intTypePromotion=3

Nghiên cứu đa đẳng động vật phần 4

Chia sẻ: Danh Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

0
58
lượt xem
10
download

Nghiên cứu đa đẳng động vật phần 4

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'nghiên cứu đa đẳng động vật phần 4', tài liệu phổ thông, sinh học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu đa đẳng động vật phần 4

  1. Âa daûng sinh hoüc ... håüp naìy taìi saín trong quaï trçnh trao âäøi cháút cuía ADN âæåüc sæí duûng maûnh trong chiãún læåüc âaî âënh træåïc vaì tàng sæû âa daûng. Âäúi våïi náúm, Selker vaì caïc cäüng sæû cuía äng ta (1990) âaî duìng Neurospora vaì Rossignol cuìng våïi caïc cäng nhán âaî duìng Ascobolus trong thê nghiãûm, nháûn tháúy viãûc sæí duûng kyî thuáût kãút håüp ADN vaì kyî thuáût chuyãøn gene âaî kãút håüp laûi caïc âäi NST tæång âäöng maì khäng bë haûn chãú båíi quaï trçnh giaím phán. Khi noï xuáút hiãûn trong tãú baìo åí giai âoaûn trung gian (sau khi thuû tinh), noï cung cáúp giaï thãø cho phán tæí tháûm chê methyl hoïa ADN. Træåìng håüp Neurospora ráút aính hæåíng trong quaï trçnh biãún dë, caïc gene âiãöu chènh khäng hoaût âäüng âaî âæa âãún chãút. Neurosopra dæåìng nhæ tæû noï coï sæû täø håüp vaì têch luîy ADN. Trong khi Ascobolus coï quaï trçnh Methyl hoïa caïc âäi khiãún cho sæû taïi täø håüp khäng maûnh meî nhæng caïc gene âæåüc mang trãn caïc vuìng cuía NST âæåüc thãø hiãûn. Sæû kãút håüp laûi cuía gene dæåïi sæû khäúng chãú cuía mäi træåìng vaì phaït triãøn. ÅÍ âáy coï ráút nhiãöu gene âæåüc nhán lãn khiãún cho coï sæû âiãöu phäúi cuía gene æïc chãú do quaï trçnh taûo phán tæí khi càûp âäi. Phaín æïng sinh hoïa chæa giaíi thêch âæåüc taûi sao r-ARN hay caïc nhán täú váûn chuyãøn laûi khäng chëu sæû chi phäúi cuía quaï trçnh naìy. Nguäön gäúc cuía gene khäng hoaût âäüng cuîng coï thãø âæåüc mang âãún tæì caïc nhán täú khuãúch taïn (chuí yãúu laì protein) maì khäng cáön sæû càûp âäi naìo. Caïc nhaì sinh hoüc phán tæí cung cáúp nhiãöu bàòng chæïng cho váún âãö naìy trãn tênh thuáûn nghëch cuía bàòng chæïng. Methyl hoaï ADN thæåìng âæåüc ghi nhán trãn cáúu truïc cuía NST. Chuïng ta biãút ràòng quaï trçnh âæåüc bàõt âáöu åí nhæîng trung tám khäng hoaût âäüng trãn NST, nhæng laìm sao noï hoaût âäüng vaì caïi gç kêch thêch noï váùn coìn bê áøn. Âiãøm quan tám åí âáy laì quaï trçnh täø håüp khäng cáön toaìn bäü chiãöu daìi cuía NST vaì pháön khäng hoaût âäüng laì taûm thåìi. Sæû sao cheïp âoï chëu taïc âäüng cuía caïc yãúu täú mäi træåìng. 49
  2. Dæång Trê Duîng G.T. 2001 5. Khaí æïng duûng di truyãön trong viãûc xaïc âënh tênh âa daûng sinh hoüc Chuïng ta âãöu thäúng nháút ràòng con ngæåìi laì loaìi sinh váût chuí âaûo trong giåïi sinh váût. Trong hoaût âäüng cuía mçnh, con ngæåìi âaî thæûc hiãûn thaình cäng vai troì chuí âaûo trong viãûc quaín lyï haìng ngaìn loaìi cuía hãû sinh thaïi thäng qua sæû thay âäøi liãn tuûc âåìi säúng cuía caïc sinh váût xuáút hiãûn trãn traïi âáút. Mäüt váún âãö xaíy ra roí raìng nháút laì sæû suy giaím nhanh choïng âa daûng sinh hoüc caïc hãû sinh thaïi (phaï ræìng laì mäüt dáùn chæïng tiãu biãøu). Giaïo sæ F. Di Castri vaì Y. Younes (1990) âaî täøng kãút ràòng: Chuïng ta chè coï mäüt êt kiãún thæïc vãö nguäön gäúc cuía sæû âa daûng sinh hoüc, mæïc âäü chëu âæûng vaì äøn âënh cuía loaìi (chè åí mæïc bàõt âáöu cuía sæû äøn âënh vaì quaï trçnh phaï huíy) vaì sæû xuáút hiãûn cuía loaìi chuí âaûo. Ba mæïc âäü nghiãn cæïu vãö âa daûng sinh hoüc coï thãø laì yï âäö cuía caïc nhaì sinh hoüc phán tæí: pháön quan troüng nháút laì xaïc âënh sæû âa daûng åí mæïc âäü caï thãø (sinh