等位基因频率

高中生物迁移、随机交配、存活选择,以及可选的、使用固定种子的有限群体等位基因抽样

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关于此实验

逐代追踪一个双等位基因群体,并区分选择、迁移和遗传漂变的影响。检查哈迪-温伯格平衡下的基因型期望值,同时测试哪些过程会改变等位基因频率。

学习目标

  • 根据等位基因频率计算预期的基因型比例。
  • 解释基因型适合度如何改变其对繁殖的贡献。
  • 比较确定性的频率变化与使用不同随机种子的有限群体抽样。

使用方法

  1. 1按照初始适合度值逐代推进。
  2. 2选择中性繁殖,并验证等位基因频率保持不变。
  3. 3仅选择迁移,并追踪群体频率向迁入者频率靠近的过程。
  4. 4启用遗传漂变,比较不同随机种子的结果,并测试适合度全部为零的繁殖群体。

模型

迁移会在选择发生前改变繁殖等位基因库。
平均适合度为随机交配产生的基因型赋予权重。
当平均适合度为零时,选择后的等位基因频率未定义。

假设

  • 每一步都会先按一定比例混入迁入者的等位基因,再计算随机交配下的基因型期望值,最后应用相对存活适合度。
  • 所选的 A 频率会将 AA 中的两个 A 拷贝都计入,并将 Aa 中的拷贝各计为一半。启用有限群体遗传漂变后,下一代会通过有放回抽样,独立抽取 2N 个基因拷贝。
  • 该图显示的是下一次迁移事件发生前,基于当前等位基因频率计算的基因型预期比例,而不是有限群体中观测到的基因型数量。
  • 模型中没有突变,也没有明确的年龄结构。相对适合度值均为非负数;总适合度为零的繁殖群体不会产生后代。
  • 繁殖失败后,后续世代将保持未定义状态。只有在设定的世代步骤中发生失败之前,迁移才能补充缺失的可存活等位基因。

在课堂上试试这个实验

  1. Q1为什么中性的随机交配会改变基因型比例,却不改变等位基因频率?
  2. Q2迁移能否引入一种随后会受到选择青睐的等位基因?

常见问题

基因型图表是否统计了实际采样的个体?

不。图表中的面积表示根据当前等位基因频率计算的哈代-温伯格平衡预期值。

为什么轨迹会停止,而不是变为零?

平均繁殖适合度为零意味着不存在子代种群。若将等位基因频率设为零,就会错误地表示一个仅含 a 等位基因的种群仍然存活。