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遗传率:遗传学中最被误解的数字

遗传率告诉你某性状的变异有多少是遗传的——却几乎不告诉你该性状能否改变。学习它的真正含义、广义对狭义,以及要避免的陷阱。

遗传率是什么

遗传率是一个数字,回答一个精确的问题:在某群体内某性状的全部变异中,有多大比例归因于遗传差异? 它是方差之比——遗传那一份除以整个馅饼。若某性状的遗传率为 0.7,那么该群体中*个体间差异*的 70% 可追溯到遗传差异,30% 归于其他一切。

广义对狭义

它有两种风味。广义遗传率(H²)将全部遗传方差——包括等位基因以非加性方式交互的部分——作为总方差的比例来计算:H² = V_G / V_P。狭义遗传率(h²)只计算加性遗传方差 V_A——即能可预测地从亲代传给子代的那部分:h² = V_A / V_P。

Partition the genetic variance further:
    V_G = V_A + V_D + V_I
            |     |     |
      additive  dominance  interaction(epistasis)

Broad-sense:   H^2 = V_G / V_P     (all genetics counts)
Narrow-sense:  h^2 = V_A / V_P     (only ADDITIVE counts)

Worked example:
    V_A = 30, V_D = 6, V_I = 4, V_E = 10
    V_G = 30 + 6 + 4 = 40
    V_P = 40 + 10   = 50
    H^2 = 40/50 = 0.80
    h^2 = 30/50 = 0.60   <- predicts resemblance & breeding response
广义使用全部遗传方差;狭义只使用加性部分。

为什么要在意这个差别?因为狭义 h² 才是能预测未来的那个。只有加性效应能可靠地传给下一代,所以 h² 告诉育种者一个群体对选择会有多大响应,也告诉我们子代会与亲代相似到何种程度。广义 H² 是对遗传更完整的核算,但作为跨代遗传的预测指标却更差。

三个陷阱

  1. 高遗传率不等于不可改变。 视力高度可遗传,但眼镜瞬间就能矫正。遗传率对*环境*干预能否改变该性状只字未提。
  2. 它系于特定群体与环境。 若所有人吃相同饮食,食物就无法造成差异,于是 V_E 缩小、遗传率上升——而没有任何基因改变。换到营养不均的地方,同一性状的遗传率就会下降。
  3. 它对群体平均值只字未提。 两个群体*各自内部*的高遗传率,丝毫不能告诉你两群体平均值*为何不同*——那差距可能完全是环境造成的。这是整个遗传学中最常被滥用的错误之一。