váût, tãú baìo, kiãøu gene vaì kiãøu hçnh) vaì hoaût âäüng cuía chuïng cuìng våïi tênh thêch nghi (sinh lyï vaì âiãöu chènh), pháön thæï hai laì caïc thäng tin cuía caïc quaï trçnh phán tæí vaì pháön cuäúi cuìng laì pháön suy âoaïn vãö hãû sinh thaïi, âoï vaì viãûc maì chuïng ta chæa coï nhiãöu kinh nghiãûm. Âa daûng sinh váût trãn thæûc váût thãø hiãûn sæû thêch nghi våïi mäi træåìng thäng qua âa daûng ADN. ADN laì mäüt âån vë maì trong cáúu truïc cuía noï cung cáúp thäng tin vãö di truyãön vaì quaï trçnh chuyãøn hoïa cuía taûo sæû nhán baín vaì biãún dë. Sæû nhán baín laì cå såí cuía sæû äøn âënh vãö sinh hoüc vaì phaït triãøn säú læåüng thäng qua sæû nhán baín chênh xaïc. Biãún dë laì hoaût âäüng cuía sæû âa daûng. Khi thäng tin di truyãön âæåüc täø chæïc thaình mäüt säú gene âàûc biãût, sæû sàõp xãúp laûi hãû gene, thäng qua sæû kãút håüp cuía caïc phán tæí ADN åí giai âoaûn sinh saín hay sæû chuyãøn gene åí màût phàóng xêch âaûo do virus hay sæû kãút håüp khaïc loaìi, sæû âa daûng caïc thãú hãû åí mæïc âäü caï thãø nhanh hån sæû têch luíy caïc biãún dë di truyãön. Âæa mäüt tãú baìo hay mäüt caï thãø vaìo trong caïc mäi træåìng khaïc nhau, chuïng seî coï sæû thêch nghi trong phaûm vi cho pheïp cuía kiãøu di truyãön. Âa säú tãú baìo biãún 50
  3. Âa daûng sinh hoüc ... âäüng trong thåìi gian daìi hay ngàõn âãø phaín æïng våïi nhæîng taïc âäüng bãn ngoaìi. Phaín æïng trong thåìi gian ngàõn âæåüc xaïc âënh täút nháút thäng qua quaï trçnh trao âäøi cháút vaì sæû âiãöu khiãøn trao âäøi cháút (Kacser vaì Brrns, 1973) hay hoaût âäüng cuía enzyme (hoaût tênh, æïc chãú vaì biãún âäøi hoaï hoüc). Sæû thêch nghi trong thåìi gian daìi âæåüc xaïc âënh thäng qua caïc quaï trçnh biãún âäøi phæïc taûp cuía sæû âiãöu chènh tráût tæû di truyãön (âiãöu khiãøn sæû kêch thêch, æïc chãú, sao cheïp) vaì sæû phán chia tãú baìo theo qui luáût cho âãún khi hçnh thaình maìng tãú baìo vaì hoaût âäüng. Sæû âa daûng laìm giaím khaí nàng trao âäøi di truyãön giæîa caïc caï thãø vaì coï thãø dáøn âãún nguy këch cho loaìi måïi. Sæû phán bäú ngáøu nhiãn vaì sæû choün loüc åí mæïc âäü sinh váût vaì quáön xaî seî täø chæïc laûi tênh âa daûng sinh hoüc åí mæïc âäü âëa lyï vaì säú læåüng. Ngaìy nay caïc phæång tiãûn sinh hoaï (PCR) taûo âiãöu kiãûn thuáûn låüi cho viãûc xaïc âënh tênh âa daûng, theo doíi sæû biãún âäøi vaì hçnh thaình phán tæí cå baín cuía quáön thãø sinh hoüc. III. Âa daûng gene vaì vai troì cuía noï trong sæû täön taûi loaìi 1. Sæû biãún âäøi trong nguäön gene. Âa daûng sinh hoüc âäi khi chè xaïc âënh âån âäüc våïi säú loaìi xuáút hiãûn åí mäüt vuìng naìo âoï, nhæng tháût ra tháût ngæî naìy cuîng âæåüc aïp duûng åí mæïc âäü trong loaìi. Màûc duì loaìi âæåüc xaïc âënh båíi nhæîng âàûc tênh nháút âënh naìo âoï nhæng nhæîng thaình viãn trong loaìi cuîng coï thãø coï nhiãöu khaïc biãût. Pháön khaïc biãût naìy do taïc âäüng cuía mäi træåìng nhæng baín cháút laì do di truyãön. Sæû täön taûi caïc kiãøu di truyãön khaïc nhau laì âàûc tênh cå baín cuía loaìi. Sæû xuáút hiãûn kiãøu hçnh cuía caïc kiãøu di truyãön coï thãø laìm khaïc biãût giæîa kiãøu hçnh cäø âiãøn våïi mäüt säú kiãøu hçnh hiãûn nay vaì âàûc tênh säú læåüng våïi sæû phán bäú liãn tuûc. Tæì quan âiãøm tiãún hoaï, sæû biãún âäüng vãö kiãøu di truyãön coï táöm quan troüng nháút âãø loaìi coï khaí nàng thiïch nghi ngàõn nháút våïi âiãöu kiãûn vä sinh vaì hæîu sinh cuía mäi træåìng, nãúu láu daìi coï thãø thay âäøi trong hãû gene âãø thêch nghi hay phaín æïng våïi nhæîng biãún âäüng cuía mäi træåìng. 51
