群体遗传进化必备小知识

群体遗传学是研究群体的遗传结构及其变化规律的遗传学分支学科。其应用数学和统计学方法研究群体中基因频率和基因型频率以及影响这些频率的选择效应和突变作用，研究迁移和遗传漂变等与遗传结构的关系，由此探讨进化的机制。

今天小编与大家沟通学习总结一下群体进化的15个小知识。

群体：是指生活在一定空间范围内，能够相互交配并生育具有正常生殖能力后代的同种个体群。群体与个体相对，是个体的共同体，不同个体按某种特征结合在一起，进行共同活动、相互交往，就形成了群体。

等位基因频率：等位基因频率是群体遗传学的术语，用来显示一个种群中基因的多样性，或者说是基因库的丰富程度。在一个群体中，等位基因频率即某类等位基因占该基因位点上全部等位基因数的比率。如：在某种群中一个等位基因的基因频率为20%，那么在种群的所有成员中，1/5的染色体带有那个等位基因，而其他4/5的染色体带有该等位基因的其他对应变种—可以是一种也可以是很多种。

计算方法：

（1）通过基因型个数计算基因频率

方法：某种基因的基因频率=此种基因的个数/（此种基因的个数+其等位基因的个数）

（2）通过基因型频率计算基因频

方法：某种基因的基因频率＝某种基因的纯合体频率+1/2杂合体频率

（3）根据遗传平衡定律计算基因频率

遗传平衡定律：一个群体在符合一定条件的情况下，群体中各个体的比例可从一代到另一代维持不变。

基因型频率：群体中某一基因型个体占群体总个数的比例。可以反映某一基因型个体在群体中的相对数量。在群体遗传学中基因型频率指在一个种群中某种基因型的所占的百分比。

遗传平衡定律（哈迪-温伯格定律）：“哈迪-温伯格定律”是指在理想状态下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在遗传中是稳定不变的，即保持着基因平衡。该定律运用在生物学、生态学、遗传学。例：当等位基因只有一对（Aa）时，设基因A的频率为p，基因a的频率为q，则A+a=p+q=1，AA+Aa+aa=p2+2pq+q2=1。哈迪-温伯格平衡定律（Hardy-Weinberg equilibrium）对于一个大且随机交配的种群，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变和选择的条件下会保持不变。

适合度：是指生物体或生物群体对环境适应的量化特征，是分析估计生物所具有的各种特征的适应性，以及在进化过程中继续往后代传递的能力的指标。达尔文的《物种起源》中指出：适合度是衡量一个个体存活和繁殖成功机会的尺度。适合度越大，个体成活的机会和繁殖成功的机会也越大，反之则相反（因此义项与广义适合度相对应，故亦可称之为狭义适合度）。达尔文的适者生存的个体选择观点就是建立在适合度基础上的，但用个体选择的观点无法解释动物的利他行为。因为利他行为所增进的是其他个体的适合度，而不是自己的适合度。

计算方式：适合度可以用数据计算出来：W=ml。其中，W代表适合度，m表示基因型个体生育力，l表示基因型个体存活率。

选择压力：又称为进化压力，指外界施与一个生物进化过程的压力，从而改变该过程的前进方向，所谓达尔文的自然选择，或者物竞天择、适者生存，即是指自然界施与生物体选择压力从而使得适应自然环境者得以存活和繁衍。

分类：

（1）负向选择（纯化选择）：若某个群体内DNA突变对于生物是有害的，对这个突变的选择就是负向的(Negative selection)或纯化选择(Purifying selection)。理论上，纯化选择将消灭群体中的有害突变。但是轻微有害突变的命运则没有那么明确。

（2）正向选择：若某个群体内某DNA突变对于生物是有益的，对这个突变的选择就是正向的(Positive selection)。根据有益优势水平的不同，这个有益突变在正面选择下在种群中广泛存在需要不同的时间，短的可以是几代，长的可以上成千上万代。

（3）平衡选择：是一种关于自然选择保持种群内遗传多态性的学说，是在一些等位基因上杂合的基因型的系列，这些等位基因的纯合体仅在正常的杂交群体的少数个体中存在，并且在适合度上低于杂合体，然后将会出现有利于在许多座位上发展复等位基因系列的选择压力。

群体分层：群体分层是指群体内存在亚群的现象，亚群内部个体间的相互关系大于整个群体内部个体间的平均亲缘关系。

核苷酸多态性（π）：衡量特定群体多态性高低的参数，是指在同一群体中随机挑选的两条DNA序列在各个核苷酸位点上核苷酸差异的均值。π值越大，说明其对应的亚群多态性越高。

群体间遗传分化指数（Fst）：是种群分化和遗传距离的一种衡量方法，分化指数越大，差异越大。Fst居于０~1之间，越接近1表示两个群体之间分化程度越大，受选择程度越高，反之亦然。

πBetween：来自群体间的所有两两个体间差异的均值。

πWithin：来自亚群内所有两两个体间差异的均值。

Genomic Analyses Reveal Potential Independent Adaptation to High Altitude in Tibetan Chickens( Mol Biol Evol,2015)

连锁不平衡（Linkage disequilibrium, LD）：指群体内不同位点等位基因间的非随机性组合的关系，即当位于同一条染色体的两个等位基因(A,B)同时存在的概率,大于群体中因随机分布而同时出现的概率时,就称这两个点处于LD状态。通常用D’和r2值表示。一般来说,在连锁不平衡分析中, 野生种的 LD 值较低,而驯化种由于受到了正选择的作用，LD 值就会偏大。