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犬类生物学研究所

 COI 训练营


这是通过犬类生物研究所提供的免费在线课程,已转换为 PDF 文档。您可以通过提供的链接访问视频。课程的测验问题包含在这里,但不要点击“提交”您的答案,因为这会将您带到课程网站并显示错误消息。如果您希望参加测验并获得成绩,请只需在 ICB 网站注册课程,您将获得用户名和密码以免费访问在线课程。

本课程中的所有材料版权归犬类生物研究所所有(2015 年),保留所有权利。

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(1) 2015 年 8 月 17 日:卡罗尔·博查特编辑

2014 年犬科生物研究所保留所有权利

由 WordPress 提供动力。主题 Emphaino。


近亲繁殖的利与弊


Carol Beuchat 博士和 Pieter Oliehoek 博士

犬科学研究所


欢迎来到 ICB 的近亲系数训练营!您将学习一些非常强大的工具,这些工具将帮助您更轻松地实现作为育种者的目标,同时减少遗传疾病的问题。你们中很多人可能听说过近亲系数(COI),但很少有育种者知道在设计育种计划时如何最好地利用它。在这里,我们将为您提供 COI 的速成课程 - 它的含义,如何使用以及为什么它会让您成为更好的育种者。

你们中的大多数人可能知道,现代家犬与狼有着同样的祖先,事实上,现在认为狗和狼是同一物种。从狼的相貌(外貌)开始,犬种出现了惊人的大小、形态、颜色、功能和气质的多样性。但是,狗和狼在基因上相似到足以被认为是同一物种;狼和狗的基因差异比 小得多,而犬种之间的基因差异甚至更小。通过混合和匹配仅有的一小部分基因,育种者已经能够创造出地球上最具身体多样性的脊椎动物。

我们刚刚开始了解犬类基因,而纯种犬已经成为研究许多遗传疾病的杰出模型动物。虽然对研究人员来说是一种福音,但这对狗来说是不幸的。随着世代的推移,纯种犬品种积累了导致遗传性疾病的基因,在许多品种中特定疾病的发病率相当高。这些品种是良好的研究模型,但对健康和福利的负面影响是非常真实和令人担忧的。

为什么犬类会有这么多遗传疾病?这里没有什么神秘的地方:在封闭的基因库中近亲繁殖会增加基因同质性,而同质性会导致由隐性等位基因引起的特征表达增加。困扰犬类的遗传疾病中有相当一部分是由同型隐性突变引起的。这既是可预测的,也是不幸的。

如果我们了解为什么近亲繁殖会导致更高的遗传疾病率,我们应该能够采取措施解决这个问题。这就是我们要在这里学习的内容。


亲缘系数是从哪里来的,为什么会有?


首先,让我们来看一下历史。亲缘系数是由进化遗传学家 Sewall Wright“发明”的。他在职业生涯中担任过各种学术职位,尽管他对理论比对牛和玉米育种更感兴趣,但他也曾受聘于美国农业部,将“现代”遗传学引入动物育种领域。

在 Wright 在美国农业部任职期间,他撰写了一篇关于动物近交的短篇开创性论文,名为《近交系数和亲缘关系》(1921 年),在其中描述了他的新近交系数“Wright's F”的推导过程。如果你了解 Wright 在进行这项工作时试图解决的问题,你将更好地理解亲缘系数。即使在 20 世纪 20 年代,人们也已经知道近交会产生两种效应(Wright 1921 年)。

首先,所有活力元素的下降,如体重、生育能力、活力等,其次,近亲育种中均匀性的增加,与此相关的是对外部杂交的优势增加。

对活力下降的最佳解释依赖于这样一种观点,即在任何方面对活力不利的孟德尔因子更可能是隐性的而不是显性的,这是两个命题的逻辑结果,即突变更可能损害而不是改善器官体内的复杂调节,并且有害的显性突变将相对迅速被淘汰,留下隐性突变积累,特别是如果它们恰好与有利的显性因子相连。根据这一观点,可以很容易地证明,在以前是随机杂交的种群开始近亲育种时,活力下降应该与同种合子率的增加成正比。