  4. Dæång Trê Duîng G.T. 2001 Âiãöu kiãûn âáöu tiãn âãø nghiãn cæïu vai troì cuía sæû biãún âäüng nguäön gene trong nhæîng loaìi coìn täön taûi vaì nhæîng loaìi âaî tuyãût chuíng laì sæû hiãøu biãút vãö sæû biãún âäüng åí mæïc di truyãön. Thuáût ngæî di truyãön coï nghéa laì xaïc âënh säú loci âa hçnh, säú allele, quan hãû æu thãú, kiãøu gene vaì sæû phán bäú theo khäng gian cuía caïc kiãøu di truyãön. Sæû biãún âäüng bäü gene åí mæïc âäü caï thãø - säú kiãøu gene - coï tiãöm nàng ráút låïn. Våïi x loci khaïc nhau, mäùi loci coï a allele, säú kiãøu gene g x  a (a + 1)  seî laì g =  Säú kiãøu gene coï thãø coï thê duû våïi 100 loci khaïc nhau, mäùi 2  coï 2 allele thç g seî tênh âæåüc laì 5x1047. Baíng 2.4: Sæû phán chia trung bçnh cuía caïc loci âa hçnh (P) vaì di håüp tæí (H) trãn cå såí khaío saït di håüp làûn åí 3 nhoïm sinh váût, n laì säú loaìi âæåüc khaío saït, sai säú chuáøn trong ngoàûc (theo Hamrick vaì Godt, 1990 vaì Nevo cuìng cäüng taïc viãn, 1984) P N H n Thæûc váût 0.342 (0.012) 468 0.113 (0.005) 468 Âäüng váût khäng xæång säúng 0.375 (0.011) 371 0.100 (0.005) 361 Âäüng váût coï xæång säúng 0.226 (0.006) 596 0.054 (0.003) 551 Háöu hãút sæû hiãøu biãút cuía chuïng ta vãö khiïa caûnh gene âãöu dæûa vaìo kyî thuáût âiãûn di protein. Phæång phaïp naìy cho pheïp chuïng ta phaït hiãûn caïc kiãøu gene khaïc nhau åí mæïc âäü phán tæí. Phán tæí prortein coï mäüt nguäön tènh âiãûn, do vaìi bäü pháûn cuía acid amin, coï thãø laì âiãûn ám hay âiãûn dæång, noï seî di chuyãøn trong træåìng âiãûn tæì. Sau khi âiãûn di vaì nhuäüm maìu, caïc protein âàûc biãût seî hiãûn ra. Sæû biãún âäüng gene åí mæïc âäü ADN dæûa vaì protein coï thãø âæåüc phaït hiãûn bàòng sæû di chuyãøn âãún caïc vë trê khaïc nhau khi âiãûn di, êt nháút khi thay âäøi mäüt nhoïm acid amin seî dáøn âãún sæû thay âäøi vãö tènh âiãûn. Sæû khaïc nhau vãö di truyãön åí mæïc âäü ADN gáy ra bàòng caïc base âån âäüc cuîng âæåüc phaït hiãûn bàòng âiãûn di. Chè coï nhæîng base âån âäüc thay âäøi seî dáøn âãún sæû thay âäøi phán tæí protein vaì coï thãø âæåüc phaït hiãûn vç mäùi phán tæí protein âæåüc 52
  5. Âa daûng sinh hoüc ... xaïc âënh bàòng caïc kyî thuáût nhuäüm maìy riãng biãût, do âoï caïc gene khaïc nhau âæåüc phaït hiãûn åí caïc loci khaïc nhau. Khi choün loüc ráút nhiãöu caï thãø cho nhiãöu loci thç chuïng ta coï thãø tênh âæåüc sæû âa daûng gene, phæång phaïp naìy thêch håüp cho viãûc xaïc âënh säú læåüng kiãøu gene khaïc nhau. Nhæîng thäng tin thu tháûp âæåüc tæì kãút quaí nghiãn cæïu vãö dë håüp tæí cho tháúy quáön thãø âäüng váût vaì thæûc váût biãún âäüng ráút låïn. Baíng 2.5 cho biãút vãö dë håüp cuía nhiãöu loaìi, nhæng trong nghiãn cæïu vãö mäüt loaìi cuîng tháúy sæû khaïc biãût vãö di håüp tæí. Thê duû cän truìng seî coï mæïc âäü biãún âäüng gene cao hån thæûc váût, Khoaí tæí coï nguäön gene biãún âäüng låïn. Chim vaì nhæîng âäüng váût àn thët thç êt coï sæû biãún âäüng trong nguäön gene. Baíng 2.5: Thê duû vãö nhæîng loaìi khäng coï biãún âäøi gene âaî âæåüc phaït hiãûn Loaìi Säú loci Taìi liãûu cuía Voi biãøn phiïa bàõc 24 Bonnell vaì Selander (1974) (Mirounga angustirostris) Baïo sàn 52 O’Brien vaì cäüng sæû (1985) (Acinonyx jubatus) Choï biãøn 30 Swart vaì Van Delden (1994) (Phoca vitulina) Baíng trãn cho biãút vaìi loaìi coï säú loci táûp trung cao nhæng khäng coï sæû biãøn âäøi vãö di håüp. Âäúi våïi Baïo sàn, sæû âa daûng genen tæång æïng våïi tênh phæïc taûp cuía täø chæïc mä. 2. Nhæîng aïp læûc taïc âäüng lãn sæû biãún âäøi di truyãön. Sæû biãún trong quáön thãø hiãûn nay âæåüc læu giæî khi säú caïc âiãöu kiãûn hoaìn thaình. Âënh luáût Hardy Weinberg thãø hiãûn laûi hiãûn tæåüng naìy. Hån næîa noï cuîng noïi lãn sæû tæång thêch cuía kiãøu gene dæûa trãn táön säú allele. Baíng 2.6 cho tháúy aính hæåíng cuía sæû thay âäøi kiãøu gene taûo nhiãöu aïp læûc cho quáön thãø. Mäüt gene biãún âäøi seî xuáút hiãûn âäüt biãún vaì gene seî chuyãøn tæì caïc quáön thãø di truyãön khaïc. Choün loüc chäúng laûi tênh traûng làûn seî haûn chãú sæû thay thãú allele vaì dáùn âãún âån hçnh trong tæìng locus. 53
