Praktikal 6

Tajuk : Mengukur Diversiti Genetik

Tujuan: Untuk mengkaji dan mengukur diversiti genetik

TUGASAN

Anda bertugas untuk sebuah agensi pemuliharaan dan berdepan dengan satu krisis : sebuah kawasan dengan enam jenis tanah lembap yang berbeza, yang diketahui hanya tanah bagi dua jenis orkid liar yang sedang dibangunkan menjadi kawasan perindustrian. Organisasi anda hanya mampu membeli dan menjaga empat tanah sahaja. Mana satukah antara keenam-enam tanah yang harus dijaga? Tiga daripada tanah tersebut adalah paya bersama dengan populasi Pterostylis isozymus. Tiga jenis paya lainnya menjadi habitat kepada satu-satunya populasi yang paling berkait rapat tetapi spesis yang jauh Pterostylis polyzymous. Anda menghantar sampel daun ke sebuah kolej untuk analisa genetik, dan menerima data seperti di bawah, iaitu di dalam bentuk gel protein elektroforesis untuk satu lokus allozyme yang polimorfik bagi kedua-dua spesis. Lokus tersebut mempunyai dua allel, Cepat dan Perlahan kerana mereka bergerak pada kadar yang berbeza merentasi gel tersebut, di mana allele yang cepat berada di bawah allele yang perlahan.

Langkah 1

Untuk mengukur bagaimana variasi genetik tersebar di antara populasi, frekuensi allele telah dikenalpasti di dalam setiap populasi. Lokus alozyme mempunyai dua bentuk. Identiti bagi setiap allele di dalam setiap individu ditunjukkan melalui banding pattern yang ada di dalam gel. Sebagai contoh, individu pertama di baris pertama di dalam gel pertama adalah heterozygous, di mana dua allele tersebut adalah berbeza dan diwakili oleh simbol (+) bagi kedua-dua cepat dan perlahan. Sebaliknya, individu di baris kedua ialah homozygous, yang mempunyai satu band mewakili dua allele perlahan.

Frekuensi allele ditentukan di dalam setiap populasi bagi allele cepat (p) dan allele perlahan (q) dengan mengira bilangan allele bagi individu di dalam setiap populasi (homozygote mempunyai dua allele yang sama, oleh itu anda perlu mengira + dua kali ganda, dan jumlah bagi allele bagi 15 individu tersebut ialah 2 x 15 = 30. jumlah tersebut dibahagikan dengan jumlah allele yang hadir dai dalam populasi tersebut (sentiasa sama dengan dua kali ganda bilangan individu).

Pterostylis isozymus,Populasi 1 (individu 1 hingga 15 dari kiri ke kanan)123456789101112131415Jum

Slow23

Fast7

Pterostylis isozymus,Populasi 2 (individu 1 hingga 15 dari kiri ke kanan)123456789101112131415Jum

Slow12

Fast18

Pterostylis isozymus,Populasi 3 (individu 1 hingga 15 dari kiri ke kanan)123456789101112131415Jum

Slow4

Fast26

Pterostylis polyzymus,Populasi 1 (individu 1 hingga 15 dari kiri ke kanan)123456789101112131415Jum

Slow12

Fast18

Pterostylis polyzymus,Populasi 2 (individu 1 hingga 15 dari kiri ke kanan)123456789101112131415Jum

Slow14

Fast16

Pterostylis polyzymus,Populasi 3 (individu 1 hingga 15 dari kiri ke kanan)123456789101112131415Jum

Slow8

Fast22

Langkah 2Perbezaan genetik diukur diantara populasi tersebut. Biasanya Wrights Fixation Index or Fst digunakan, dari julat 0 yang mewakili tiada perbezaan antara populasi tersebut, meningkat, menandakan kenaikan perbezaan. Fst, heterozygousity dikira bagi setiap spesis (Hs), dengan menggandakan 2pq bagi setiap satu populasi dan mengira nilai purata bagi ketiga-tiga populasi untuk setiap spesis.

Frekuensi allele bagi Pterostylis isozymus,

Allele cepat,pAllele perlahan,q 2 x p x q

Populasi 17/30 0.2323/30 =0.772 (0.23) (0.77) = 0.35

Populasi 218/300.6012/300.402 (0.6) (0.4) 01= 0.48

Populasi 326/300.874/300.132 (0.87) (0.13) = 0.23

Purata

(Hs)0.35

Frekuensi allele bagi Pterostylis polyzymus,

Allele cepat,pAllele perlahan,q 2 x p x q

Populasi 118/30 0.6012/300.402 (0.60) (0.40) = 0.48

Populasi 216/300.5314/300.472 (0.53) (0.47) 01= 0.50

Populasi 322/300.738/300.272 (0.73) (0.27) = 0.39

Purata

(Hs)0.46

Langkah 3Heterozygosity dikira jika ketiga-tiga populasi meneruskan pembiakan, (Ht). Kiraan dilakukan dengan mencari purata bagi p dan q ke atas ketiga-tiga populasi bagi setiap spesis, digandakan dengan 2 x purata p x purata q. Jangkaan frekuensi heterozygote di dalam populasi ini dikatakan mempunyai kawasan pembiakan yang besar dengan tiadanya perbezaan genetik pada tahap populasi biasa.

Jangkaan heterozygosity (Ht) bagi Pterostylis isozymus

Allele cepat,pAllele perlahan,q

Populasi 17/300.2323/300.77

Populasi 218/300.6012/300.40

Populasi 326/300.874/300.13

Purata frekuensi allele1.70/3 = 0.571.30/3 = 0.43

(Ht) = 2 x purata p x purata q. = 2 x 0.57 x 0.43 = 0.49

Jangkaan heterozygosity (Ht) bagi Pterostylis polyzymus

Allele cepat,pAllele perlahan,q

Populasi 118/300.6023/300.40

Populasi 216/300.5314/300.47

Populasi 322/300.738/300.27

Purata frekuensi allele1.86/3 = 0.621.14/3 = 0.38

(Ht) = 2 x purata p x purata q. = 2 x 0.62 x 0.38 = 0.47

Langkah 4Jumlah local dikira, dengan variasi populasi. Frekuensi sisihan bagi heterozygotes di dalam populasi yang berasingan, (Hs) dicari jika mereka adalah dari populasi besar yang sama, (Ht), sertakan indeks jumlah variasi genetik yang ditemui di dalam satu populasi local. Oleh itu, Fst = (Ht - Hs) / Ht,.

Pterostylis isozymus

Fst = (Ht - Hs) / Ht = 0.49 0.35 / 0.49 = 0.29

Fst > 0.1 , menunjukkan divergen yang besar di antara populasi Pterostylis isozymus.

Pterostylis polyzymus

Fst = (Ht - Hs) / Ht = 0.47 - 0.46 / 0.47 = 0.02

Fst