第4章遗传多样性及其保护.ppt

雌雄配子随机结合完成受精过程，组 成了具有不同遗传特征的合子。由于所形成 配子的多样性以及配子结合的随机性，这种 方式所形成的合子发育成的新个体的遗传组 成与其亲代及所有同种生物其他个体之间产 生差异，这是一个非常重要的遗传现象。 * 生物多样性 Biodiversity 主要内容 世界生物多样性现状 中国的生物多样性 生物多样性含义 ? 遗传多样性 Genetic diversity ? 物种多样性 Species diversity ? 生态系统多样性 Ecosystem diversity 生物多样性 生物多样性（ biodiversity ）是描 述自然界中生命形式多样性程度的一 个内容广泛的概念。 生物多样性 生物多样性指地球上 所有生物 （动物、 植物、微生物等）、它们所 包含的基因 以 及由这些生物与环境相互作用所构成的 自 然综合体 （生态系统）。 生物多样性 通常包括遗传多样性、物种多样性和 生态系统多样性三个组成部分。 第 4 章 遗传多样性及其保护 4.1 遗传多样性的概念及研究意义 4.1.1 遗传多样性的概念 1. 蕴藏在地球上植物、动物和微生物个体基 因中的遗传信息的总和（ McNeely 等， 1990 ）； 2. 种内、种间表现在分子、细胞、个体三个 水平的遗传变异度（施立明， 1990 ）； 3. 遗传多样性是指种内基因的变化，包括同 种显著不同的群体间或同一群体内的遗传 变异（世界资源研究所 WRI ， 1992 ）； 4.1.2 遗传多样性的表现形式 从本质上说，遗传多样性都是 由于进化过程中各种原因而引起的， 发生在物种基因组分子中 DNA 排列顺 序的变化。 遗传多样性的表现形式是多样的， 表现在： 1) 表型水平上的个体外部形态上 的差异，如豌豆种皮的颜色、鸡冠的 形状、人类的肤色等。 2) 表现在细胞水平上的染色体倍性、 数目、核型及带型的差异，如多倍体、 单倍体等。 3) 生理、生化水平上，如光合作用 的途径和强弱、酶活性的高低以及等 位酶谱带的差异等。 4) 分子水平上的 DNA 序列的变化。 值得注意的是，遗传多样性是仅 指那些可遗传的变异，那些由于发育 或环境条件改变所引起的表型或生理 代谢途径的改变应排除在遗传多样性 范畴之外。 4.1.3 遗传多样性的研究意义 1. 群体的遗传结构可以反映物种的 进化历史。 例如：按照对来自 8 个山系的 12 只大熊 猫的遗传多样性研究结果推测，在 晚更新世气候剧变而导致动物大量 死亡以至灭绝，大熊猫可能仅有少 量个体存活，由于发生近亲繁殖而 造成了遗传多样性的贫乏。 4.1.3 遗传多样性的研究意义 2 ．探讨物种濒危机制，制定科学 合理的保护策略。 例如：对珍稀濒危植物天目木兰的遗传 多样性的研究表明，遗传多样性低 是导致它濒危的主要原因之一。 4.1.3 遗传多样性的研究意义 3 ．为种质资源的保存及取样策略 的设计提供科学依据。 保护一个物种，特别是珍稀濒 危物种，不管是就地保护还是迁地 保护，都要考虑保存一定的个体数 量和较高的遗传变异水平。 取样策略 (sampling strategy) 的问题最早产生于种质资源的野外 采集和保护。目前，在物种保护的 实际工作以及科学研究中，均遵循 取样策略的原则。 取样方案中，通常必须考虑 3 个 主要因素：①每个种群采集的个体 数或种子数；②取样种群的数目； ③这些取样种群在该物种分布区内 的分布。 遗传多样性的科研价值与意义 —— 以箭竹种子保存为例 背景简介 ： 2003 年，四川片口自然保护 区海拔 2700m 以上的箭竹开花枯死，严 重影响到大熊猫的食物需求。 问题 ：如果开花后第二年气候恶劣，如何 避免箭竹种子因不能按时发育而出现种 群灭绝？从而影响大熊猫的生存？ 设想 1 ：通过遗传学方法解析箭竹开花的机制， 从而有针对性地避免箭竹开花 ; 设想 2 ：利用现有转基因技术，改善箭竹的遗 传特性； 设想 3 ：将部分箭竹种子保存于种子库，从而 保存其遗传基因，在条件成熟的情况下进 行播种 …… 4.2 遗传多样性的来源 遗传和变异是生物的主要特征之一。 没有遗传，物种就不能保持性状的相对 稳定，变异不可能得到积累，也不可能 产生多样性。而物种的稳定性则是相对 的，没有变异，仅凭遗传带来的简单重 复，就不可能有新的性状和新物种的产 生，生物就失去了进化的动力和原材料。 新的变异可以看作是变异积累的 结果。自然选择可使大量与环境不适 应和有严重缺陷的突变体被淘汰出群 体；相反，那些适应选择的突变，则 由于能增加生存及繁殖能力而被得以 积累和保留；另外的一些中性突变则 随概率被整合到种群的基因库中。 种内遗传变异的来源主要有遗传 重组、染色体畸变和基因