至于近亲繁殖的其他影响,如性状固定和优势基因增加,这些当然与纯合度的百分比成正比。因此,如果我们能够计算出从给定交配系统平均产生的纯合度百分比,我们就可以立即形成最自然的近亲繁殖系数。


近亲繁殖的好处和坏处


Wright 感兴趣的近亲繁殖的潜在影响是什么?它们包括:

 优势

 增加均匀性

增加优势遗传(向后代传递特征的能力)

修复所需特征和品种类型

 缺点
 生育率降低
 低活力
 先天缺陷
 较小尺寸
 较少的后代
 生长较慢

更高的后代死亡率
 寿命缩短

,遗传疾病增加

减少了“遗传潜力”(改善特征的能力)

在左侧,“优势”是育种者希望实现的好处。右侧是育种者希望避免的负面后果。显然,虽然育种者希望利用近亲交配来改善他们的育种计划,但他们也面临着一长串可能对他们的动物造成严重损害的危害,无论是短期还是长期。我们稍后会更详细地讨论这个问题。


封闭种群中的动物


野生动物中的大多数动物在可能的情况下会避免与亲属交配。在某些动物或特定条件下确实会发生这种情况,但一般来说,动物能够识别亲缘关系和亲缘程度,并避免近亲交配。当由于地理原因(例如岛屿、有地理障碍物阻隔移动的地貌,如山脉或沙漠)而使种群孤立或封闭时,会减少或完全阻止动物之间增加基因流的常规移动。这些是遗传上“封闭”的种群,无法避免近亲交配。因此,种群中的近亲交配会随着时间的推移而增加,遗传多样性则不可避免地减少,而种群越小,增加速度就越快。

人口可能相当庞大,但如果实际繁殖的动物数量很少,那么“有效种群大小”将对近亲交配率产生深远影响。纯种犬从定义上来说是封闭种群 - 种群内的基因流动被封闭的种犬繁殖记录(注册记录)所禁止。实际上,纯种犬的所有繁殖都是近亲交配。在以一些作为其品种首批注册成员(“创始人”)的狗开始后,种犬繁殖记录随后被关闭。种群中的每只动物都是有亲缘关系的,因此繁殖者只能进行近亲交配。随着时间的推移,近亲交配会增加,如果只有一小部分成年动物进行繁殖,近亲交配会更快增加。

这在 NordGen 与丹麦、挪威、芬兰和冰岛的研究人员合作启动的可持续繁殖北欧本地犬种计划中有所体现。许多品种的有效种群大小都小于 100,而且很多品种的有效种群大小甚至只是这个数字的一小部分。少于约 50 的种群被认为是濒临灭绝的种群。

图 1:近亲系数随不同有效种群大小的世代数变化的函数。


相对遗传变异


图 2:种群中遗传变异量随不同有效种群大小的世代数变化的函数。

根据纯种犬封闭血统簿系统,近亲交配基本上是“纯种”的定义所要求的。但近亲交配的优缺点与任何其他动物一样适用于狗。随着时间的推移,品种的一致性和可靠地传递特定特征给下一代增加,但不孕、后代死亡率、寿命和遗传性疾病也会增加。封闭种群中的动物最终不可避免地灭绝,因为基因库的质量下降。但繁殖者可以通过考虑基因库的健康以及繁殖计划中下一窝的质量来管理近亲交配。受损的基因库可以修复和改善,遗传疾病可以减少,并且许多近亲交配的负面后果可以得到控制 - 如果繁殖者采用适当的繁育策略。我们将向您展示如何使用 和其他人口遗传学工具来实现这一点。


近亲交配的遗传学


我们将深入研究近亲交配,因此我们有必要复习一些基本的遗传概念,这样当我们开始时,我们都能达成共识。

我们为您提供了一段由可汗学院制作的精美视频。视角来自人类生物学,但其中的所有内容都适用于包括狗在内的其他动物群体。需要注意的一个重要点是,狗中数百种遗传疾病中的大多数都是由常染色体隐性突变引起的。这与人类中的泰-萨克斯病具有相同的遗传模式,在视频中用作人类的例子,因此可以清楚地应用于繁殖狗。

视频 1:https://youtu.be/eg7ltl5vll0

 可汗学院


Khan Academy - 近亲繁殖:了解近亲繁殖如何损害种群的遗传多样性。作者:Ross Firestone。

在这个概述之后,我们可以开始思考特定等位基因的遗传,亲缘关系和遗传相似性之间的关系,以及“同源性”的含义。兄弟姐妹之间的遗传相似性是多少?表兄弟姐妹呢?通过观察家谱关系,我们可以学到什么?

