基因交流是改变猪性状的重要动力(3)
3基因交流和品种“纯”、“杂”的相对性
一提起“品种”,人们首先想到的是“纯种”或是“杂种”。在同一个品种内,某一个体是“纯种”,还是“杂种”?在分子遗传学发展的今天已变得十分含糊。
依照“经典遗传学”的理论,真核生物的体细胞里的染色体是成对存在的。每一对基因分别位于来自双亲的染色体的同一位置上(称为基因座),每一个体的每一基因座上只有2个等位基因。一个生物体是纯合(homozygous)还是杂合(heterozygous)是以等位基因来决定的。当一个生物体带有一对完全相同的等位基因时,则该生物体就该基因而言是纯合的或可称为纯种(true-breeding),反之,如果一对等位基因不相同,则该生物体是杂合的或可称为杂种(hybrid)。
一个群体中,一对同源染色体的同一基因座上有2个以上等位基因,称为复等位基因(multiplegene)。复等位基因的存在,正是生物多态性(polymorphism)在遗传上的直接原因。因为地球上同一物种内的生物群体均有多个等位基因和多个复等位基因。
但分子遗传学认为,基因并不是一个“点”或“颗粒”,基因是一个非连续的“核苷酸序列片段”(在染色体上的核苷酸序列并不都是基因组)。不论是单细胞生物或是多细胞生物,它们个体间的核苷酸序列都有一定程度的差异。从这一角度来看,同一生物物种内的个体间都有一定差异,都可视为是“杂合体”。要在地球上找出2个在“核苷酸序列”上完全相同的人或动物个体几乎是不可能的。
美国的一个科学家研究团队在对人类和黑猩猩的基因组DNA序列比较分析后发现,除了两者的相似程度大约98.5%以外,两者之间还有另一种差异,即在一段DNA中被插入了一个“物种基因组”,或者一段DNA整个地从基因组中删掉,可以发现这种差异的基因组约有3%。也就是说,在同一物种内存在着“物种基因组”。由此提示,生物中也还存在着“类群基因组”、“品种基因组”等等。这些“特定基因组”,在同一类群内是相对保守的。但除了这些保守的序列之外,群内个体间其他部位的“核苷酸序列差异”是存在的。
人的基因组大约有30亿对碱基。虽然世界上不同的人的基因组至少有99.99%的碱基对是相同的,但就是剩下的0.01%(约30万对)决定了我们的身高、肤色等方面的差异,以及是否易得某些疾病。
一般来说,较高级的生物,碱基对的数量较多,如,哺乳动物(包括猪)有30亿对碱基。由于父母亲本间的差异,要2个生物体之间,在所有基因与复等位基因之间完全相同,几乎是不可能的,即使是同胞胎的动物或同卵双胎动物。多代次近亲繁殖可以使生物之间的相似程度增加,但几乎也不可能完全一致。过分的近亲繁殖则出现死亡。因此,生物的“纯”、“杂”是相对的。
可以说,地球上的每个人和动物都是杂合体,或可称为“杂种”(当然,这种“杂种”的概念和品种间的“纯、杂”有所区别),我们也可以说,地球上没有2个人是完全相同的,没有2头猪是完全相同的。
因此,同一物种内2个生物体之间的交配可视为“杂交”,我称之为“杂合体之间的杂交”。会发生“杂合效应”。同一物种内的生物体为了自己的繁衍与世代延续,总是在不断地杂交。这种亲代间的杂交会引起子代核苷酸序列的轻微变异,这种轻微的改变,多数情况下,不会改变生物的主要性状,当这种变异积累到一定程度,又引起更多、更大的变异,特别在某些核苷酸序列的关键位点发生改变,有时甚至只要有一个核苷酸被置换,就有可能改变生物的某些性状。
这种现象已经在生物中普遍存在,子代的表现型既不完全像父亲,又不完全像母亲,是一部分像父亲,一部分像母亲,一部分DNA片段来自于父亲,一部分DNA片段来自母亲,这就是目前应用DNA技术进行亲子鉴定的理论依据。有时,子代还会出现亲代所没有的一些性状,这就是发生了变异,出现了新的“核苷酸序列”。配猪生猪,子猪似亲猪,子猪非亲猪。不论是单胎动物或多胎动物,子代同胞之间出现一定的表型差异和核苷酸序列差异就是一个很好的例证。
(南京农业大学,王林云)
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