Phân biệt đặc điểm di truyền của quần thể tự thụ phấn và quần thể giao phối gần

I. Đặc điểm cấu trúc di truyền của quần thể tự thụ phấn

Do tự phối nên mỗi quần thể có tỉ lệ thành phần các kiểu gen và kiểu hình thay đổi qua từng thế hệ, trong đó thể dị hợp giảm dần, thể đồng hợp ngày càng tăng. Trong thực tế, quần thể tự phối bao gồm các dòng thuần chủng về các kiểu gen khác nhau.

Tần số tương đối của các alen thuộc mỗi gen là không đổi qua các thể hệ.

Ví dụ minh họa :

Xét một gen có 2 alen A và a, cho một quần thể tự thụ phấn liên tiếp nhiều thế hệ, do các cá thể AA chỉ sinh ra AA, các cá thể aa chỉ sinh ra aa, còn các cá thể Aa sinh ra ¼AA : ½Aa : ¼ aa nên sẽ có các kết quả ở từng thế hệ như  sau :

     P :                                100% Aa                              →   tần số A= a=0,5

     F1 :      1/4 AA        :      1/2 Aa       :       1/4 aa       →    tần số A= a=0,5

     F2 :      3/8 AA        :      1/4 Aa       :        3/8 aa      →    tần số A= a=0,5

     F3 :      7/16 AA      :      1/8 Aa       :       7/16 aa     →    tần số A= a=0,5

      . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 Fn :      \(\frac{1- \left ( \frac{1}{2} \right )^n}{2}\)  AA  :  \(\left ( \frac{1}{2} \right )^n\) Aa :   \(\frac{1- \left ( \frac{1}{2} \right )^n}{2}\) aa 

 F_∞ :          1/2 AA       :         0 Aa             :          1/2 aa       

Bài tập vận dụng :

Quần thể xuất phát P có  0,36 AA :  0,48 Aa :  0,16 aa. Xác định thành phần kiểu gen của quàn thể sau 3 thế hệ tự phối

      - Cứ qua một thế hệ tự phối thì tần số thể dị hợp tử Aa giảm đi 1/2 cho nên qua 3 thế hệ tự phối liên tiếp thì tần số thể dị hợp tử còn lại là 0,48 x (1/2)³ = 0,06.

      -  Tần số thể dị hợp tử giảm đi qua 3 thế hệ tự phối cũng là tần số tăng lên của cả 2 thể đồng hợp AA và aa do thể dị hợp Aa sinh ra là 0,48 - 0,06 = 0,42.  

  => Tần số thể đồng hợp AA sau 3 thế hệ tự phối là 0,36 + 0,42/2 = 0,57

       Tần số thể đồng hợp aa sau 3 thế hệ tự phối là 0,16 + 0,42/2 = 0,37

  => Cấu trúc di truyền của quần thể sau 3 thế hệ tự phối là :

                                0,57 AA  :  0,06 Aa  :  0,37 aa

II. Đặc điểm di truyền của quần thể ngẫu phối

- Do giao phối ngẫu nhiên nên quần thể có tính đa hình về kiểu gen và kiểu hình. Giữa các cá thể trong quần thể có sự sai khác nhau về rất nhiều chi tiết, khó mà tìm được 2 cá thể hoàn toàn giống nhau.

Chẳng hạn, 1 gen có k alen thì số kiểu gen trong quần thể là  k(k+1)/2

+ Nếu trên n cặp NST xét n gen có cùng k alen thì số kiểu gen của n gen là :

                                                       \(\frac{k(k+1)}{2}\)

+ Nếu trên n cặp NST xét n gen lần lượt có k₁, k₂, ..., k_n alen thì số kiểu gen của n gen là :

                        \(\frac{k_1(k_1+1)}{2} \times \frac{k_2(k_2 +1)}{2}\times ... \times \frac{k_n(k_n +1)}{2}\)  

- Ở một thời điểm xác định, mỗi quần thể:

+ Có một vốn gen xác định và mang tính đặc trưng. Vốn gen đó không những được di truyền qua các thế hệ sau mà còn được phát triển thêm do sự xuất hiện các alen đột biến mới.

+ Có tỉ lệ thành phần các kiểu gen xác định, ở trạng thái cân bằng và mang tính đặc trưng. Có tần số tương đối của các alen thuộc mỗi gen mang tính đặc trưng và không đổi qua các thế hệ liên tiếp.

Ví dụ minh họa

Xét một quần thể có cấu trúc di truyền ở thế hệ xuất phát P là :  

                             0,36 AA   :    0,48 Aa   :    0,16 aa.

    => Tần số alen ở thế hệ P:

                          Alen A = 0,36 + 0,48 : 2 =  0,6 

                          Alen a  = 0,16 + 0,48 : 2 =  0,4

Tần số các alen A, a cũng là tỉ lệ các loại giao tử mang các alen đó trong quần thể. Các giao tử của thế hệ P thụ tinh nhau qua ngẫu phối sinh ra thế hệ F₁:

Từ đó ta có : 

♂ (0,6 A x 0,4 a) x ♀(0,6 A x 0,4 a) = 0,36 AA   :    0,48 Aa   :    0,16 aa.

    => Tương tự cách tính trên, ở F₁ có tần số:                  

    Alen A =  0,6                   Alen a  =  0,4