人群中PTC味盲基因频率的分析-L.doc

人群中PTC味盲基因频率的分析一、目的：1. 掌握味盲基因频率和基因型频率测算的一般方法2. 加深对Hardy-Weinberg遗传平衡定律的理解，了解改变遗传平衡的因素二、原理：1、基因频率和基因型频率的概念：基因频率：一个二倍体某特定基因座上某一等位基因占该座位上等位基因总数的比率。基因型频率：群体中某特定基因型个体的数目占群体个体总数目的比率。2、PTC味盲基因的简介：苯硫脲（phenylthiourea）又称苯基硫代碳酰二胺（PTC，phenylthiocarbamide）是一种由尿素人工合成的白色晶状化合物，因分子结构苯环上带有硫代酰胺基（N-C=S）而有苦味。1931-1932年Fox首先发现某些人对PTC有苦味感（尝味者、敏感者），而有些人则无苦味感（味盲者），从而将人类对PTC尝味分为两类。但味盲者对不含硫代酰胺基的苦味物（如苦味酸等）还是有苦味的感觉。1932年Blakeslee对PTC苦味敏感的家系进行了调查，证实人类对PTC的尝味能力是一种遗传性状。人类对PTC尝味浓度阈值方面的差异树单基因遗传，随后的家系和双生子研究支持了这一观点，基因（T-t）位于7号染色体上，味盲者为隐性基因纯合体（tt），而尝味者是显性基因的纯合体（TT）或杂合体（Tt），遗传方式为不完全显性遗传（Bartoshuk et al,1994;Reed et al,1995）。正常品味者的基因型是TT，能尝出1/750,000mol/l1/6,000,000mol/l的PTC溶液的苦味；具有Tt基因型的人品尝能力较低，只能尝出1/48,000mol/l1/380,000mol/l的PTC溶液的苦味；而tt基因型的人品尝能力最低，只能尝出1/24,000mol/l以上浓度的PTC溶液的苦味，个别人甚至对PTC结晶的苦味也品尝不出来，在遗传学上被成为PTC味盲。但一些研究者从他们的研究数据中发现不能完全地用孟德尔遗传来解释，因而提出其他遗传方式，如：复等位基因（Rychkov&Borodina,1969;Ramana&Naidu,1992）、多基因（0lson et al,1989）等。另外，遗传背景和环境修饰也影响其表型（Morton et al,1981;Olson et al,1989;Bartoshuk et al,1996;Drayna et al,2003）。2003年Drayna等通过连锁研究把对PTC敏感的一个主要基因定位于第7号染色体上，第2个基因可能在第16号染色体上。7号染色体上负责该性状的主要基因也被确定为TAS2R苦味受体基因家族中的TAS2R38（Kim et al,2003）世界不同民族和地区的PTC味盲率与隐性基因频率有很大差异，最高值在印度，为52.8%，澳大利亚土著也高达49.3%。欧洲的英国、德国、挪威、瑞士和芬兰等国人群味盲率在30%左右，南欧的意大利、西班牙只有24%25%。亚洲尼泊尔人为22.8%。日本、韩国均在8%15%，中国人味盲率在7.27%10.13%。黑人在3%4%，印第安人味盲率最低，有的仅有1.2%，甚至为0.PTC尝味的敏感性与某些疾病存在一定的相关性，如甲状腺瘤、糖尿病、青光眼、呆小病、慢性消化溃疡、抑郁症，乃至某些癌症等。研究者发现PTC味盲者更容易患结节性甲状肿瘤，而先天愚型患者中PTC味盲率也大大高于正常人群。近年来西欧等国家的学者利用PTC等位基因进行味觉试验以研究原发性青光眼的遗传基因，Parr的研究表明PTC味尝者中抑郁症患者显著高于味盲者。检测PTC味盲有纸片法（filter paper method）、结晶法（crystal method）、阈值法（threshold method）等方法。近年来通常采用的是1949年Harris和Kalmus改进的阈值法。本实验按此方法配置PTC溶液，对人群进行PTC味盲基因频率的测定和分析，为群体遗传学的学习提供基本数据。3、Hardy-Weinberg遗传平衡定律基本要点：a. 等位基因的频率世代相传不会改变；b. 子一代基因型频率也不改变，达到（p2，2pq，q2）平衡；c. 只需一个世代随机交配就能达到基因型频率的平衡。4、影响Hardy-Weinberg遗传平衡的因素：a. 基因突变；b. 自然选择；c. 突变与选择共同作用；d. 迁移；e. 随机的遗传漂变三、材料本校各院系学生或某一区域人群药品和器具：PTC溶液及其不同浓度的稀释液：秤取PTC结晶1.3g，加1000ml蒸馏水，室温12天即可完全溶解，期间应不断摇晃以加快溶解。由此配制的溶液浓度为1/750mol/l，称为原液，也就是1号液。214号也均由1号液按比例稀释。配方如下表：表1：PTC溶液的配制方法，浓度和基因型编号配制方法浓度mol/l基因型1PTC结晶1.3g+蒸馏水1000ml1/750tt21号液100ml+蒸馏水100ml1/1,500tt32号液100ml+蒸馏水100ml1/3,000tt43号液100ml+蒸馏水100ml1/6,000tt54号液100ml+蒸馏水100ml1/12,000tt65号液100ml+蒸馏水100ml1/24,000tt76号液100ml+蒸馏水100ml1/48,000Tt87号液100ml+蒸馏水100ml1/96,000Tt98号液100ml+蒸馏水100ml1/192,000Tt109号液100ml+蒸馏水100ml1/380,000Tt1110号液100ml+蒸馏水100ml1/750,000TT1211号液100ml+蒸馏水100ml1/1,500,000TT1312号液100ml+蒸馏水100ml1/3,000,000TT1413号液100ml+蒸馏水100ml1/6,000,000TT15蒸馏水四、实验步骤：1. 受试者坐在椅子上，仰头张口。用滴管滴35滴PTC14号溶液到受试者舌跟部，让受试者徐徐咽下品味，然后用蒸馏水做同样实验2. 询问受试者能否鉴别两种溶液的味道，如果不能鉴别或鉴别不准（如认为PTC溶液的味道是酸、咸、辣或其他说不出的药味等等），则用13号液重复，依次进行直到明确鉴别出PTC的苦味为止。3. 当受试者鉴别出某一号溶液时，应重复3次尝味此号溶液，3次结果相同，才是可靠的，记录首次尝到PTC苦味的浓度等级号。如果受试者直到1号液还没有尝出苦味，则其尝味浓度等级为“1”号。注意：测试时，测试者应将PTC溶液与蒸馏水反复交替给受试者尝试，并采用一些技巧迷惑受试者，以免因受试者的猜想和心理作用而影响实验结果的准确性。给受试者滴药时切记悬空加样，不要碰到受试者。五、结果与分析根据所测数据，计算出（等位）基因频率（p、q）和基因型频率（D，H，R）。若以6号液作为味盲和尝味者的界限，尝味阈值等于或低于6号液者为味盲，因而可测出味盲率。例子：表2. 中国汉族人群中PTC常味能力的分布表型基因型人数基因型频率基因Tt尝味者味觉杂合体味盲TTTttt（n1）490（n2）420（n3）90（D）0.49（H）0.42（R）0.09980420420180总计100011400600基因T在群体中的频率p=1400/2000=0.7基因t在群体中的频率q=600/2000=0.3根据所测群体的实际结果，求出基因T和t的频率，并计算出群体味盲率。应用统计学方法确定该群体是否为平衡群体。若不是平衡群体，分析可能的原因。六、思考题：1.