视频 2:https://youtu.be/c0XLN6eKvMk

第 8C 讲 - 近亲繁殖





 二表兄弟姐妹对 A
:-

个二等亲戚之间的实际血统关系。

蓝色条形图显示了两对不同二等亲戚之间的相同片段。

本视频采用知识共享署名-相同方式共享 3.0 未本地化版本许可协议。

如果您感兴趣,您可以在此视频中提到的以色列撒玛利亚人的示例中阅读更多信息。

在下一部分中,我们将介绍一个与我们讨论 COI 相关的“近亲繁殖”的定义,并使用一份狗的家谱来说明如何计算近亲繁殖系数。

版权所有(c)2015 Carol Beuchat。保留所有权利。

 COI 基础知识


您需要正确回答以下 19 个问题中至少 14 个(至少 70%)才能进入下一个单元。

问题#1 - 有些问题很容易,有些您可能第一次无法正确回答。但在这里没有人会失败 :-) - 我们希望您查看错过的问题,复习本课程的材料,然后再试一次。我们不在乎您必须尝试多少次,甚至不在乎您在考试时是否查看课程。记忆并不是重点;理解才是。所以,请花时间,仔细思考。当您准备好时,只需将此“问题”标记为 TRUE,然后开始吧!

问题#2 - 近亲系数在动物育种中已经使用了 75 年以上。
 
 

问题#3 - 近亲繁殖既有优点也有缺点。
 
 

问题 #4 - 同型增加异交的优势。
 
 

第 5 个问题 - 导致活力和生命力降低(近交抑制)的大多数基因是显性的。
 
 

动物群体中的显性突变倾向于随着时间的推移而积累。
 
 

问题 #7 - 隐性突变倾向于随着时间在动物群体中积累。
 
 , 假

问题#8 - 近亲繁殖会增加生育率。
 
 

第 9 题 - 莱特系数是近亲育种的估算
 寿命
 同种异型性
 突变数量

第 10 个问题 - 更杂交的动物具有更大的杂合度。
 
 

问题#11 - 在一个位点上有两个相同等位基因拷贝的动物是该基因的纯合子。

问题#12 - 突变是由近亲交配引起的。
 
 ,假

问题#13 - 如果两个兄弟姐妹在特定位点上有相同的等位基因,并且它们来自共同的祖先,那就被称为
 相同的血统。
 遗传血统。
 同种合子。
 克隆。

问题#14 - 狗更多地从公犬那里继承基因。
 真。
 

问题#15 - 这次交配在特定位点产生了具有等位基因 A1-A3 和 A1-A4 的后代。但这次交配同样有可能产生具有 的后代;也就是说,这两个后代在该位点上具有相同的等位基因。
 
 

问题#16 - 父母和子女之间的遗传相似性是多少?

问题#17 - 两个全同胞之间的遗传相似性是多少?

由于概率的原因,你无法确定。

问题#18 - 健康的动物基因组中几乎没有有害等位基因。
 真的
 , 假

问题#19 - 两只动物的相关性与它们的近亲繁殖相同。
 
 ,错误

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动物生物学研究所


近亲繁殖和亲缘关系


如果我们要学习近亲繁殖,我们需要了解它是什么。在这个视频中,Pieter Oliehoek 博士讨论了“近亲繁殖”和“亲缘关系”这些词的含义,以及它们如何适用于讨论犬类的繁殖。

视频:https://youtu.be/6A235Y1RkII

(Dr Pieter Oliehoek 是一位数量遗传学家,拥有荷兰瓦赫宁根大学的博士学位。他参与管理濒危物种和稀有家畜品种以及狗的育种计划。自青少年时代起,他就养冰岛牧羊犬,并为他的博士论文进行了该品种的种群遗传学研究。)