  6. Dæång Trê Duîng G.T. 2001 Dæåïi mä hçnh quaï æu thãú naìy, cuîng nhæ caïc daûng choün loüc cán bàòng khaïc nhæ trong vaìi træåìng håüp táön säú phuû thuäüc vaìo sæû choün loüc, sæû khaïc biãût kiãøu gene âæåüc baío vãû. Máút âi sæû biãún âäüng kiãøu gene seî xuáút hiãûn khi sæû thay âäøi táön säú di truyãön vaì lai gáön laì æu thãú. Baíng 2.6: aính hæåíng cuía aïp læûc tiãún hoïa lãn táön säú allele Biãún âäüng trong quáön thãø Biãún âäüng giæîa caïc quáön thãø Biãún dë + - Sæû phán bäú gene + - Biãún âäøi táön säú di truyãön - + Choün loüc træûc tiãúp - +/- Choün loüc cán bàòng + - Kãút håüp thêch håüp +/- +/- 3. Sæû biãún âäøi táön säú di truyãön Theo lyï thuyãút, coï mäüt mä hçnh âãø phán têch caïc quaï trçnh âaî âæåüc læu yï åí trãn vãö säú læåüng. Chuïng ta táûp trung vaìo váún âãö biãún âäøi táön säú di truyãön vaì giao phäúi cáûn huyãút. Aính 4 hæåíng cuía hiãûn tæåüng naìy xaíy ra khi säú læåüng caï thãø 3 trong quáön thãø tháúp. Giaím 2 âi vãö säú læåüng trong quáön 1 thãø laì mäüt tçnh traûng âang 0 0 1 2 3 4 5 6 7 xaíy ra sæû caûnh tranh cuía Hçnh 2.5: Sæû biãún âäøi táön säú allele cuía mäüt quáön thãø læåîng nhiãöu loaìi. Bë sàn bàõt, âäüc täú bäüi N=2, táön säú ban âáöu laì 0.5 hoïa hoüc hay máút âi vuìng cæ truï laì mäüt trong nhæîng nhán täú haûn chãú læåüng quáön thãø. Mäüt quáön thãø chëu sæû taïc âäüng cuía âiãöu kiãûn báút låüi, thæåìng tråí nãn nhoí hån, bë phán càõt hay caïch ly vaì do âoï noï coï sæû biãún âäøi thêch håüp trong bäü maïy di truyãön. Sæû biãún âäøi trong bäü maïy di truyãön xuáút hiãûn khi quáön thãø nhoí. Khi quáön thãø coï säú læåüng tháúp, táön säú allele cuía caïc caï thãø trong thãú hãû måïi seî khaïc våïi thãú hãû træåïc. Sæû biãún âäøi naìy âæåüc thãø hiãûn trong hçnh 2.5. Våïi säú læåüng cuía quáön thãø phuû bao 54
  7. Âa daûng sinh hoüc ... gäöm mäùi thãú hãû coï 2 caï thãø, theo âoï coï 4 allele åí locus A. Mäùi quáön thãø phuû bàõt âáöu bàòng allele 2A vaì 2a, nhæ thãú táön säú allele ban âáöu laì 0.5. Do sæû biãún âäøi di truyãön, táön säú allele thay âäøi theo caïc thãú hãû vaì cuäúi cuìng trong mäùi nhoïm phuû âæåüc xaïc âënh bàòng cå häüi cho mäùi allele vaì täøng caïc âäöng håüp tæí xuáút hiãûn. Sæû biãún âäøi di truyãön laìm máút âi tênh âa daûng di truyãön trong caïc quáön thãø caïch ly. Quáön thãø trung gian xuáút hiãûn nhiãöu táön säú allele khaïc nhau trong säú caïc quáön thãø nhoí seí tàng cho âãún khi sæû kãút håüp tråí nãn hoaìn toaìn. Æåïc tênh 1/2 säú quáön thãø phuû seî âæåüc xaïc Hçnh 2.6: Sæû suy thoaïi quáön âaìn do suy thoaïi di truyãön trong tæìng thãú hãû våïi giaï trë N khaïc nhau. âënh cho allele a vaì 1/2 cho A khi táön säú ban âáöu laì 0.5. Mäüt váún âãö quan troüng åí mæïc âäü gene laì tè lãû cuía âäöng håüp tæí trong quáön thãø trung gian seî cao hån tênh toaïn dæûa trãn âënh luáût Hardy-Winberg. Trong thê duû våïi quáön thãø coï N cuía 2 thç aính hæåíng cuía sæû biãún dë ráút låïn. ÅÍ quáön thãø låïn, noï cáön ráút êt thãú hãû âãø hoaìn thaình mäüt sæû kãút håüp cuía caïc quáön thãø phuû vaì laìm tàng täúc âäü âäöng håüp tæí åí quáön thãø giæîa, kãút quaí thãø hiãûn trong hçnh 2.6. Khaí nàng máút âi säú allele thäng qua sæû biãún Hçnh 2.7: Sæû máút âi allele trong tæìng thãú hãû do suy thoaïi di truyãön dë liãn quan âãún táön säú cuía quáön thãø äøn âënh våïi N=6, säú allele ban âáöu laì 4 vaì 12 cuía noï. Nhæîng allele hiãúm dãù bë máút, hçnh 2.7 thãø hiãûn täúc âäü máút cuía caïc allele trong træåìng håüp a4 vaì a12. 55
