Генетическая дисперсия - Википедия - Genetic variance

Рональд Фишер в 1913 году

Генетическая дисперсия концепция, изложенная английский биолог и статистик Рональд Фишер в его фундаментальная теорема естественного отбора который он изложил в своей книге 1930 г. Генетическая теория естественного отбора который постулирует, что скорость изменения биологическая пригодность можно рассчитать по генетической дисперсии самой приспособленности.[1] Фишер попытался дать статистическую формулу о том, как изменение приспособленности численность населения можно отнести к изменению частота аллеля. Фишер не делал никаких ограничительных предположений в своей формуле относительно параметров пригодности, выбор партнера или количество аллели и места участвует.[2]

Определение

Фенотипическая дисперсия обычно сочетает в себе дисперсию генотипа с дисперсией окружающей среды. Генетическая дисперсия состоит из трех основных компонентов: аддитивной генетической дисперсии, дисперсии доминирования и эпистатической дисперсии.[3]

Аддитивная генетическая изменчивость включает наследование определенного аллеля от вашего родителя и независимое влияние этого аллеля на конкретный фенотип, что вызывает отклонение фенотипа от среднего фенотипа. Доминирующая генетическая изменчивость относится к отклонению фенотипа, вызванному взаимодействиями между альтернативными аллелями, которые контролируют один признак в одном конкретном локусе. Эпистатическая дисперсия включает взаимодействие между разными аллелями в разных локусах.[4]

Генетическая изменчивость и наследственность

Наследственность относится к тому, какая часть фенотипической вариативности обусловлена ​​вариацией генетических факторов. Обычно после того, как мы узнаем общее количество генетических отклонений, ответственных за признак, мы можем вычислить наследуемость признака. Наследственность может использоваться в качестве важного предиктора для оценки способности популяции реагировать на искусственный или естественный отбор.[5]

Наследственность в широком смысле, H2 = Vграмм/ Vп, Включает долю фенотипической изменчивости из-за эффектов аддитивной, доминирующей и эпистатической дисперсии. Узкосмысленная наследуемость, ч2 = VА/ Vп, относится к доле фенотипической изменчивости, обусловленной дополнительными генетическими ценностями (VА).[6]

Количественная формула

Фенотипическая дисперсия (Vп) в популяции зависит от генетической изменчивости (Vграмм) и источники окружающей среды (VE)

Vп = Vграмм + VE[7][8]

Общее количество генетической дисперсии можно разделить на несколько групп, включая аддитивную дисперсию (VА), дисперсия доминирования (VD) и эпистатическая дисперсия (Vя).

Vграмм = VА + VD + Vя[9]

Метод измерения

1. Традиционно использование родословная данные о людях, растениях и видах домашнего скота для оценки аддитивной генетической изменчивости.

2. Использование однонуклеотидных полиморфизмов (SNP ) метод регрессии для количественной оценки вклада аддитивной, доминирующей и импринтинговой дисперсии в общую генетическую дисперсию[10]

3. Матрицы генетической дисперсии-ковариации (G) удобно суммируют генетические отношения между набором признаков и являются центральным параметром в определении многомерной реакции на отбор.[11]

Примеры исследований

1. Распределение генетической изменчивости в фенотипическом пространстве и реакция на отбор.[12]

Понять, как эмпирическое спектральное распределение G предсказывает реакцию на отбор в фенотипическом пространстве. В частности, комбинации признаков, которые образуют почти нулевое генетическое подпространство с небольшой генетической изменчивостью, лишь непоследовательно реагируют на отбор. Они излагают основу для понимания того, как эмпирическое спектральное распределение G может отличаться от случайных ожиданий, которые были разработаны в рамках теории случайных матриц (RMT). Использование набора данных, содержащего большое количество признаков экспрессии генов.

2.Сравнение оценок генетической дисперсии по разным моделям взаимоотношений.[13]

В этом исследовании исследователи используют различные модели взаимоотношений для сравнения оценок компонентов генетической дисперсии и наследуемости. Однако разные модели могут давать разные оценки генетической дисперсии. Они обнаружили, что ожидаемая генетическая дисперсия обычно равна оценке дисперсии, умноженной на статистику, Dk, а для наиболее типичных моделей отношений Dk близко к 1, что означает, что большинство этих моделей можно использовать для оценки генетической дисперсии.

3.Оценка аддитивности, доминирования и импринтинга генетической дисперсии с использованием геномных данных[14]

Разработка картирования однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) помогает исследовать генетические вариации сложных признаков в отдельных локусах. Исследователи могут количественно оценить вклад аддитивной, доминирующей и импринтинговой дисперсии в общую генетическую дисперсию с помощью метода регрессии SNP.

Рекомендации

  1. ^ Ворона, JF (2002). «Перспектива: Фишер, аддитивная генетическая дисперсия и фундаментальная теорема естественного отбора». Эволюция. 56 (7): 1313–6. Дои:10.1554 / 0014-3820 (2002) 056 [1313: phstfa] 2.0.co; 2. PMID  12206233.
  2. ^ Фундаментальная теорема естественного отбора, пересмотренная Сабином Лессардом
  3. ^ MONNAHAN, PJ; КЕЛЛИ, Дж. Эпистаз является основным фактором, определяющим аддитивную генетическую изменчивость у Mimulus guttatus. PLoS Genetics. 11, 5, 1-21 мая 2015. ISSN  1553-7390
  4. ^ Байерс, Д. (2008) Компоненты фенотипической дисперсии. Природное образование 1 (1): 161
  5. ^ Байерс, Д. (2008) Компоненты фенотипической дисперсии. Природное образование 1 (1)
  6. ^ Hill, W. G., et al. Данные и теория указывают в основном на аддитивную генетическую дисперсию сложные черты. PLoS Genetics 4, e1000008 (2008)
  7. ^ Фалконер, Д.С., и Маккей, Т.С.Ф. Введение в количественную генетику (Лондон, Лонгман, 1996)
  8. ^ Линч, М., и Уолш, Б. Генетика и анализ количественных признаков (Сандерленд, Массачусетс, Sinauer Associates, 1998)
  9. ^ Байерс, Д. (2008) Компоненты фенотипической дисперсии. Природное образование 1 (1): 161
  10. ^ Удары, М. З .; Макгиган, К. (2015). «Распределение генетической изменчивости по фенотипическому пространству и реакция на отбор». Молекулярная экология. 24 (9): 2056–2072. Дои:10.1111 / mec.13023. PMID  25438617.
  11. ^ Ланде, Р. (1979). «Количественный генетический анализ многомерной эволюции применительно к аллометрии размеров мозга и тела». Эволюция. 33 (1): 402–416. Дои:10.2307/2407630. JSTOR  2407630. PMID  28568194.
  12. ^ УДАРЫ, МВт; МАКГУИГАН, К. Распределение генетической изменчивости по фенотипическому пространству и реакция на отбор. Молекулярная экология. 9, 2056, 2015. ISSN  0962-1083
  13. ^ Легарра, Андрес (2016). «Сравнение оценок генетической дисперсии по разным моделям взаимоотношений». Теоретическая популяционная биология. 107: 26–30. Дои:10.1016 / j.tpb.2015.08.005. PMID  26341159.
  14. ^ Лопес, Маркос С. и др. «Оценка аддитивного, доминирующего и импринтингового генетического разнообразия с использованием геномных данных». G3: Гены | Геномы | Генетика5.12 (2015): 2629-2637.

внешняя ссылка