第七章选择

第七章选择

单倍体-选择

单倍体-选择 A a T=0 T=1

新的频率依赖的比值。 选择系数(selection coefficient)

fA(t)依赖起始频率和(1-s)t， ，如果s提高10倍，等位基因频率改变的时间就会缩短10倍。

选择-二倍体 Viability selection：struggle for existence

假定等位基因A和a 影响生育力和存活到成体的概率，三个基因型的个体数：能够存活到成体的数目：

选择系数 选择系数：假定的生育力最大

选择的特殊形式 加性选择(additive selection)

Dominant advantageous allele

Recessive advantage alleles

Genic selection 一份a基因拷贝降低适合度（1-s) 相当于加性选择当A基因低频，其基因频率的改变取决于杂合子的生育力与aa纯合子的生育力比值。

定向选择 (directional selection) 无论A基因的初始频率是多少，A基因终将被固定下来。有利基因A，不利基因a，但这是依环境条件而定。等位基因频率的改变速度取决于选择系数。使等位基因频率发生显著变化的时间1/saa, 1%需要几百代，10%需要几十代。

定向选择 (directional selection) 如果一个基因对生存力的影响是隐性的(SAa=0， )，在其低频时选择几乎不起作用，因此把a基因排除将经历很长的时间。如果A基因对生存力的影响是隐性的(SAa=Saa，)，当A基因低频时，自然选择提高A的频率也将经历相当长的时间。

杂合子优势 (heterozygote advantage) 杂种优势维持稳定的多态，自然选择会提高稀少等位基因的频率，是平衡选择的特殊形式。

杂合子优势的例子1 患镰刀形贫血症的基因型是aa ,AA和Aa都不患该病。同时，Aa基因型更不容易患疟疾。杂合子Aa就成为了优势的基因型。AA（对疟疾敏感） Aa（比较健康！） aa（患镰刀贫血）

杂种优势的例子2 主要组织相容性复合体（Major Histocompatibility Complex, MHC）是由一组紧密连锁的、高度多态的编码主要组织相容性抗原的基因所组成，集中分布于脊椎动物某染色体上的一个特定的遗传区域，是一个与免疫应答和抗病性密切相关的多基因家族。在人类基因组中，大部分多态位点仅具有2-3个等位基因，但MHC有几个位点具有几百个等位基因。

杂合子劣势（heterozygote disadvantage) 杂合子劣势将固定其中一个等位基因，但固定谁，取决于它们的初始频率。如果A初始频率低，大部分A的拷贝以杂合子形式存在，由于杂合子适合度低于aa，最终被排除出去。是disruptive selection的一种形式。杂合子劣势的例子非常少，原因在于它与定向选择很难区分。

突变-选择平衡 突变将产生一个新的等位基因，在随后的世代中它的命运如何？如果它不影响表型，中性将只受遗传漂变的影响；如果有害，自然选择将降低它的频率。苯酮尿（phenylketonuria，PKU) ，PAH基因的隐性纯合子，不能代谢苯基丙氨酸，导致智力发育阻滞。自然选择清除引起PKU的基因，但新的基因不断由突变产生。在美国，大约1/10000.

突变-选择平衡 突变假定a不完全隐性，sAa不为零。由于a的频率低，a将以杂合子存在，杂合子的频率将从，由选择造成的a基因降低为，那么a基因的净变化当突变-选择平衡时，

突变-选择平衡 自然选择较难清除隐性有害基因。

Allelic heterogeneity Allelic heterogeneity is the phenomenon in which different mutations at the same locus causes a similar phenotype locus heterogeneity：a mutation at a different gene causes a similar phenotype

Fertility selection 子代的数目依赖亲本的基因型。 RH血型，Rh-母亲将产生不利于Rh+胎儿的抗体。

Fertility selection 植物自交不亲和系统：配子体自交不亲和没有植物在S位点属于纯合子，且至少三个等位基因。类似杂合子优势。

有限种群内的选择

新突变的固定概率 在随机漂变的情况下，一个新的突变被固定的概率是？大部分中性突变是被丢失的，但一些可以被固定。如果初始频率是1/2N，新突变会有多种轨迹，固定或者丢失，通常的轨迹为：在几代就被丢失。

如果一个中性等位基因的频率是0.5，在随后的很长一段世代时间里，它会主要维持在中等频率吗？如果一个中性等位基因的频率是0.5，在随后的很长一段世代时间里，它会主要维持在中等频率吗？

初始频率较高的等位基因即便没有选择优势，也有较大机会被固定。初始频率较高的等位基因即便没有选择优势，也有较大机会被固定。假设一个突变基因A，加性选择,被固定的概率强有力的基因未必会被固定，弱有害的基因也不一定会被清除。

一个基因是强烈被选择还是近中性依赖有效群体大小和选择系数。大种群里的有利基因相当于小种群里的近中性，大种群里的有害基因在小种群里有可能被固定下来。一个基因是强烈被选择还是近中性依赖有效群体大小和选择系数。大种群里的有利基因相当于小种群里的近中性，大种群里的有害基因在小种群里有可能被固定下来。

当强有利基因低频时，漂变起作用，当频率高时选择就是主要的决定力量。当强有利基因低频时，漂变起作用，当频率高时选择就是主要的决定力量。

弱有利基因可能在不同的时间段内被固定。

弱有害基因，很少的固定下来，大部分 丢失。强有害基因很快被清除。

被选择基因的替代速率 强有力基因的替换速率约为

同义突变和非同义突变

如果选择很重要，预期同义和非同义替代率不同，但有时不是。非同义替代率常常变化非常大。如果选择很重要，预期同义和非同义替代率不同，但有时不是。非同义替代率常常变化非常大。非同义替代率低，是由于非同义突变有害而没有被固定下来。非同义突变的固定概率非同义0.8*10-9，同义2.2*10-9，α=64%，64%的非同义突变是有害的。

大部分非同义替换率低于同义替换率，选择阻止了非同义替换的固定。大部分非同义替换率低于同义替换率，选择阻止了非同义替换的固定。一些受正选择的非同义突变，可能使非同义替换率高于同义替换率。叶猴

Genetic hitchhiking a means of transportation that is gained by asking people, usually strangers, for a ride in their automobile or other road vehicle。 Driver: locus affected by selection; hitchhiker: neutral locus. Selective sweep: positive slection Partial sweep: before advantageous allele is fixed Association overdominance: balancing selection

Selective sweep 在没有重组的情况下，伴随有利突变，所有基因都被固定下来，没有多态。在有重组，不会丢失所有的多态。距离越近，sweep程度越大。

Selective sweep 中性基因与受选择基因之间的重组距离c,与选择系数s，将决定中性基因的频率。

Partial sweeps 一个有利基因在被固定前，且达到中等频率时，携带该基因的染色体多态极低，而没有携带该基因的染色体多态正常。

第七章 选择