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建立者效应等位基因保留概率计算器

· 最后更新:2026-08-14

计算建立者效应下等位基因的保留概率。N 个建立者携带 2N 份基因拷贝,是源群体的二项抽样:P(k 份) = C(2N,k)p^k(1−p)^(2N−k);保留概率 = 1 − (1−p)^(2N),丢失概率 = (1−p)^(2N);期望拷贝数 = 2Np,拷贝数方差 = 2Np(1−p),建立者频率的漂变方差 = p(1−p)/(2N)。中性漂变下含 k 份拷贝的等位基因最终固定概率 = k/(2N)。经典案例:平格拉普环礁(约 1775 年台风后约 20 名幸存者,1 人携带全色盲基因,如今约 10% 居民患病)、旧秩序阿米什(Ellis–van Creveld)、德系犹太人(Tay–Sachs)、法裔加拿大人、芬兰疾病遗产。来源:Mayr 1942、Hartl & Clark 2007、StatPearls。仅供教学用途。

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关键事实

分类
Education
输入类型
number
输出类型
json
案例覆盖
4
API 可用
是

概览

建立者效应等位基因保留概率计算器根据建立者个体数 N 和源群体等位基因频率 p,按二项抽样计算等位基因的保留概率、丢失概率、期望拷贝数及相关遗传漂变指标,结果以 JSON 返回,仅供教学使用。

适用场景

  • 评估小规模种群建立时某个等位基因被保留或丢失的概率。
  • 比较不同建立者数量和源群体等位基因频率对遗传多样性的影响。
  • 用于群体遗传学、保护遗传学和建立者突变案例的课堂演示。

使用方式

  1. 1输入二倍体建立者个体数 N,以及源群体中的等位基因频率 p。
  2. 2计算建立者携带的 2N 份基因拷贝,并将其视为源群体的二项抽样。
  3. 3按 1 − (1−p)^(2N) 计算保留概率,按 (1−p)^(2N) 计算丢失概率。
  4. 4同时计算期望拷贝数、拷贝数方差、建立者频率的漂变方差及中性漂变下的固定概率相关结果。

常见用途

  • 群体遗传学教学:展示小规模建群如何放大遗传漂变和等位基因丢失。
  • 保护遗传学分析:比较不同数量的迁入个体对遗传变异保留的影响。
  • 遗传学案例讲解:模拟平格拉普、阿米什或其他建立者突变相关场景。

示例

1. 平格拉普式建群:20 个建立者,p = 0.05

群体遗传学学生

背景

课程需要用小规模建群案例说明,源群体中频率为 0.05 的等位基因并不一定能进入新种群。

问题

估算该等位基因在 20 个二倍体建立者中被保留或丢失的概率。

如何使用

输入建立者个体数 20、源群体等位基因频率 0.05,并将小数位数设为 4。

建立者个体数:20;源群体等位基因频率:0.05;小数位数:4。

结果

共抽样 40 份基因拷贝,保留概率约为 87.15%,丢失概率约为 12.85%,期望拷贝数为 2。

2. 罕见等位基因:100 个建立者,p = 0.001

保护遗传学研究者

背景

需要说明即使建立者数量达到 100 个,源群体中频率仅为 0.001 的罕见等位基因仍可能在建群时丢失。

问题

计算该等位基因在 200 份建立者基因拷贝中的保留概率和期望拷贝数。

如何使用

输入建立者个体数 100、源群体等位基因频率 0.001,并保留 4 位小数。

建立者个体数:100;源群体等位基因频率:0.001;小数位数:4。

结果

保留概率约为 18.14%,丢失概率约为 81.86%,期望拷贝数为 0.2,显示罕见等位基因在建群抽样中容易消失。

常见问题

建立者个体数 N 代表什么?

N 代表二倍体建立者的个体数,每个个体贡献 2 份基因拷贝。

源群体等位基因频率 p 的取值范围是什么?

p 的范围是 0 到 1,分别表示该等位基因不存在或在源群体中达到固定。

保留概率是如何计算的?

保留概率为 1 − (1−p)^(2N),表示 2N 份建立者基因拷贝中至少出现一份目标等位基因的概率。

结果中期望拷贝数表示什么?

期望拷贝数为 2Np,表示在重复建群抽样中目标等位基因的平均拷贝数。

这个计算器可以用于临床诊断吗?

不可以。它基于群体遗传学模型,仅供教学和理论分析使用。

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