您可以在这里阅读更多关于他在冰岛牧羊犬方面的工作:

种群遗传学能告诉您关于一个品种的什么信息:冰岛牧羊犬


近亲繁殖与亲缘关系


您需要正确回答以下 7 个问题中至少 5 个(至少 70%)才能进入下一个单元。

问题#1 - 近亲繁殖的狗不应该用于繁殖,因为它们的后代也会近亲繁殖。
 
 

问题#2 - 在种群遗传学中,假设一个品种的“创始人”是无关的。
 
 


问题 #3 - 一个种群的创始人是指


种群中的第一只雄性和雌性

所有种群中的动物都是无关的动物群体。

与当前繁殖种群无关。

问题#4 - 我们可以谈论近交作为个体动物的属性。
 
 

问题#5 - 我们可以谈论近亲繁殖作为种群的一个特性。
 
 

问题#6 - 在犬种中产生变异中哪个因素最不重要?
 突变
 选择
 遗传漂变

第 7 题 - 在考虑纯种狗的种群或品种时,哪个是最好的近交育种定义?

近交育种是指交配具有亲缘关系的动物

近交育种是指交配产生的后代比平均更亲缘关系密切的动物。


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(1) 八月 & 卡罗尔·博查特 编辑

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确定近交系数

 定义 COI


在本课程中,我们使用近交的特殊定义,使用 COI 的背景:


个体的近交系数是该个体在随机取样位点上两个等位基因完全相同的概率

tical by descent.

或者换句话说:由公牛和母牛共同祖先引起的动物的平均同源性

动物从公牛和母牛那里分别继承每个基因的一个拷贝。一个基因可能有许多不同版本(称为等位基因),但每个动物最多只能有两个。如果动物中的等位基因对是完全相同的基因版本,那个基因是“纯合子”(例如,AA 或 aa);如果等位基因不同,那个基因是杂合子(例如,Aa)。如果公牛和母牛有一个共同祖先,他们可能都有一个特定等位基因的拷贝,该等位基因起源于那个共同祖先,因此他们的后代之一可能从两个父母那里继承了相同的等位基因。


让我们看一个家谱


这是一个标准的三代灵缇家谱,出生于 1972 年。这个家谱中有一些三代中起源的近亲繁殖,具体来说,A Cappella 的两个祖母是全兄弟姐妹(Golden Kate 和 Blue Kenzy);它们是 Happy Star Dickie 和 High Speeds Blue Kate 的后代。

 家谱


瑞典 1961 年的 Tundrans 骑手

让我们探讨这个家谱中的近亲繁殖。首先,我们可以通过重新绘制这种方式来简化它:

我们的狗 A Cappella 在底部("I"),共同的曾祖父母在顶部("A" 和 "B"),我们可以省略其余的狗。

我们可以看到,如果 A 拥有某个基因的等位基因的副本(让我们称之为 Ta),A 可能已经将其传递给了 C,然后 C 传递给了 E,然后 E 传递给了 A 卡佩拉(I);同样,A 也可能将 Ta 等位基因传递给了 D,D 传递给了 F,然后 F 传递给了 A 卡佩拉。

如果发生了这种情况,那么 A 卡佩拉将是 Ta 等位基因的纯合子。事实上,我们会说 A 卡佩拉对于那个基因是“血统纯合子”,这意味着这两个 Ta 等位基因不仅相同,而且它们还来自同时出现在家谱的母系和父系的祖先。(一个基因也可以是“状态纯合子”,这意味着等位基因是相同的,但它们并非来自同时出现在家谱两侧的祖先。)

传统表示

我们已经描述了一个属于 A 的等位基因可能经历的路径,最终出现在 A 卡佩拉(I)中。但是在家谱的两侧,A 卡佩拉的另一个祖先也是 。我们同样可以追踪一个等位基因(比如 Tb)可能经历的路径,从 B 到 A 卡佩拉 - 从 B 到 D 到 F 到 ,还有

