利用rflp资料估计遗传变异 estimating genetic variation with restriction fragment length poly

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1、遗传HEREDITAS(Beijing)15(3):44-481993利用RFLP资料估计遗传变异①龙漫远②（四川农业大学数盆遗传研究室，雅安625014)EstimatingGeneticVariationwithRestrictionFragmentLengthPolymorphismDataLongManyuan(LaboratoryofQuantitativeGenetics,SichuanAgriculturalUniversity,Yaan625014)限制性片段长度多态性（RestrictionFragmentLengthPo

2、lymorphism，缩写为RFLP)，是指用限制性内切酶处理不同生物个体的DNA所产生的大分子片段的大小的差异．怎样合理地定量描述这样的差异，是许多分子遗传学家（如Jeffrey)(sl和群体遗传学家所努力以求的目标（见Li和Graur1991的专著〔‘’〕）．产生限制性片段长度多态性的原因，是DNA线性分子某一特定内切酶的识别位点发生了变化．其主要的变化，目前认识到是核普酸的替换（substitution)，虽然对另一类变化如核普酸的插人（insertion）或缺失（deletion）这样的长度变化的重要性还有待认识(13)．故本文讨论

3、的变异均定义为两DNA序列分化后平均每位点上发生的核昔酸替换的数目．这样的变异的定义，具有明确的分子生物学意义．并且可以将不同基因或不同DNA区段的变异大小进行比较．本文的目的是就RFLP变异分析所涉及的常用数学方法及其分子遗传学的解释，进行较全面的介绍，为遗传工作者分析RFLP数据提供依据．下面将变异分为群体内变异及群体间变异两个部分叙述．一、群体内变异有两种不同类型的群体内变异需要估计．一是从群体中抽出的一定数目的个体构成的样本本身的核昔酸的变异；二是样本所在的整个群体的核昔酸变异的估计。怎样依据RFLP资料正确估计这些变异，许多作者提

4、出了略有不同的方法．此外还应略加说明的是，RFLP资料应分为两类〔’‘〕，一是根据酶切资料作出的限制图构成的资料，由此可直观地看到各个限制酶识别位点在DNA上的联锁关系；第二类则是只包括由限制酶处理DNA序列后所产生的核昔酸片段的大小和数目的酶切资料，又称限制性片段类型（restrictionfragmentpattern)资料，通常所说的RFLP资料是指第一类限制图资料，只有当作限制图有困难时（如工作量太大），才用第二类资料。故本文介绍的方法中大部分都是用于第一类资料分析的．这些方法若应用于第二类资料，在可能时文中会作出交待．1．样本变异

5、的估计定义样本变异为P＝在样本所研究的一定的DNA序列中表现多态性的核昔酸位点所占的比例．有3种常用的方法计算P，包括Ewen犷等人‘”，Engels(4，和Hudson(6，提出的方法．前两种方法都涉及到一些遗传学的或分子进化论的基本假定．Hudson的方法不需要作任何特别的群体进化模型假定，其推导仅用简单的条件概率方法，较简明易懂和易于应用．他提出的估计式是①本文承美国加利福尼亚大学戴维斯校区（UniversityofCalifornia,Davis)黄宁、赖超强和张洪斌博士和CharlesLangley教授提出宝贵意见，谨致谢忱．②现

6、在美国哈佛大学比较动物学实验室读博士后．44·P二K/(2mr一Kr)(1)式中K为表现出多型性的限制位点的数目，m为限制位点的数目，r为限制位点的长度（即构成限制酶识别位点的核昔酸个数）．2．群体变异的估计一个广为应用的群体变异度量是二，文献中称为核昔酸变异指数(nucleotidediver-slty)(13,14),即为群体中任两个核昔酸序列间每核昔酸位点差异的平均数目．：的定义为二一Exlx，二。(2)式中不是第i种类型的核酸序列的群体频率，与是第i和第i种类型核酸序列间不同核昔酸所占的比例．现在按Nei11”和Kaplan（’。，

7、文献介绍的方法讨论怎样计算群体参数76.假定从一定个体数目的样本中（如n个同源DNA序列的限制图），抽出一对个体x和Y,按下式计算x和Y间相同核昔酸所占比例SXY2mS-＿二一‘3)”m二＋mr式中，二和m，分别为x与Y上限制位点的数目，MXY则为x与Y具有同样限制位点的数目．再由文献〔14〕提出的方法计算x和Y间核昔酸差异所占比例dsrds，一乡：·‘二，(4)计算样本内所有可能的对数的d=,，进而求d.,的平均数二。为二，一EEdxy/(2)(5)式中心）一城。一1)/2为心的总个数．最后，由下式估算群体变异参数：为“一n-n1，，(6

8、)运用分子群体遗传学的理论，如归并过程论（coalescentprocesstheory，见文献(7)，易证明FE的期望等于描述群体变异的标准分量4脚．此处u为突变率，N为群体大