  8. Dæång Trê Duîng G.T. 2001 - Säú læåüng caï thãø trong quáön âaìn aính hæåíng âãún sæû biãún dë di truyãön: sæû biãún âäøi vãö táön säú di truyãön phuû thuäüc ráút låïn vaìo säú læåüng cuía quáön thãø, nhæng quáön thãø trong tæû nhiãn khäng chè ra mæïc âäü biãún âäøi, theo lyï thuyãút cuía thê duû vãö sæû giaím nhanh quáön thãø trong quaï khæï âæåüc taïi hiãûn laûi aính hæåíng mæïc âäü biãún di âãún säú læåüng cuía quáön thãø hiãûn nay. Âãø xaïc âënh mæïc âäü biãún âäøi trong mäüt tçnh traûng nhæ thãú, sæû hiãøu biãút vãö aính hæåíng cuía quáön thãø, mäúi quan hãû giæîa Ne vaì cåí quáön thãø N1, N2 ... Nt åí thãú hãû 1 1 1 1 1 = + + ... +  våïi Ne coï thãø nhoí thæï 1, 2, ... t cho båíi cäng thæïc N e t  N1 N 2 Nt  hån N trong tæìng thãú hãû. Nhæ trong quáön âaìn bæåïm âæåüc theo doíi trong 5 nàm vaì coï säú caï thãø tham gia sinh saín trong tæìng nàm laì 10, 20, 100, 20 vaì 10 1 11 1 1 1 1 31 =(+ + + + )= thç . Nhæ váûy säú caï thãø sinh saín cáön thiãút N e 5 10 20 100 20 10 500 500 Ne = = 16.1 , tæì âáy cho tháúy quáön âaìn hiãûu quaí trong 5 nàm (16) cao hån 31 quáön âaìn tháúp nháút (10) nhæng tháúp hån quáön âaìn täúi âa (100) vaì quáön âaìn trung bçnh (32). Hçnh 2.8 mä taí sæû khaïc nhau giæîa N vaì Ne cho tæìng træåìng håüp. Theo kãút quaí vãö sæû biãún dë cuía ruäöi dáúm Drosophila thç mäüt quáön âaìn coï 500 caï thãø coï sæû cán bàòng giæîa sæû máút âi tênh âa daûng gene vaì sæû biãún dë tàng tè lãû dë håüp tæí vaì tæì âoï hçnh thaình luáût 50/500 tæïc laì quáön thãø Hçnh 2.8: Aính hæåíng cuía sæû giaím maûnh di truyãön trong âaìn qua 5 thãú hãû. N laì säú caï thãø phán taïn cáön êt nháút laì 50 caï thãø vaì täút trung bçnh vaì Ne laì quáön âaìn thaình cäng nháút laì 500. Luáût naìy khoï aïp duûng trong thæûc tãú vç åí âáy giaí âënh quáön thãø coï N caï thãø vaì khaí nàng sinh saín trong tæìng 56
  9. Âa daûng sinh hoüc ... caï thãø trong quáön âaìn nhæ nhau. Thæûc tãú caïc caï thãø trong quáön âaìn khäng nhæ nhau do khaïc biãût vãö tuäøi, sæïc khoeí, dinh dæåîng. - Tênh giaím nhanh nhæîng biãún dë di truyãön (genetic bottlenecks): Mäüt quáön thãø coï thãø giaím nhanh sæû biãún dë di truyãön laì do mäi træåìng hay säú læåüng trong quáön thãø coï thãø gáy chãút toaìn bäü hay chè coìn mäüt vaìi caï thãø säúng soït. Khi quáön thãø giaím nhanh tênh biãún dë di truyãön thç nhæîng allele hiãúm seî máút âi nãúu säú caï thãø mang gene naìy chãút táút caí, nãúu nhæîng allele naìy coìn täön taûi thç giaím tè lãû dë håüp tæí vaì giaím sæïc säúng. Thê duû vãö quáön âaìn Sæ tæí Ngorongoro Crater åí Tanzania coï 60-75 con, khi bãûnh ruäöi buìng näø vaìo nàm 1962 chuïng chè coìn coï 1 con âæûc vaì 9 con caïi. Hai nàm sau 7 con âæûc khaïc nháûp cæ vaìo, tæì âoï khäng coìn sæû gia tàng naìo næía, mäüt quáön âaìn måïi âæåüc hçnh thaình, sæû khaïc biãût trong quáön âaìn vaì sæû khaïc biãût vãö sinh saín khiãún cho sæû giaím nhanh di truyãön xuáút hiãûn màûc duì säú læåüng caï thãø trong âaìn tàng lãn 75-125. Nãúu so våïi quáön âaìn Sæ tæí Serengeti åí gáön âoï thç quáön âaìn naìy giaím nhanh di truyãön laì do tinh truìng bë biãún daûng vaì giaím tè lãû sinh saín. - Tè lãû giåïi tênh trong quáön âaìn cuîng aính hæåíng âãún biãún di di truyãön: Mäüt lyï do khaïc laìm cho Ne nhoí hån N laì tè lãû khäng tæång âæång giæîa con âæûc vaì con caïi täön taûi trong nhæîng thãú hãû kãú tiãúp nhæ trong quáön âaìn âäüng váût coï mäüt vaìi con âæûc vaì ráút nhiãöu con caïi seî aính hæåíng âãún biãún Hçnh 2.9: Säú læåüng quáön âaìn thaình cäng Ne giaím âi khi täøng säú con âæûc vaì con caïi laì 100 nhæng gia tàng khäng âãöu. âäøi di truyãön maûnh hån åí caïc thãú hãû sau. 57
