群體遺傳學(xué)-哈代溫伯格平衡定律

1、群體遺傳學(xué)的基本概念與原理,2013,——哈代溫伯格定律,基本內(nèi)容,,1,,Hardy-Weinberg平衡定律的基本內(nèi)容,2,,3,,4,,6,5,Hardy-Weinberg平衡定律的統(tǒng)計學(xué)描述,Hardy-Weinberg平衡定律的證明,Hardy-Weinberg平衡定律的檢驗,Hardy-Weinberg平衡檢驗在基因組范圍內(nèi)SNP分析中的應(yīng)用,一、Hardy-Weinberg平衡定律的基本內(nèi)容,1、Hardy-weinbe

2、rg平衡定律的提出（1）哈代-溫伯格（Hardy-Weinberg）定律是群體遺傳中最重要的原理，它解釋了繁殖如何影響群體的基因和基因型頻率。（2）這個定律是用Hardy,G.H (英國數(shù)學(xué)家) 和Weinberg，W.（德國醫(yī)生）兩位學(xué)者的姓來命名的，他們于同一年（1908年）各自發(fā)現(xiàn)了這一法則。（3）他們提出在一個不發(fā)生突變、遷移和選擇的無限大的相互交配的群體中，基因頻率和基因型頻率將逐代保持不變。,一、Hardy-Wein

3、berg平衡定律的基本內(nèi)容,2、Hardy-weinberg平衡定律的基本內(nèi)容 在理想狀態(tài)下，各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在遺傳中是穩(wěn)定不變的，即保持著基因平衡。,一、Hardy-Weinberg平衡定律的基本內(nèi)容,3、Hardy-weinberg平衡定律適用的條件

4、 ——理想群體 理想群體要滿足5個條件：①種群足夠大；②種群中個體間可以隨機交配；③沒有突變發(fā)生；④沒有新基因加入；⑤沒有自然選擇。此時，各基因頻率和各基因型頻率世代保持不變。,二、Hardy-Weinberg平衡定律的統(tǒng)計學(xué)描述,1、獨立的原理(1)A與B獨立： P(AB)=P(A)P(B) 或 P(B|A)=P(B)(2)區(qū)分獨立與不相容,,二、Hardy-Weinberg平衡定律的統(tǒng)計學(xué)描

5、述,（3）獨立與隨機的關(guān)系 隨機在生物統(tǒng)計學(xué)以及生物信息學(xué)分析中占有重要的地位。 非隨機或非獨立可以用來說明兩個集合的關(guān)聯(lián)關(guān)系，而不是因果關(guān)系。,,二、Hardy-Weinberg平衡定律的統(tǒng)計學(xué)描述,2、 Hardy-Weinberg平衡定律的統(tǒng)計學(xué)描述 無論群體的起始成分如何，經(jīng)過一個世代的隨機交配之后，群體的基因型頻率的平衡建立在下列的H-W公式之中： [p(A)+q(a)]2=p2(AA)+

6、2pq(Aa)+q2(aa) 平衡群體的基因型頻率決定于它的基因頻率。,,二、Hardy-Weinberg平衡定律的統(tǒng)計學(xué)描述,,即： P(AA)=p2; P(Aa)=2pq; P(aa)=q2注：（1）Aa與aA兩種基因型使得 P(Aa)=2pq。（2）只要隨機交配系統(tǒng)得以保持，基因型頻率保持上述平衡狀態(tài)不會改變，子代頻率仍為：

7、 P(AA)=p2; P(Aa)=2pq; P(aa)=q2,,P(AA)=D； P(Aa)=H； P(aa)=R； P(A)=p； P(a)=q,三、Hardy-Weinberg平衡定律的證明,假定：,p=D+(1/2)H q=R+(1/2)H,則：,三、Hardy-Weinberg平衡定律的證明,,Hardy-Weinberg定律的

8、證明,P(AA)=D； P(Aa)=H； P(aa)=R； P(A)=p; P(a)=q ； p=D+(1/2)H ； q=R+(1/2)H,Hardy-Weinberg平衡檢驗,四、Hardy-Weinberg平衡定律的統(tǒng)計檢驗,四、Hardy-Weinberg平衡定律的統(tǒng)計檢驗,Hardy-Weinberg平衡檢驗例,五、H-W定律的在基因組范圍內(nèi)SNP分析中的應(yīng)用,高通量技術(shù)的發(fā)展，使得全基因組范圍內(nèi)研究SNP成為可能，

9、在基因組范圍內(nèi)研究時，尤其是基因組范圍內(nèi)關(guān)聯(lián)研究中，在數(shù)據(jù)分析之前，非常重要的一步就是檢驗H-W平衡，不滿足該平衡的位點都將被從研究中排除，以保證研究位點的有效性。,,至此，基因組范圍內(nèi)SNP在分析前的處理已經(jīng)涉及2個方面：,（1）最小等位頻率<0.01,（2）H-W檢驗p值<0.001,另外還有2個方面：,（3）某個樣本的所有SNP基因型分型成功率（genotype%）<75%,（4）某個SNP在所有樣本中的分型成功