Раздел 8. Генетика популяций

Изучение материала начинается с выяснения понятия "популяция" и "чистая линия". Иоганнсен, проводивший опыты по скрещиванию фасоли, пришел к выводам о различной эффективности отбора в популяциях и чис­тых линиях. Ф. Гальтон, наблюдавший при изучении наследования количе­ственных признаков возврат показателей потомков к средней величине, сформулировал закон регрессии. Работы Иоганнсена имеют большое зна­чение для практики, так как они раскрывают роль генотипической измен­чивости при отборе, и на основании закона Гальтона объясняют причины частичного возврат показателей отбора к средней.

Выясните причины различной эффективности отбора в популяциях и чистых линиях. После усвоения этого материала можно перейти к изучению вопроса о генетической структуре популяции.

В свободно размножающейся многочисленной популяции, в которой не ведется отбор, отсутствуют значимые мутации и миграция, из поколения в поколение сохраняется определенная структура (соотношение генотипов и концентрация аллелей).

По формуле Харди-Вайнберга: р² (АА) + 2pq (Аа) + q² (аа) = 1, можно выяснить соотношение генотипов в популяции. В формуле р и q - частота встречаемости аллелей А и а. Три слагаемых формулы означают частоту генотипов, соответственно АА, Аа и аа. В панмиктической популяции (при отсутствии искусственного отбора, подбора, миграций, значимых мутаций) в условиях свободного выбора половых партнёров сохраняется определен­ное соотношение генотипов, так называемое генное равновесие.

Для лучшего усвоения материала рекомендуется решить несколько задач по выяснению структуры популяции по генотипам, пользуясь форму­лой Харди—Вайнберга.

Спаривание животных, находящихся в той или иной степени родства, называется родственным спариванием или инбридингом. Инбридинг в животноводстве применяется в целях повышения генетического сходства потомков с предком, выдающимся по хозяйственно-полезным качествам. Получение целого ряда выдающихся животных, сыгравших очень большую роль в совершенствовании многих культурных пород, связано с примене­нием этого метода. Однако практика свидетельствует о том, что инбредное потомство по показателям развития и жизнеспособности уступает организ­мам, полученным от неродственных спариваний. Вредное действие родст­венных спариваний проявляется в инбредной депрессии (снижение жизне­способности, продуктивности, воспроизводительных качеств, проявление врожденной патологии и т.д.). Многочисленные наблюдения и специально поставленные опыты по самоопылению и скрещиванию растений позволи­ли Дарвину придти к заключению о преимуществах скрещивания над ин­бридингом и сформулировать закон, согласно которому "все живые суще­ства извлекают пользу из случайного скрещивания с особями, не со­стоящими с ними в кровном родстве, в то время как продолжительное родственное спаривание приносит вред.

Выясните причины и продолжительность действия инбредной депрес­сии и последствия инбридинга в животноводстве. Попытайтесь ответить на такой вопрос: влияет ли инбридинг на структуру свободно размножающейся популяции?

Приёмом, снижающим вероятность значительной депрессии, является топкросс, т.е. скрещивание инбредных самцов с неродственными (аутбредными) самками. При скрещивании разнородных по генотипу особей может в потомстве наблюдаться гетерозис, который наиболее ярко выражен у поме­сей первого поколения.

Скрещивание и инбридинг оказывают влияние и на генотип потомст­ва. Так как родственные организмы характеризуются сходными генотипами, то у инбредных животных наблюдается возрастание гомозиготности. При разнородном скрещивании же гомозиготность уменьшается, а возрастает ге-терозиготность.

Вопросы для самоконтроля

1. В чем различия между природной и сельскохозяйственной популяцией?

2. Дайте определение генетической структуры популяции.'

3. Дайте определение следующим терминам: инбридинг, инбредная депрессия, гетерозис.

4. Изменяет ли скрещивание структуру свободноразмножающейся популяции?