因此,我们可以看到一个源自其中一个曾祖父母(A 或 B)的等位基因如何出现在他们的后代 A 卡佩拉身上。我们也可以看到 卡佩拉如何最终拥有两个相同的该等位基因拷贝,分别来自她的两个父母 ,使她对该等位基因是同源合子的(并且是同源传承的)。

但是这种情况发生的可能性有多大呢?我们知道动物体内的每个基因都有两个等位基因,可以是不同的或相同的(例如,TaTa,或 TaTb;同源合子或异源合子)。理论上,哪一个等位基因传递给后代是随机的,因此在一窝小狗中,如果父母是异源合子,一些会得到 Ta,一些会得到 Tb。因此,获得特定等位基因的概率是两分之一的机会,或者 ,或者

如果我们从 A 开始,Tb 等位基因传递给后代 C 的概率为 50%。同样,从 传递 Tb 等位基因的概率也是 ;从 到 I,也是 。我们有一系列步骤,每个步骤的概率都是 。Tb 等位基因在 A 中通过祖先 传递给狗 I 的概率是每个步骤的概率乘积,都是 0.5。Tb 等位基因也可以通过谱系图的另一侧,通过 D 和 F 传递给 I。
 路径 1
 路径 2

知道从祖先到后代的等位基因移动的概率为 0.5 后,我们可以通过将每一步的个体概率相乘来计算从祖先通过多个后代移动的概率。

因此,要使一个等位基因从祖先 A 通过路径 1 的左侧传递给后代 I(上文),我们将像这样计算概率:

现在,我们如何确定 I 从祖先 A 继承两个相同等位基因的概率?我们需要考虑通过路径 1 的右侧分支的每一步的概率;即,从 A 到 D 到 F 到 I。

通过确定从 I(底部)开始的路径中祖先的数量,并计算通过 A 的每个动物(节点)来完成路径的循环,可以轻松进行这种计算。因此,对于上面从 I 开始的路径 1,那将是

在这条完整路径中有 5 只动物(从 I 返回到 I),我们知道每一步传输特定等位基因的概率为 0.5,因此我们可以计算总概率为

这里的“F”是赖特的 - 近交系数(COI)。

我们刚刚进行的计算表明,我会成为祖先 A 起源的等位基因的纯合子的概率仅为 3%。同样,由于与 A 的近亲繁殖,我的基因组中约有 是纯合子。

因此,对于下一步,我们必须考虑涉及到这种近亲繁殖的两个父母,即上面第一个棒状图谱中的 A 和 B。 的路径与 完全相同,因此我们再次有 5 个动物节点,并且由于从 的近亲繁殖,我们将计算出的 再次为

现在最后,我们可以计算出这种繁殖中纯合子的总概率为

-----> 因此,动物 I 的

回到以上的 whippet 血统,我们从这里看到的血统为 A Capella 计算的 COI 是 。这个概率对于“好”的基因(如出色的气质、毛色)和“坏”的基因(PRA、蓝鼻子)是完全相同的。她将成为纯合子的基因是一个赌博;在一些特征上无法预测和保持一致性,而不增加纯合子的风险,这也是为什么赖特首先推导出近交系数的原因。如果近交系数低(例如 6.25%),我们不会获得我们想要的等位基因的大量纯合子,但我们也将保持风险水平相对较低 - 产生我们不想要的基因的纯合子狗的概率仅为 。在 COI 为 时,我们接受了适度水平的好处以换取相对较低的风险水平。

这是一个很好的停止位置,这样你就可以练习在几个家谱中工作路径和计算近交系数。记住的事情 - 焦点动物(在这些示例中,个体 I) - 不算作循环中的动物。从该动物开始,通过共同祖先和再次返回的循环中计算动物的数量(称之为 " ")。然后计算 (近交系数)为 0.5 乘以 0.5 " " 次,或者 0.5 的 n 次方。你不需要一个花哨的计算器来做这个,让谷歌来做这项工作!只需将公式输入到谷歌搜索栏中(使用"上"符号 ^(shift 6)表示上标),谷歌将返回一个带有你答案的数字计算器。

大约有 个结果(0.21 秒)

0.03125

Fad 1 ) AC
Inv 7 8 9 4
4 5 6
1 2 3 -
Ans EXP 0 +

 计算 COI


您需要正确回答以下 8 个问题中至少 6 个(至少 70%)才能进入下一个单元。

问题#1 - 动物 I 的近交系数是多少?

