецесивних і гетерозиготних особин, та частоту (концентрацію) домінантного і рецесивного генів, які визначають ту чи іншу ознаку організмів.
1. Частоту домінантного гомозиготного генотипу визначаємо як квадрат частоти домінантного гена А, тобто Раа = (рА)2.
Частота рецесивного гомозиготного генотипу дорівнює квадратові частоти рецесивного гена а, тобто Раа = (qa)2.
Частоту гетерозиготних генотипів у популяції визначають як подвоєний добуток частот генів А і а, тобто РАа = 2pАqa.
2. Частоту генів визначають:
- у випадку, коли відомі частоти гомозиготних і домінантних генотипів, - як корінь квадратний, добутий із числа, що відповідає їх частоті:
- за умови, якщо частота одного з генів відома, частоту другого гена визначають як різницю між одиницею і частотою одного з генів. Оскільки, згідно закону Харді-Вайнберга, сума частот обох генів становить 1 (рА + qa = 1), то
РА = 1 - qa ; qa =1- PА. (6.4)
3. Число особин генотипів, знаючи загальну кількість особин популяції (голів стада), можна визначити за частотою генотипів у відсотках, прийнявши всі особини за 100%.
4. Знаючи число генотипів, тобто число особин з певним генотипом, у популяції (групі), частоту генів А і а визначають за формулами, відповідно:
Частоту генотипів відповідно за формулами:
де N - загальна кількість особин, тобто число генотипів,
n1 - число гомозиготних домінантних генотипів,
n2 - число гомозиготних рецесивних генотипів,
n3 - число гетерозиготних генотипів.
Для прикладу візьмемо групу коней чистокровної верхової породи чисельністю 185 голів. Серед них було 17 коней, яким властива носова кровотеча, зумовлена рецесивним геном f. Таких коней вилучали з групи і не допускали до іподромних скачок.
Якою була і як змінилася від цього генетична структура групи?
Отже, в структурі цієї групи спочатку були особини домінантні гомозиготні FF, рецесивні гомозиготні ff і гетерозиготні Ff. Коні з генотипом FF - здорові, з генотипом Ff - носії гена носової кровотечі, а з генотипом ff - хворі на носову кровотечу.
Вона визначає частоту хворих тварин;
- частоту гена F y цій групі:
якщо р + q = 1, тобто .РF + Pf = 1,
звідси PF = 1 - Pf = 1 - 0,301 = 0,699;
- частоту генотипу Ff :
РFf = 2pq = 2 0,699 0,301 = 0,421, або 42,1%.
Чисельне співвідношення особин з різними генотипами буде (вся група становить 1 або 100%):
PFF = 0,488 185 = 90 голів,
PFf = 0,421 185 = 78 голів,
Pff = 17 голів.
Отже, співвідношення коней цієї групи за генотипом було:
90ff : 78Ff: 17ff.
2) У зв’язку з тим, що 17 голів хворих тварин вилучені з групи, її структура змінилась:
N = 185 - 17 = 168 голів.
В ній стало: 90FF: 78Ff.
При вільному спаровуванні при такій частоті генів F і f можлива така комбінація гамет:
Отже, тепер структура за співвідношенням генотипів стане такою:
PFF = 0,593, або 59,3%,
PFf = 0,177 + 0,177 = 0,354 або 35,4%,
Pff = 0,053, або 5,3%.
Вилучення хворих тварин зменшило кількість рецесивного гена f та знизило вірогідність появи нових хворих на носову кровотечу майже у два рази (з 9,1% до 5,3%).
Згідно законів успадкування, поява хворих на носову кровотечу коней можлива лише за умови, що обоє батьків будуть гетерозиготними. Генетичний аналіз структури популяції дає можливість оздоровити її і попередити поширення спадкових захворювань.
Примітка: завдяки досягненням зарубіжної ветеринарної медицини носова кровотеча не є перешкодою для участі чистокровних коней у скачках і, тим більше, не є смертельною, хіба що в окремих складних випадках. Так, у США з метою попередження носових кровотеч під час скачок коням дають спеціальний медичний препарат LASIX. Таких коней навіть використовують для розведення.