2022
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相关创新主体

创新背景

遗传负荷(genetic load)是生物群体中由于有害等位基因的存在而使群体适应度下降的现象。遗传负荷虽然导致群体适应度的降低,但可使群体增加多样性,原来不利于生存的基因当环境改变之后可能成为有利于生存的基因。

 

创新过程

保护一小群受到近亲繁殖威胁的濒危种群最有效的方法是将新鲜血液引入种群。这种方法会使种群后代具有来自新旧基因库的基因,但在两三代之后,越来越多的隐藏问题会显现,因为基因组合可能是不幸的。了解遗传负荷可以预防这种问题,遗传负荷的新划分可以将避免濒危物种基因组中有害突变的研究提升到一个新的水平。新划分的遗传负荷分为掩蔽的负荷和实现的负荷。

进化会导致相当大的遗传变异,其中一部分可能最终导致种群健康水平下降。例如,不太健康的小熊猫种群更容易患病,生育能力更低。

这种适应水平的降低是由对基因功能产生不利影响的突变引起的。这些不利影响通常只有在突变由父母之一传递给后代时才可见。如果只有一个缺陷基因存在,但还有一个仍在起作用的基因,则不良反应被掩盖。

基因组测序和其他计算机驱动方法等现代研究方法增加了人们对遗传负荷的了解。科学家们越来越擅长测量可能导致遗传负荷的突变,并且能够预测哪些突变可能导致现有或未来种群出现问题。例如,在生命之树中高度保守的DNA序列部分中看到的突变更有可能产生破坏性影响,因为该序列已经在数百万年的进化中证明了其价值。这些技术已被开发用于人类和模式物种的遗传分析,但现在也通过建立这些知识用于受威胁物种。

通过将现代方法与现有研究相结合,瓦赫宁根大学一组科学家成功地预测了遗传负荷对未来种群潜在适应性意味着什么。研究目标是将遗传负荷分为掩盖负荷和实现负荷两种不同的类型,实现负荷降低了现有种群的适应性,掩盖负荷通过不利的基因突变降低了未来种群的适应性。

当种群随着时间的推移而萎缩时,健康很有可能不断丧失,导致近亲繁殖增加。现代遗传研究方法可以为保护濒危物种的研究提供有益的补充。生物多样性的重点在物种的丰度和丰富度之外需要重视物种内的遗传多样性和质量,新划分的遗传负荷在这种类型的研究中会起到重要作用。

 

创新关键点

从物种内部的遗传多样性和质量探究保护物种多样性的新方法,新划分的遗传负荷有助于保护物种多样性。

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