  10. Dæång Trê Duîng G.T. 2001 Thê duû mäüt quáön âaìn chung thuíy (1 âæûc :1 caïi cuìng säúng láu daìi) nhæ ngäøng coï 20 con âæûc vaì 6 con caïi thç chè coï 12 con coï khaí nàng tham gia sinh saín. Mäüt quáön âaìn khaïc coï quan hãû maûnh, nhæ mäüt con Voi âæûc coï khaí nàng khäúng chãú nhiãöu con caïi vaì ngàn chàûn sæû tiãún tåïi cuía nhæîng con âæûc khaïc hay Choï hoang åí Cháu Phi våïi con caïi maûnh coï thãø tham gia sinh saín våïi nhiãöu con âæûc vaì tæì 4N m N f âoï giaï trë quáön âaìn thaình cäng Ne âæåüc tênh nhæ sau N e = . Nhçn Nm + N f chung, tè lãû giåïi tênh cuía caïc caï thãø sinh saín khäng tæång âæåüng khiãún cho tè lãû quáön âaìn hiãûu quaí våïi täøng säú caï thãø (Ne/N) cuîng giaím (hçnh 2.9) 4. Lai gáön Mäúi quan hãû ráút gáön våïi hiãûn tæåüng suy thoaïi vaì cuîng coï nhiãöu liãn quan våïi säú læåüng cuía quáön thãø. Lai gáön âæåüc xaïc âënh khi coï mäüt taïc âäüng cuìng doìng maïu hån laì xaïc âënh quáön thãø. Mæïc âäü lai âæåüc xaïc âënh bàòng hãû säú lai gáön F âæåüc xaïc âënh laì táön säú maì Hçnh 2.10: Suy thoaïi di tuyãön aính hæåíng maûnh âãún quáön âaìn coï kêch thæåïc hai allele åí nhoí. Quáön âaìn 500 caï thãø coï tè lãû 90% tè lãû dë håüp so våïi ban âáöu trong khi quáön âaìn 20 con chè coìn laûi 5% sau 100 thãú hãû. mäüt locus trong mäüt cå thãø læåîng bäüi sao cheïp tæì mäüt hay cuìng mäüt allele täø tiãn. Træåìng håüp lai gáön coï 33% säú caï thãø chãút cao hån lai xa. Quan hãû cuía sæû biãøn âäøi gene vaì lai gáön âæåüc xaïc âënh bàòng hãû säú F âãø âaïnh giaï. Mæïc âäü lai gáön trong quáön thãø âæåüc âaïnh giaï thäng qua N. Trong 58
  11. Âa daûng sinh hoüc ... mäüt quáön thãø coï mäüt säú læåüng nháút âënh, F seî tàng qua mäùi thãú hãû, âäü gia tàng 1 cuía F, ∆F = . Mäúi quan hãû giæîa F vaì cåí cuía quáön thãø vaì thåìi gian (thãú hãû) 2N e âæåüc thãø hiãûn qua hçnh 2.10. Theo phæång trçnh naìy, mäüt quáön thãø coï 50 con seî giaím âi säú dë håüp tæí 1 laì 1% trong tæìng thãö hãû, âäúi våïi quáön âaìn 25 con thç sæû máút âi laì 2% = . 2 x 25 Nãúu coï sæû di cæ vaì quaï trçnh biãún dë thç phæång trçnh naìy khäng coìn thêch håüp âæåüc næîa. Ngay caí quáön âaìn coï allele åí táön säú tháúp cuîng khäng máút âi tênh di truyãön (hçnh 2.11). Trong quáön thãø lai gáön, sæû phaï våí dë håüp Hçnh 2.11: Di cæ vaì nháûp cæ aính hæåíng âãún cáúu truïc di truyãön cuía âaìn 120 con. (A) täúc âäü nháûp cæ laì 0.1 tæïc 1 caï thãø trong 1 thãú hãû khäng gáy suy tæí tháúp hån theo thoaïi gene; (B) tè lãû biãún dë laì 1% hay låïn hån seî aính hæåíng dë håüp tæí. suy âoaïn bàòng âënh luáût Hardy-Weinberg. Trong mäüt locus coï 2 allele A vaì a våïi táön säú laì p vaì q, tè lãû âäöng håüp tæí AA trong lai gáön laì p 2 (1 − F ) + pF vaì pháön di håüp Aa laì 2 pq (1 − F ) âæåüc so saïnh våïi p 2 vaì 2 pq cuía Hardy- Weinberg. 59