问题#2 - 动物 I 的近交系数是多少?
,
,

问题#3 - 动物 I 的近交系数是多少?

问题#4 - 动物 I 的近交系数是多少?

问题#5 - 通过母系和父系线传承的同源合子。
 , 真
 , 假

第 6 个问题 - 假设一只公马在一个位点上有两个等位基因,B1 和 B2。他的女儿继承 B2 的概率是多少?

问题#7 - 假设一只公犬在一个位点上有两个等位基因,B1 和 B2。他的孙女继承 B2 的概率是多少?

问题#8 - 假设一只公犬在一个位点上有两个等位基因,B1 和 B2。他的曾孙女继承 B2 的概率是多少?
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 计算 COI(视频)


理解系数的计算方法可能会让人感到困惑,但这对你来说非常重要。因此,我们准备了这个视频,从基础知识开始,通过一些示例来帮助你理解。视频内容进展很快,所以记得好好利用“暂停”按钮;事实上,最好自己画出家系图示例,并按照视频中的步骤进行。不要跳过任何步骤。重新绘制视频中显示的家系图。画出循环。计算循环中的祖先数量。并写出方程式。就像视频中所说的那样,你可能永远不需要自己做这个,但如果你真的不理解,你将永远无法正确使用它 - 这才是最重要的。

所以,花点时间,画出自己的图片,并在需要时依靠暂停按钮...

视频: https://youtu.be/2Qu6z2qGS1c

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(1) 2015 年 8 月 14 日 & 卡罗尔·博查特 编辑

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血统结构与 COI


每个父母只会将两个可能的等位基因之一传递给后代,每个等位基因的概率都是 0.5。当你绘制家谱图时,必须在每一代中考虑这种 0.5 的遗传概率。因此,随着每一代的传递,祖先特定等位基因传递给下一代的累积概率会减半。

出于这个原因,在考虑动物从祖先那里继承两个相同等位基因的可能性时,祖先在家谱图中的位置非常重要。祖先在家谱图中的位置越深,继承源自该动物的等位基因的机会就越小。

复杂之处在于,如果一个祖先在家谱图中出现多次,当存在近亲繁殖或系谱繁殖时,必须考虑每次出现在计算累积概率时的影响。随着家谱图变得更加复杂,为后代估算结果的近交系数变得更加困难。

您可以通过以下示例家谱看到这是如何运作的。对于每一个,计算动物 的近交系数。第一个家谱是最简单的,您会发现其他家谱以不同的组合和位置复制了这个相同的家谱结构。如果您意识到一旦您计算出第一个家谱的 ,您可以在其他任何相同排列出现的地方“替换”该值,您将节省一些时间。

在您计算出这些之后,使用随后的测验标记您的答案。

 家谱#1

 血统 #2

 血统 #3


血统结构与 COI


您需要正确回答以下 3 个问题中至少 3 个(至少 70%)才能进入下一个单元。


问题#1 - 在家谱#1 中,X 的 COI 是多少?

0.25
0.125
0.0625
0.03125

问题#2 - 在家谱#2 中,Y 的 COI 是多少?
, 0.25
, 0.125
0.0625
0.03125

第三个家谱中 Z 的 COI 是什么?
, 0.25
, 0.125
, 0.0625
, 0.03125
, 0.0156

犬类生物学研究所


家谱问题回顾


在上一课中,您有三个家谱可供参考。这是您应该得到的结果。

 家谱 #1


这些路径从 通往:

路径上有 3 只动物。
 所以 (或

 血统 #2


有两条路径:

a) X-->D-->F-->P
b)

每条路径上有 4 只动物。
 所以 (或

 血统 #3


有 8 条路径:
a) Y-->X-->L-->F-->R-->S
b) Y-->X-->L-->F-->Q-->S
c) Y-->X-->M-->F-->R-->S
d) Y-->X-->M-->F-->Q-->>
e) Y-->P-->N-->F-->R-->S
 
g)
h) Y-->P-->0-->F-->Q-->S

每条路径上有 6 只动物。
 因此 (或

所以这里有三个非常不同的家系,但对于动物 Z 来说,它们的近交系数完全相同。这是因为虽然祖先 在家系 2 中出现了 3 次,在家系 3 中出现了 6 次,但它在家系中的位置更深,因此必须考虑路径中的额外步骤。我相信你可以看到,我们可以继续添加类似模式的代际,将 推得更远,但我们仍然可能得到相同的 COI。

当然,如果您使用的家谱中的世代太少,以至于 F 不出现,则计算 {{0}} 的近亲交配系数将为零。这只意味着自 {{1}} 以来没有近亲交配,因为没有重复的祖先。如果您计算 {{2}} 的目标是估计从出现在家谱两侧的祖先那里继承相同等位基因的概率,则关键是尽可能包括远祖。


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如果您使用的家谱中的世代太少,以至于 F 不出现,则计算 {{0}} 的近亲交配系数将为零。这只意味着自 {{1}} 以来没有近亲交配,因为没有重复的祖先。如果您计算 {{2}} 的目标是估计从出现在家谱两侧的祖先那里继承相同等位基因的概率,则关键是尽可能包括远祖。

如果您试图评估动物从祖先那里继承相同等位基因的概率(事实上,这就是近交系数的定义),那么必须满足两个关键条件:

  1. 祖先在家谱中出现不止一次,并且至少在公父和母父一边各出现一次;

  2. 祖先必须出现在用于计算 COI 的家谱世代中。

这两点可能看起来很明显,但第二点是许多错误计算近亲繁殖的原因。在一个 5 代家谱中,如果没有重复的祖先,就不会有任何关于第 7 代发生的近亲繁殖的证据。大多数有家谱(即注册、封闭的血统书)的犬种最初只有少数几只狗创立,而在一个小的种群中,很快就没有更多“非亲缘关系”的动物可供繁殖,近亲繁殖会不断增加。因此,您通常应该假设一个品种在家谱早期就有显著的近亲繁殖,并且使用浅层家谱(甚至 10 代)可能完全忽略这种早期的近亲繁殖。

你能对此做些什么?使用完整的血统数据库,追溯到原始创始人。如果你怀疑这是必要的,证明自己错误的最好方法是从血统的起点开始,计算第8或第10代的一些犬只的COI。创始人将根据定义没有记录的父母(否则他们的名字将在数据库中),并且被认为是无关的(当然他们可能不是),因此他们的后代将全部具有 。这些动物提供了我们评估品种中近亲繁殖和遗传多样性丧失的“基准线”。通过回顾创始后的前10代左右发生了什么,你将对品种历史早期的近亲繁殖和选择强度有一个很好的了解。在计算当前一代动物的COI时,请记住这一点。如果 在品种成立后的第10代是 ,那么你在十五代后计算的 是错误的。

你将要解决下面的几个问题,最好的做法是为每个问题计算出你的答案,然后在下面的测验中输入它,提交它,看看你是否答对了。你还没有标记的那些会显示红色 ,但只需忽略它们。当你解决问题时,你会逐个填写每个问题。这样,你会知道自己在进行时是否做对了,而不是解决所有问题,参加测验,然后发现你在最开始就犯了一个错误。


你如何解释近亲祖先?


当存在早期近亲交配时,你需要记住的一件事是近亲交配是累加的。如果你的 10 代谱系中有一只动物是近亲的,但参与该近亲交配的祖先不在这 10 代之内,那么当你计算 10 代 COI 时就不会被计算在内。但由于近亲交配是累加的,如果你知道这只动物的近亲程度,比如,你计算了这只动物追溯到祖先的近亲程度,你可以在计算中包括这只动物的近亲程度。

 问题 1


让我们看一个例子。计算动物“O”的 Wright's F(记住,F 是近交系数的符号)在这个家谱中。使用你所学的关于识别通过共同祖先的循环的知识(你需要找到 6 个)。C {{0}}


gree。

I
Al


F

1
0

 问题2


接下来,看一下动物“Q”的家谱,其父母有一个同样是近亲的祖先“I”。

因此,首先需要计算动物“I”的 F 值,然后在计算动物“Q”的 F 值时使用该数字。当您计算循环路径时,您知道每个动物都有一个 的因素。如果我们将其写成一个方程,它将是

其中 是我们感兴趣的动物,上标 ) " " 是您在路径中计数的动物数量。这就是您迄今为止一直在计算 COI 的方式。现在我们将修改方程以考虑一个近亲动物 -

方程的第一部分与上面的相同。现在我们添加了近亲祖先的项(我们将其称为“Z”)。这个项是(1 F Fz),这是对这个近亲祖先的校正,其中 Fz 的计算方式与您通过对通过共同祖先的循环使用路径方法计算 X 的方式相同。因此,像以前一样计算 Q 的 COI,但是为祖先“I”计算它,然后为“Q”计算它,而不包括动物 G、H 及以上,然后将这些数字插入到它们应该在的方程中,即:

(使用从 I 经过共同祖先 A 和 B 的循环)
and

(使用从 到共同祖先 的循环)

然后将这些数字代入此方程式:


因此,这里的重点是,当您使用不完整的祖先谱系数据库时,远古的近亲祖先在总近亲度计算中是有影响的。

 问题 3

 让我们再做一个:

在这里,你有多个近亲祖先。所以请按照上面的步骤进行。

首先,识别近亲交配的动物,并找出循环。像之前一样,分别计算每个近亲交配动物的近亲交配情况。然后,将这些祖先的近亲交配值作为一个项( ,每个祖先在方程中相乘,就像之前一样。不要让数学吓到你。这只是之前的操作,但对于每个近亲交配的动物,添加了一个额外的步骤。

记住,你需要追踪从 I 到每个祖先的所有可能路径,例如对于祖先 A,将有 4 条路径要追踪。(提示:从 I 开始,到达 G,然后从那里你会看到你有两条路径可以通过 E 和 F 继续,同样从每个路径也有 2 条路径。)

 问题 4


好的,再做一个,你就永远不用手动计算 COI 了!这个并没有看起来那么复杂。从后代 (在底部)开始,沿着 3 条可能的路径穿过共同的祖先。

确保你通过提交测验答案正确地解决了每个问题。当你把它们全部做对时,给自己一个奖励 - 你赚到了!

近亲祖先和相关父母

您需要正确回答以下 4 个问题中的至少 3 个(至少 70%)才能进入下一个单元。

问题#1 - 在问题 1 中,动物 O 的 COI 是什么?

问题#2 - 在问题 2 中,动物 Q 的 COI 是什么?

问题 #3 - 在问题 3 中,动物“i”的 COI 是什么?

问题 #4 - 在问题 4 中,动物“O”的 COI 是什么?

犬类生物学研究所

测验问题的答案 -
 问题 #1

普通祖先 A、B、G 或 都不是近亲。因此,不需要对近亲祖先进行修正。


G: M-J-G-K-N (5 步)


H: M-J-H-K-N (5 步)


A: M-J-G-D-A-E-H-K-N (9 步)

A: M-J-H-E-A-D-G-K-N (9 步)
A B
F

B: M-J-G-D-B-E-H-K-N (9 步)

B: M-J-H-E-B-D-G-K-N (9 步)

所以, 代表动物
  ,或者

动物 的父母有一个近亲祖先(i)。因此我们需要单独计算动物 I 的

A: G-D-A-E-H (5 步)

B: G-D-B-E-H (5 步)

所以 ,或者

而对于下部分:

I: O-L-I-M-P

O-L-J-M-P

** 请记住,谱系图下部的方程式必须包括对近交祖先 的项

所以 ,或者
F
C

 问题 #3


这是 3 代全同胞交配,所以 的共同祖先是
.

是近亲(通过有关系的父母)。

a) 计算

A: C-A-D (3 步骤);

B: C-B-D (3 步骤);

所以 (或 )
 b) 计算

** 记得包括近交祖先的术语 --

E: G-E-H(3 步);(0.125

F: G-F-H(3 步);