Räkneövningar populationsstruktur, inavel, effektiv populationsstorlek, pedigree-analys - med svar

Transkript

1 Räknövningar populationsstruktur, inavl, ffktiv populationsstorlk, pdigr-analys - md svar : Ndanstånd alllfrkvnsdata rhölls från tt stickprov. Bräkna gnomsnittlig förväntad htrozygositt. Locus A B C D E Alll : På n lokal upptäcks tt svagt htrozygotundrskott i flra av d polymorfa loci som undrsöks. Hur kan dtta förklaras? 3: Hur myckt gntisk variation förlorar man pr gnration i n population som bstår av (antag idala förhållandn i alla andra avsndn) a) 0 honor och 0 hanar 9 honor och han 4: Hur myckt gntisk variation har förlorats på 0 gnrationr i ovanstånd uppgift? 5: Ett bvarandprogram startas och man vill att 90% av dn ursprungliga gntiska variationn ska finnas kvar ftr 00 år. Hur stor måst dn ffktiva populationsstorlkn vara om gnrationstidn är a) år 0 år 6: Hur snabbt ökar inavln i n population om N50 som är idal i alla avsndn utom vad gällr avkommproduktion om variansn i antalt avkommor pr individ är: a) 9 7: En foundr-hona av sibirisk tigr har producrat fyra avkommor av hankön. Vilkn är sannolikhtn att hnns fmt ung blir n hona?.

2 8: a) Rita tt pdigr övr n kusinparning. Bräkna inavlskofficintn från n sådan parning. c) Vad sägr dnna kofficint? 9: Ett uppfödningsprogram för n starkt hotad djurart basras på tt viltfångat syskonpar. Hur myckt av foundr-djurns alllr har man förlorat gnom n sådan start? Motivra! Antag att dt vildfångad syskonpart får två avkomlingar (n han som döps till Kaspr och n hona som döps till Rosa). Kaspr och Rosa paras md varandra, vilkn inavlsgrad får dras avkomma? Hur sr stamträdt ut för dssa djur? 0: Populationn av järv i Svrig antas uppgå till ca. 50 djur. Antag att dn ffktiva storlkn är /4 av dn vrkliga, hur snabbt ökar inavln i populationn? Finns dt något gntiskt hot mot järvn undr dtta antagand? Antag att dt framkommr att d 50 järvarna i själva vrkt är uppdlad på två hlt isolrad dlpopulationr om 50 rspktiv 00 djur i vardra. Hur snabbt ökar inavln i dssa båda populationr? (Antag samma förhålland mllan N och som ovan). Finns dt något gntiskt hot mot järvn undr dtta antagand? : a) Bräkna inavlskofficintn för markrad individr i ndanstånd pdigr. Hur många foundrs finns dt i dtta pdigr? F? F? F? X F? X.

3 : Bräkna man kinship för G och H i ndanstånd pdigr. Strukna individr är döda. Vilkn av G och H anss vara mst gntiskt värdfull? 3: Bräkna man kinship för I och J i pdigrt ndan. 4: I population A obsrvras i tt stickprov gnotyprna i A-locus: AA, Aa och aa. I population B obsrvras i tt stickprov 5 AA, 0 Aa och 0 aa. a) För vardra av populationrna ang alllfrkvnsr, obsrvrad htrozygositt, förväntad htrozygositt. Förliggr Hardy-Winbrgproportionr inom population A? Inom population B? c) Bräkna F ST mllan populationrna. 3.

4 SVAR. Gnomsnittlig htrozygositt för locus md två alllr pq m För locus md flr än två alllr i x i, vilkt btydr - frkvnsn av samtliga homozygotr A B C D 0 0 E ( ) Htrozygositt H Dt är int n nda Mndlsk population som studras. Stickprovt kan bstå av flra populationr md olika gnfrkvns. Slktion för homozygoti (krystad förklaring om man int har andra blägg) Varför är dt int htrozygotundrskott i alla studrad polymorfa loci? Svar: Man upptäckr int alla skillnadr brond på statistiska faktorr. D olika populationrna bhövr int ha olika alllfrkvnsr i alla polymorfa loci. 3 a) N 4N f m ( N + N ) f N m N N ( 0 + 0) 0 Svar:.5% gntisk variation går förlorad pr gnration Svar: 3% gntisk variation går förlorad pr gnration. 4.

5 4 a) H H t 0 N t Svar: Man har förlorat % av dn gntiska variationn på 0 gnrationr Svar: Man har förlorat 76% av dn gntiska variationn på 0 gnrationr. 5 a) Dn ffktiva populationsstorlkn måst vara 475 (om gnrationstidn är tt år) för att 90% av dn gntiska variationn skall finnas kvar ftr 00 år. Uppgiftn kan lösas gnom att man provar sig fram md olika N i kvationn. Korrkt lösnings nås ävn gnom: H 0. Δ ln ln 0. 9 ln0. ln 009 ln 0.9 ln 00 ln ln

6 ln 0.9 / /00 ( ) ln Svar: Dn ffktiva populationsstorlkn måst vara 475 (om gnrationstidn är tt år) för att 90% av dn gntiska variationn skall finnas kvar ftr 00 år. H 0. Δ /0 ( ) ln 47.7 Svar: Dn ffktiva populationsstorlkn måst vara 48 (gnrationstidn är 0 år) för att 90% av dn gntiska variationn skall finnas kvar ftr 00 år. 6 a) N 4N ( V + ) ( 9 + ) ( ) k Svar: Inavln ökar md ca 3% pr gnration. N 4N ( V + ) ( + ) ( ) k Svar: Inavln ökar md % pr gnration. 7. Svar: 50% 6.

7 8 a) F I Σ(/) i ( + F A ) F I Inavlskofficintn för n individ i F A Inavlskofficintn för n förfadr (ancstor) A i antalt gnövrföringsstg Vi har följand gmnsamma förfädrar i dtta pdigr: A: GDAEH B: GDBEH Räkna ut F A för varj gmnsam förfadr. I dtta fall är båda F A 0. Räkna ut sannolikhtn för autozygositt: F I ((/) 5 (+0)) + ((/) 5 (+0)) /6 Svar: Inavlskofficintn för n sådan parning är %. c) Svar: Sannolikhtn att idntisk homozygoti förliggr i tt nskilt locus hos n individ. 9 a) D vilda föräldrarna btraktas i dtta fall som foundrs. För var och n av dssa foundrs gällr att sannolikhtn att n nskild alll i tt nskilt lokus int förts vidar till var sig avkomma llr avkomma är: Svar: 0. 5 Dtta innbär att förlustn är

8 A B C D Kaspr E F Rosa F? Gmnsamma förfädr: EDACF EDBCF ECADF ECBDF ECF EDF F I 4((/) 5 (+0)) + ((/) 3 (+0)) /8 + /4 3/8 Svar: Kasprs och Rosas avkomma får n inavlsgrad på %. 0 a) Antal järvar i Svrig 50, 50/ Svar: Inavln ökar md 0.8% pr gnration. På kort sikt är hott kansk int övrhängand om vi kan förvänta oss att populationn kommr att bli störr. Järvn uppdlad i två populationr om vardra 00 rspktiv 50 djur 00/ /

9 Svar: Inavln ökar md rspktiv.3% pr gnration. På bara 0 gnrationr förloras mr än 3% av gndivrsittn. Tumrgln att bvara 90% av htrozygosittn övr 00 år följs int. a) Svar: Första individn som ftrfrågas har n inavlskofficint på 0 (j inavlad), andra på 0.5 (.5%), trdj på 0 och sista individn (F x ) på Svar: 4 styckn foundrs.. Man kinship: Gnomsnittligt kinship för n individ och samtliga individr i dn lvand populationn, inklusiv sig själv. Kinship: inavlsgradn för n hypottisk avkomma. kinship G-C G-D G-E 0.50 G-G 0.65 G-H 0.5 MK 0.35 MK G ( )/5 kinship H-C 0.5 H-D 0.5 H-E 0.50 H-G 0.5 H-H MK 0.5 MK H ( )/5 Svar: G har man kinship 0.35 och H har man kinship

10 0. H har lägst man kinship och anss därmd mst gntiskt värdfull. 3. kinship I-G 0.50 I-H I-I I-J MK MK I ( )/4 kinship J-G 0.50 J-H J-I J-J MK 0.0 MK J ( )/4 Svar: I har man kinship 0.30 och J har man kinship 0.. J har lägst man kinship och anss därmd vara mst gntiskt värdfull. 4: a) Population A: p(a) 0.68, q(a) 0.3, Hobs0.48, Hxp 0.44 Population B: p(a)0.9 p(a)0.7, Hobs0.8, Hxp0.4 Population A: ingn avvikls från HW. Chi0.6, 0.8<P<0.9 Population B:ingn avvikls från HW. Chi3.5, 0.<P<0. c) Gnomsnittlig H S 0.44, H T F ST