  12. Dæång Trê Duîng G.T. 2001 Quáön thãø giaím âi vãö säú læåüng khäng coï nghéa laì hoaìn toaìn seî giaím âi sæû dë håüp. Nãúu quáön âaìn tàng nhanh säú læåüng sau mäüt thåìi gian giaím taûm thåìi thç tênh dë håüp cuía cå thãø âæåüc têch luíy màûc duì säú allele hiãûn taûi âang giaím (hçnh 2.12) 5. AÏp læûc cuía lai gáön Sæû gia tàng âäöng håüp tæí trong sæû lai gáön thæåìng âæåüc âi keìm theo hiãûn tæåüng suy thoaïi cáûn huyãút. Nhæîng caï thãø trong lai gáön yãúu hån lai xa. Säú liãûu coï giaï trë nháút trãn nhæîng sæû suy thoaïi trong lai gáön tæì phoìng thê nghiãûm (hçnh 2.13) vaì trong chàn nuäi vaì träöng troüt. Tiãúp vaìo âoï laì sæû thuû tinh cheïo: khi lai khaïc doìng thãú hãû F1 maûnh khoíe hån so våïi cuìng cha meû. Hai lyï thuyãút âæåüc giaí âënh âãø giaíi thêch sæû suy thoaïi trong Hçnh 2.12:Hiãûu æïng giaím nhanh cuía quáön âaìn. lai gáön vaì thuû tinh cheïo. Giaí thuyãút coï aính hæåíng nháút laì quáön thãø lai xa, nhæîng allele gáy haûi åí traûng thaïi làûn xuáút hiãûn åí nhiãöu locus våïi táön säú tháúp. Do sæû tàng âäöng håüp trong lai gáön thç nhæîng allele nhæ thãú seî tråì thaình âäöng håüp. Dáön dáön nhæîng caï thãø âoï giaím âi sæïc chëu âæûng. Sæû thãø hiãûn nhæîng allele yãúu nhæ thãú âaî thãø hiãûn roí åí ruäöi dáúm (Drosophila) vaì ngæåìi. Sæû gia tàng dë håüp tæì sæû kãút håüp khaïc doìng vaì khaïc caïc allele yãúu laì âiãöu kiãûn laìm tàng sæïc maûnh cuía quáön âaìn. 6. Hãû thäúng sinh saín. Hãû thäúng sinh saín cuía caïc loaìi coï aính hæåíng ráút låïn trong caï mæïc âäü lai gáön vaì åí mæïc âäü täø chæïc hay biãún âäøi gene. Hçnh 2.14 chæïng minh sæû gia tàng F trong caï thãú hãû våïi caï hãû thäúng sinh saín khaïc nhau. 60
  13. Âa daûng sinh hoüc ... Âàûc biãût âäúi våïi sinh váût tæû thuû, mæïc âäü lai gáön gia tàng ráút nhanh. Coï nhiãöu loaìi thæûc váût coï khaí nàng tæû thuû cao thç laìm sao giaím âæåüc khaí nàng lai gáön. Mäüt giaí thuyãút khaïc cho ràòng nhæîng loaìi tæû thuû cuîng phaït triãøn maûnh nhæ sinh váût lai xa trong âiãöu kiãûn khäng coï gene gáy haûi xuáút hiãûn. Mäüt lyï do giaíi thêch laì nhæîng allele nguy haûi trong loaìi tæû thuû âaî bë haûn chãú trong quaï Hçnh 2.13: Hãû säú lai gáön F gia tàng theo säú læåüng caï thãø (N) trong tæìng âaìn. khæï. Kãút quaí nghiãn cæïu hiãûn nay trãn mæïc âäü aính hæåíng cuía lai gáön trãn hai quáön thãø luûc bçnh (Eichhornia paniculata) laì mäüt cho lai xa vaì mäüt cho tæû thuû tháúy kãút quaí phuì håüp. 7. Sæû diãût vong vaì thay âäøi gene Nhæîng loaìi säúng åí nhæîng vuìng bë phaï huíy hay ngàn caïch thæåìng laì quáön thãø nhoí chuïng seî dãù daìng bë diãût vong do caïc caï thãø tråí nãn thuáön chuíng. Nhæîng quáön thãø naìy coï nhiãöu ruíi ro âi dãún quáön thãø bàòng khäng hån laì quáön thãø låïn. Nguyãn nhán chuí yãúu laì do sæû biãún âäøi di truyãön vaì lai gáön âãöu âáöu tiãn laì laìm máút âi nhæîng allele âàûc træng åí mäüt hay nhiãöu locus, sæû thay âäøi âoï laìm cho con váût chëu càng thàóng khi âæång âáöu våïi mäi træåìng. Mäüt quáön thãø chæïa âæûng nhæîng caï thãø máút khaí nàng thêch nghi seî coï nhiãöu khaí nàng diãût vong. Váún âãö thæï hai laì váún âãö chung noïi vãö khaí nàng máút âi tênh thêch nghi vaì nguy cå do lai gáön. 61
  14. Dæång Trê Duîng G.T. 2001 Nhæîng træåìng håüp nhæ bæåïm mang sàõc täú âen cuía cäng nghiãûp, tãú baìo maïu hçnh læåîi liãöm åí ngæåìi, giaím khaí nàng chiãún âáúu cuía chuäüt vaì khaí nàng khaïng thuäúc cuía cän truìng laì nhæîng thê duû âiãøn hçnh. Táöm quan troüng cuía viãûc täön taûi hay vàõng màût cuía sæû thay âäøi gene âæåüc kiãøm chæïng qua thê nghiãûm trãn ruäöi dáúm (Drosophila melanogaster) khaïc nhau vãö di truyãön åí locus alcohol dehydrogenase (Adh), chäø âoï chëu âæûng nhiãöu loaûi càng thàóng. Locus naìy coï 2 allele laì nhanh (F) vaì cháûm (S). Kiãøu gene Adh khaïc nhau vãö tè lãû säúng trong mäi træåìng coï âäüc täú cuía ræåüu. Âäöng håüp tæí F säúng maûnh hån S trong khi dë håüp tæí coï sæïc säúng trung bçnh. Tè lãû säúng coìn