物種突變率多樣性的研究—計(jì)算機(jī)模擬.pdf

1、在20世紀(jì)60年代，分子遺傳學(xué)領(lǐng)域罩出現(xiàn)了建立在Kimura的中性學(xué)說(shuō)基礎(chǔ)上的“生物分子鐘”理論——相對(duì)恒定的進(jìn)化速率。該理論認(rèn)為：如果兩種生物起源于同一祖先，在這兩種生物體內(nèi)應(yīng)能找到源于共同祖先的同源分子。影響分子鐘的因素有：群體大小、世代周期、體積、突變率等，其中最重要的是突變率。突變率在進(jìn)化遺傳中起著非常關(guān)鍵的作用，自然界各個(gè)物種之間的突變率存在4-5個(gè)數(shù)量級(jí)的差異。目前為止，對(duì)于物種間自發(fā)突變率存在多樣性機(jī)制的研究還很少。

2、 分子進(jìn)化受自然選擇和隨機(jī)漂變的影響，任何具有多態(tài)性的性狀都在一定程度上受到自然選擇的作用。同樣堿基突變也具有多態(tài)性，因此突變率同樣也受到自然選擇的作用。 本研究通過(guò)建立一個(gè)模型應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬的方法盡可能地研究了自發(fā)突變率的形成機(jī)制。模型的建立類似微生物單倍體繁殖體系，在給定一些基本參數(shù)如基因組大小、群體大小、初始群體適合度、突變類型適合度分布、育性等的基礎(chǔ)上我們估計(jì)了核苷酸突變率的范圍及最適突變率。模型假定10個(gè)相同物種的小

3、群體共同生活，每個(gè)群體擁有各自的突變率。在進(jìn)化過(guò)程中，由于自然選擇和隨機(jī)漂變的作用，若干代后，僅有個(gè)別的群體最后仍然存活，能夠固定下來(lái)。該過(guò)程大量重復(fù)，最后按照各群體被固定下來(lái)的次數(shù)得到突變率分布。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在假定突變適合度按照gamma分布的情況下，由于自然選擇和隨機(jī)漂變的作用，突變率服從正態(tài)分布。 我們通過(guò)分別改變一些其他參數(shù)比如：1)基因組大小，2)突變類型的比例，3)育性等研究了它們各自或共同對(duì)突變率的影響。結(jié)果表明，在

4、一定的條件下，物種間的基因組大小相差將近4個(gè)數(shù)量級(jí)時(shí)，它們之間的最適突變率也存在3-4個(gè)數(shù)量級(jí)的差異，基因組越大其突變率越小，基因組大小和最適突變率之間存在對(duì)數(shù)負(fù)線性相關(guān)，并且物種間基因組突變率基本接近。另外，改變初始群體適合度，最適突變率沒(méi)有明顯的變化；假定突變適合度服從gamma分布，改變形狀參數(shù)α的大小，即調(diào)整突變類型與比例，α從0.2增大到2，最適突變率增大了1.5倍；平均育性從2增大到3時(shí)，最適突變率增大了約1倍。 希