Генетическое разнообразие

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Пример анализа генетического разнообразия — кластеризации различных популяций человека в Азии по SNP-маркерам[1]

Генетическое разнообразие, или генетический полиморфизм, — разнообразие популяций по признакам или маркерам генетической природы. Один из видов биоразнообразия[2][3].

Описание

Генетическое разнообразие представляет собой важный компонент генетической характеристики популяции, группы популяций или вида. Генетическое разнообразие, в зависимости от выбора рассматриваемых генетических маркеров, характеризуется несколькими измеряемыми показателями, или параметрами:

Показатели генетического разнообразия

Средняя гетерозиготность

Этот параметр генетического разнообразия описывает, какую долю в популяции составляют особи, гетерозиготные по изучаемым маркерам, с усреднением этого параметра по набору использованных маркеров.

Число аллелей на локус

Этот параметр, как правило, используется для оценки генетического разнообразия по маркерам, имеющим более двух описанных аллельных состояний, например, для микросателлитных локусов.

Генетическое расстояние

Параметр описывает степень различия и разнообразия между популяциями по наличию/отсутствию или частотам аллелей используемых маркеров.

Методы анализа генетического разнообразия

Для анализа генетического разнообразия могут применяться следующие типы маркеров и соответствующие аналитические методы[4][5]:

Биологическое значение

Генетическая изменчивость в популяции предоставляет исходный материал для действия естественного отбора и генетического дрейфа, то есть, является необходимым элементом для микроэволюционных процессов. В частности, известны работы о неэффективности отбора в чистых линиях (при отсутствии генетического разнообразия). С другой стороны, генетическая изменчивость сама по себе является продуктом действия факторов микроэволюции.

Генетическое разнообразие имеет большое значение для экологической пластичности популяций. Наличие нескольких аллелей по аллозимным локусам в популяции позволяет этой самой популяции адаптироваться к варьирующим условиям, в которых наличие у особей тех или иных аллелей даёт преимущество. Например, два широко распространённых у Drosophila melanogaster варианта гена алкогольдегидрогеназы оказывают в гомозиготном состоянии альтернативно полезное или вредное воздействие, в зависимости от температурных условий среды.

Практическое применение

Оценка генетического разнообразия важна при мониторинге генетической изменчивости как в диких, так и в сельскохозяйственных видах и популяциях растений и животных; на основе получаемой генетической информации разрабатывают стратегию их сохранения и рационального использования.

В рамках Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО) в 1983 году был образован межправительственный форум — Комиссия по генетическим ресурсам для производства продовольствия и ведения сельского хозяйства[англ.], которая проводит мониторинг генетического разнообразия мировых ресурсов[2][3]. С целью учёта и мониторинга породных ресурсов создан Глобальный банк данных генетических ресурсов[фр.] домашних животных и публикуется «Всемирный список наблюдения за разнообразием домашних животных» («World Watch List for Domestic Animal Diversity»)[13][14]. Информация о породах животных и птиц собирается для банка данных по всем странам через национальных координаторов и добровольных помощников-специалистов, а «Всемирный список наблюдения за разнообразием домашних животных» трижды обновлялся[15][16].

В 1995 году созданная под эгидой ФАО рабочая группа экспертов предложила план Глобального проекта по поддержанию (оценке) генетического разнообразия домашних животных (Global Project for the Maintenance (or Measurement) of Domestic Animal Genetic Diversity, сокращённо — MoDAD)[14]. Проект предусматривал задачу количественно оценить генетическое разнообразие среди пород основных 14 видов животных, разводимых человеком, включая четыре вида птиц. Для этой цели предполагалось генотипировать от 6 до 50 пород одного вида с помощью 30 микросателлитных маркеров. Примерами успешного апробирования и воплощения рекомендаций рабочей группы MoDAD стали результаты научного проекта европейского консорциума AVIANDIV (по изучению генетического разнообразия более 50 популяций кур) и ряда других исследований[4][5][11][12][14].

См. также

Примечания

  1. ↑ HUGO Pan-Asian SNP Consortium et al. Mapping human genetic diversity in Asia (англ.) // Science : журнал. — Washington, D.C., USA: American Association for the Advancement of Science, 2009. — Vol. 326, no. 5959. — P. 1541—1545. — ISSN 0036-8075. — doi:10.1126/science.1177074. — PMID 20007900. Архивировано 9 августа 2020 года. (Дата обращения: 13 октября 2020)
  2. ↑ 1 2 Генетическое разнообразие — наше сокровенное богатство, и мы должны дорожить каждой его частицей. Боритесь с голодом. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO). Дата обращения: 13 октября 2020. Архивировано 10 августа 2020 года.
  3. ↑ 1 2 Биологическое разнообразие для продовольственной безопасности и питания: 30 лет Комиссии. Источники информации: Инфографика. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) (15 апреля 2013). Дата обращения: 13 октября 2020. Архивировано 8 октября 2020 года.
  4. ↑ 1 2 3 Weigend S., Romanov M. N. Current strategies for the assessment and evaluation of genetic diversity in chicken resources (англ.) // World's Poultry Science Journal[нидерл.] : журнал. — Cambridge, UK: World's Poultry Science Association; Cambridge University Press, 2001. — Vol. 57, no. 3. — P. 275—288. — ISSN 0043-9339. — doi:10.1079/WPS20010020. Архивировано 2 июня 2018 года. (Дата обращения: 14 октября 2020)
  5. ↑ 1 2 3 Soller M., Weigend S., Romanov M. N., Dekkers J. C. M., Lamont S. J. Strategies to assess structural variation in the chicken genome and its associations with biodiversity and biological performance (англ.) // Poultry Science : журнал. — Champaign, IL, USA; Oxford, UK: Poultry Science Association Inc[англ.]; Oxford University Press, 2006. — Vol. 85, no. 12. — P. 2061—2078. — ISSN 0032-5791. — doi:10.1093/ps/85.12.2061. — PMID 17135660. Архивировано 14 октября 2020 года. (Дата обращения: 14 октября 2020)
  6. ↑ Генетическое разнообразие — статья из Большой советской энциклопедии.  (Дата обращения: 25 февраля 2015) Архивированная копия. Дата обращения: 26 февраля 2015. Архивировано 16 марта 2018 года.
  7. ↑ Romanov M. N. (1994-08-07). "Using phenetic approaches for studying poultry populations under preservation and breeding". Proceedings: Gene mapping, polymorphisms, disease genetic markers, marker assisted selection, gene expression, transgenes, non-conventional animal products, conservation genetics, conservation of domestic animal genetic resources. 5th World Congress on Genetics Applied to Livestock Production. Vol. 21. Guelph, Ontario, Canada: International Committee for World Congresses on Genetics Applied to Livestock Production; University of Guelph. pp. 556—559. OCLC 899128029. CAB Abstracts[англ.]: 19950100578. Архивировано из оригинала 15 ноября 2017. Дата обращения: 14 октября 2020. (англ.)
  8. ↑ Romanov M. N. (1994-01-27). "Электрофоретическое изучение овопротеиновых локусов в популяциях яичных кур в процессе совершенствования кросса «Хайсекс коричневый»". Тез. докл. I Междунар. конф. по молекулярно-генетическим маркерам животных. Киев, Украина: Укр. акад. аграр. наук, Ин-т разведения и генетики животных, Ин-т агроэкологии и биотехнологии; Аграрна наука. pp. 34—35. OCLC 899128337. ЦНСХБ, TRN: RU9815007X. Архивировано из оригинала 6 октября 2017. Дата обращения: 14 октября 2020.
  9. ↑ Romanov M. N., Weigend S. Определение генетического разнообразия в популяциях кур пяти пород с помощью маркеров случайно амплифицированной полиморфной ДНК (англ.) = Using RAPD markers for assessment of genetic diversity in chickens // Archiv für Geflügelkunde (European Poultry Science) : журнал. — Stuttgart, Germany: нем. Verlag Eugen Ulmer, 2001. — Vol. 65, no. 4. — P. 145—148. — ISSN 0003-9098. Архивировано 23 ноября 2017 года. (Дата обращения: 14 октября 2020)
  10. ↑ Dehghanzadeh H., Mirhoseini S. Z., Romanov M. N., Ghorbani A. Evaluation of genetic variability and distances among five Iranian native chicken populations using RAPD markers (англ.) // Pakistan Journal of Biological Sciences : журнал. — Faisalabad, Pakistan: Asian Network for Scientific Information, 2009. — Vol. 12, no. 11. — P. 866—871. — ISSN 1028-8880. — doi:10.3923/pjbs.2009.866.871. — PMID 19803121. Архивировано 5 июня 2018 года. (Дата обращения: 14 октября 2020)
  11. ↑ 1 2 Romanov M. N., Weigend S. (1999-05-16). "Genetic diversity in chicken populations based on microsatellite markers". Proceedings. Conference «From Jay Lush to Genomics: Visions for Animal Breeding and Genetics» (Ames, 16—18 May 1999). Ames, IA, USA: Iowa State University. p. 174. OCLC 899128334. Abstract 34. Архивировано из оригинала 14 марта 2005. Дата обращения: 14 марта 2005. (англ.)
  12. ↑ 1 2 Romanov M. N., Weigend S. Анализ генетического родства между различными популяциями домашних и диких джунглиевых (банкивских) кур с использованием микросателлитных маркеров (англ.) = Analysis of genetic relationships between various populations of domestic and jungle fowl using microsatellite markers // Poultry Science : журнал. — Champaign, IL, USA; Oxford, UK: Poultry Science Association Inc; Oxford University Press, 2001. — Vol. 80, no. 8. — P. 1057—1063. — ISSN 0032-5791. — doi:10.1093/ps/80.8.1057. — PMID 11495455. Архивировано 14 октября 2020 года. (Дата обращения: 14 октября 2020)
  13. ↑ World Watch List for Domestic Animal Diversity / Ed. by B. D. Scherf. — 3rd edn. — Rome, Italy: Information Division, FAO, UNEP, 2000. (англ.) (Дата обращения: 14 октября 2020) Архивировано 13 февраля 2020 года.
  14. ↑ 1 2 3 Weigend S., Romanov M. N. The World Watch List for Domestic Animal Diversity in the context of conservation and utilisation of poultry biodiversity (англ.) // World's Poultry Science Journal : журнал. — Cambridge, UK: World's Poultry Science Association; Cambridge University Press, 2002. — Vol. 58, no. 4. — P. 411—430. — ISSN 0043-9339. — doi:10.1079/WPS20020031. Архивировано 14 октября 2020 года. (Дата обращения: 14 октября 2020)
  15. ↑ Romanov M. N. Farm animal genetic resources. The global databank for farm animal genetic resources. Breeds currently in the global databank. Ukraine. Chicken. Domestic duck. Domestic goose. Turkey // World Watch List for Domestic Animal Diversity / Ed. by B. D. Scherf. — 2nd edn. — Rome, Italy: Information Division, FAO, UNEP, 1995. — P. 550—551, 602. — ISBN 92-5-103729-9. Архивировано 24 сентября 2015 года. (англ.) (Дата обращения: 14 октября 2020)
  16. ↑ Romanov M. N. Farm animal genetic resources. Global regions — breeds at risk. Europe. Ukraine (Chicken. Domestic duck. Domestic goose. Turkey) // World Watch List for Domestic Animal Diversity / Ed. by B. D. Scherf. — 3rd edn. — Rome, Italy: Information Division, FAO, UNEP, 2000. — P. 429—440, 642. — ISBN 92-5-104511-9. Архивировано 13 февраля 2020 года. (англ.) (Дата обращения: 14 октября 2020) Архивированная копия. Дата обращения: 14 октября 2020. Архивировано 13 февраля 2020 года.

Литература

  • Алтухов Ю. П. Генетические процессы в популяциях. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. — 431 с.
  • Иогансен В. О наследовании в популяциях и чистых линиях. — М.: Сельхозгиз, 1935. — 57 с.