coï mäúi liãn quan âãún hoaût tênh cuía ADH cuía kiãøu gene, khi mäüt quáön âaìn coï thãø âäöng håüp tæí F hay S hay dë håüp tæí chæïa trong mäi træåìng ethanol, mäüt säú quáön âaìn khäng täön taûi sau vaìi thãú hãû. Tuy Hçnh 2.14: Hãû säú lai F gia tàng theo caïc phæång thæïc sinh saín. nhiãn sæû suy giaím quáön âaìn khaïc nhau tuìy daûng cuía quáön thãø (hçnh 2.15). Âäöng håüp tæí S coï täúc âäü suy taìn nhanh hån caïc quáön thãø khaïc hiãøn nhiãn laì do chuïng thiãúu allele F, allele naìy cung cáúp khaí nàng quang saït khi säúng trong mäi træåìng coï ethanol. Træåìng håüp thê nghiãûm cho tæìng thãú hãû chëu âæûng taïc âäüng khaïc nhau qua tæìng thãú hãû tháúy quáön thãø dë håüp tæí coï täúc âäü chãút tháúp dáön. Mäüt khaí nàng khaïc gáy nãn sæû chãút cuía caïc thãú hãû laì sæû giaím âi tênh khaïc biãût gene trong lai gáön, âiãöu naìy cuîng tháúy âæåüc trong quáön âaìn âäüng váût bë nhäút mäüt chäø. Cuîng coï thê nghiãûm trãn ruäöi dáúm Drosophia melanogaster, tháúy ràòng cåí cuía quáön thãø 62
  15. Âa daûng sinh hoüc ... cuîng laìm giaím âi tênh lai gáön. Sæû biãún âäùi gene nhán taûo do chiãúu xaû tia X cuîng caíi tiãún âæåüc sæû suy thoaïi naìy. Mäüt nghiãn cæïu khaïc trãn âaìn dã sæìng to (Ovis canadensis, hçnh 2.16) våïi 120 con âæåüc theo doíi vaì quan saït suäút 70 nàm åí sa maûc táy vaì nam Myî. Kãút quaí cho tháúy 100% quáön âaìn coï säú læåüng < 50 âaî máút caïch nay 50 nàm trong khi âoï quáön âaìn >100 váùn coìn täön taûi âãún ngaìy nay (hçnh 2.17). Trong nhæîng quáön thãø nhoí, táön säú cuía Hçnh 2.15: Tè lãû ruäöi dáúm Drosophila melanogaster máút âi, kãø allele biãún âäøi tæì thãú hãû caí âån hçnh vaì âa hçnh. naìy sang thãú hãû khaïc thç goüi laì sæû laûc hæåïng di truyãön vaì coï thãø mäüt allele coï táön säú tháúp seî máút dáön qua tæìng thãú hãû. Thê duû mäüt allele coï táön säú 5% trong hãû gene cuía quáön âaìn 1000 con thç sau mäüt láön sao cheïp coìn coï 100 allel, nãúu quáön âaìn coï 10 caï thãø thç Hçnh 2.16: Hçnh daûng ngoaìi cuía dã sæìng to. chè sau mäüt láön sao cheïp di truyãön thç chè coï 1 allele täön taûi (10 caï thãø x 2 láön x 0.05) vaì xaïc suáút âãø allele âoï máút åí thãú hãû sau laì ráút låïn. 63
  16. Dæång Trê Duîng G.T. 2001 8. Baío vãû quáön thãø tæû nhiãn trong tæång lai Chuïng ta mong muäún thaình láûp âæåüc mäúi quan hãû giæîa cåí cuía quáön thãø, mæïc âäü biãún dë cuía gene vaì sæû thêch nghi dæûa vaìo lyï luáûn, thê nghiãûm vaì tæì chàn nuäi vaì träöng troüt cho tháúy chæa roí raìng åí quáön thãø tæû nhiãn. Mäúi quan hãû âoï cuîng laì quan tám låïn cuía caïc nhaì sinh hoüc vãö Hçnh 2.17: Quan hãû giæîa säú læåüng caï thãø trong âaìn vaì % caï thãø coìn täön taûi. tiãún hoïa, âàûc Säú caï thãø trong âaìn (N) låïn hån 100 thç quáön âaìn täön taûi suäút 50 nàm, nãúu quáön âaìn êt hån 50 con thç seî máút âi sau 50 nàm (theo Berger, 1990). biãût laì vai troì cuía phæång thæïc sinh saín trong viãûc xaïc âënh cáúu truïc di truyãön laì mäüt âënh hæåïng nghiãn cæïu. Máút âi sæû biãún di di truyãön coï thãø haûn chãú khaí nàng thêch æïng cuía quáön âaìn våïi caïc biãún âäøi láu daìi cuía mäi træåìng. Nhæîng allele hiãúm vaì khäng thêch håüp thç khäng taûo ra sæû thêch nghi ngay våïi caïc thay âäøi cuía mäi træåìng. Nhæîng allele hiãúm máút âi trong quáön âaìn nhoí, tênh dë håüp giaím khiãún cho quáön âaìn naìy êt coï khaí nàng thêch nghi våïi mäi træåìng bàòng quáön âaìn låïn nãn cáön táûp trung baío vãû quáön âaìn theo caïch tênh tè lãû âæûc caïi, quáön âaìn hiãûu quaí vaì säú læåüng caï thãø trong âaìn. 64

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản