基于π值的植物遗传多样性估值-2016植物园年会-黄宏文

NeRFLPNeRFLPnucleotidedifferencesofnucleotidedifferencesofgenomicsequencesHe遗传多样性估值He/(1−He)Hardy-Weinbergequilibriumπ=He/(1−He)AFLPISSRRAPDAllozymeCT,GA；CA,GT,CG,ATp+q=lHe=2pq(genediversity)•遗传多样性估值：半世纪来，分子进化中性理论的分子标记技术，同工酶(1960’s)、SSR(1989’s)、RAPD(1990)、AFLP(1995)；1980初始少量有限测序。•所有分子标记的参数：间接表示Nucleotidediversity(π)，即：nucleotidedifferencesofgenomicsequences≈SNP(单核苷酸多态性SingleNucleotidePolymorphisms)•分子标记遗传多样性应用的He(期望杂合度),“知其Averageheterozygosity(H)p2+2pq+q2=(p+q)2=1Allelicdiversity(A)Proportionoflocipolymorphic(P)Hardy-Weinberg平衡的假设条件Hardy,G.H(英国数学家)和Weinberg，W.(德国医生)的姓来命名，于同一年(1908年)各自发现了这一法则。•随机交配;•符合孟德尔遗传;•父母本同等生育率;•配子体同等受精率;•所有后代个体同等成活率;•无迁移封闭居群;•无突变、无选择等;FemalesAp)a(q)MalesAp)AA(p2)Aa(pq)a(q)Aa(qp)aa(q2)恒定•值值，He/(1−He)为固定参数≈•值遗传多样性估值及其重要性•居群遗传学(Populationgenetics)、保育遗传学(Conservationgenetics)•生物进化与遗传多样性，等•资源评价及发掘应用•育种及参数其应用•生物濒危灭绝及其保护等•近半个世纪对遗传因素与生物灭scenario”(1988)•除少数实验案例如Clarkiapulchella，Melitaeacinxia外，直接实验证据有限,•至今绝大多争论是基于理论推导Clarkiapulchella正庆网蛱蝶Melitaeacinxia基础数据标准化及基准参考•建立植物遗传多样性统一的π参数：将现有不同分子标记、不同植物的He进行参数转化•评价植物多样性与植物性状和灭绝风险的关系•为进化遗传学研究及保育实践提供基准数据•衔接新一代的测序技术应用，如SNP方法•资料：截止2013年5月发表的分子标记对遗传多样性估值的文献，剔去瑕疵(如：参数计算有误)、重复(同种多篇合并)、争论(如：倍性不详)，共计1434篇有效论文，涉及1577个物种、336个科、45目•五种常用分子标记(AFLP,Allozyme,ISSR,RAPD,SSR)得出的期望杂合度(expectedheterozygosityHe)及核苷He)得出各植物的π平均值•多倍体、作物类型(农作、果、蔬)剔去•除SSR外的其他四种分子标记估值非常相似，•SSR-He值三倍,He(s):0.55;He(t):0.640.008•相关回归分析，确认统计学显著性并等到校正系数•Allozyme-、RAPD-、SSR-He值，He/(1−He)=π•AFLP-、ISSR-He值经SSR和RAPD间接转换0.013(RAPD),0.002(SSR),0.012(AFLP,6.333×0.002)and0.014(ISSR,1.072×0.013)•进一步剔去瑕疵数据，剔去栽培种类、分类学不确定类群、多倍体类群等，共得到966πs(居群水平)和的种子植物•即：种子植物遗传多样性可以相差万->10万倍。Interspecific•按APGIII(2009)系统关系标定被子植物目的遗传多样性，被子植物同目不同的科间遗传多样性可相差可达几十倍。•被子植物遗传多样性研究最多的科是：菊科，豆科和禾本科•裸子植物：松科生活史性状、濒危状态与遗传多样性•根据中性理论、哈棣平衡的分子基因型估值的遗传多样性是相对的、有效的，但误差过大、可比性差•一致性π值数据库建立提供了基准参照，并可与NGS的SNP分子标记过渡衔接•π值的种间、属间、科间差异可比，但需更大数据的进一步验证•π值的遗传多样性与植物生活史性状密切相关，特别是繁育系统和分布范围•