ปัจจัยที่มีผลกระทบต่อความถี่ยีน โดย อ.วุฒิไกร บุญคุ้ม ภาควิชาสัตวศาสตร์ คณะเกษตรศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น

จากกฎของ Hardy-Weinberg “ในประชากรที่มีขนาดใหญ่และมีการผสมพันธุ์แบบสุ่ม (random mating) โดยไม่มีปัจจัยเนื่องจากการอพยพ (migration) การกลายยีน (mutation) การคัดเลือก (selection) หรือปัจจัยอื่นที่มีผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงความถี่ยีนแล้วจะส่งผลให้ความถี่ยีน คงที่ในทุกๆชั่วรุ่น” แต่ธรรมชาติทั่วไป จะมีปัจจัยที่มากระทบให้ความถี่ยีนมีการเปลี่ยน แปลงได้ตลอดเวลา เรียกว่า gene force

ปัจจัยที่มีผลกระทบต่อความถี่ยีน ประกอบด้วย Non-random mating Migration Mutation Selection Genetic drift

การผสมพันธุ์อย่างไม่สุ่ม (non-random mating) การผสมพันธุ์ที่ไม่เป็นไปอย่างสุ่ม หมายถึงการผสมพันธุ์ที่สัตว์แต่ละตัว มีโอกาสที่จะได้รับการผสมพันธุ์อย่างไม่เท่าเทียมกัน ซึ่งอาจเกิดเนื่องจาก การมีคนเข้าไปจัดการหรือจากพฤติกรรมของสัตว์เอง การผสมพันธุ์อย่างไม่สุ่ม (non-random mating) Negative assortive mating Positive assortive mating

การอพยพ (migration) หมายถึง การเคลื่อนย้ายสัตว์จากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง ซึ่งเป็นปัจจัยที่พบได้ เสมอในการเลี้ยงสัตว์ และยังเป็นปัจจัยที่กระทบต่อความถี่ยีนโดยตรง

สาเหตุที่ทำให้ต้องมีการอพยพสัตว์ นำพันธุกรรมที่ดีเข้ามา เพิ่ม/ยกระดับ พันธุกรรมเดิมให้ดีขึ้น จำนวนสัตว์ เพศผู้/เพศเมีย ไม่สมดุล ความถี่ยีนของสัตว์แตกต่างกันมากจนไม่สามารถเข้าสู่ภาวะสมดุลได้ เหตุผลทางเศรษฐกิจ เช่น ผลผลิตตกต่ำ เหตุผลด้านการปรับปรุงพันธุ์ เช่น สร้างสัตว์สายพันธุ์ใหม่ที่ต้องการ (น้ำเชื้อพ่อพันธุ์โคนม, สัตว์ป่าจากต่างพื้นที่)

การอพยพ (migration) ประชากรต่างแหล่ง ประชากรเดิม ขั้นตอนที่  ฝูงอพยพ f(a) = q1 N = n1 f(a)= q0 N = n0 ประชากรต่างแหล่ง ประชากรเดิม N = nm ฝูงอพยพ การอพยพ (migration) ขั้นตอนที่  q’0 = q0 + m(q1-q0) เมื่อ q’0 = ความถี่ยีนของประชากรหลังจากมีสัตว์อพยพเข้ามาแล้ว q0 = ความถี่ยีนของประชากรเดิม q1 = ความถี่ยีนของประชากรจากต่างแหล่ง m = อัตราการอพยพ = n0 = จำนวนสัตว์ในประชากรเดิม nm = จำนวนสัตว์ที่มีการอพยพเข้ามา ขั้นตอนที่  จากนั้นต้องหาความแตกต่างของความถี่ยีนระหว่างก่อนและหลัง การอพยพ q = q’0 - q0

q’0 = q0 + m(q1-q0) = = 0.2 + 0.08 = 0.28 q = q’0 - q0 = 0.28 - 0.2 Ex. กำหนดให้ฝูงโคนมพันธุ์โฮลสไตน์ของประเทศไทยเดิมมีจำนวน 8,000 ตัวและมีความถี่ยีนของลักษณะการให้ผลผลิตน้ำนม (q0) เท่ากับ 0.2 ในขณะที่โคนมพันธุ์โฮลสไตน์จากประเทศสหรัฐอเมริกามีความถี่ยีน (q1) เท่ากับ 0.6 หากมีการนำโคนมจากสหรัฐอเมริกาเข้ามาจำนวน 2,000 ตัว จงคำนวณความถี่ของยีนของฝูงสุกรหลังจากที่มีการนำสัตว์เข้ามาแล้ว q’0 = q0 + m(q1-q0) = = 0.2 + 0.08 = 0.28 q = q’0 - q0 = 0.28 - 0.2 = 0.08

การกลายยีน (mutation) เป็นการเปลี่ยนแปลงระดับโมเลกุลของพันธกรรมสัตว์ เป็นการเปลี่ยนแปลงที่ลำดับเบสของ DNA (A, T, C และ G) โอกาสในการเกิดน้อยมาก 10-4 – 10-5 เมื่อเกิดขึ้นในส่วนใดของยีนจะมีผลให้ความถี่ยีนเปลี่ยนแปลง

การกลายยีน (mutation)

การกลายยีน (mutation) การกลายยีนมี 2 แบบ 1. การกลายยีนแบบไม่ย้อนกลับ (non-recurrent mutation) โอกาสเกิดน้อย เกิดแล้วมักทำให้สัตว์ตาย จึงไม่มีโอกาส ขยายพันธุ์ 2. การกลายยีนแบบย้อนกลับ (recurrent mutation) พบมากกว่า

การกลายยีน (mutation) การกลายยีนแบบไม่ย้อนกลับ (non-recurrent mutation) เป็นการกลายยีนในลักษณะที่ไปในทางใดทางหนึ่งแบบไม่ย้อนกลับ (one- way mutation) ดังนั้นเมื่อจุดสมดุลจะอยู่ที่ความถี่ยีนด้านใดด้านหนึ่งมีค่าเป็น 0 และความถี่ยีนอีกด้านหนึ่งมีค่าเป็น 1 ยีน : R r ความถี่ : p q 1 U 0 ความถี่ยีนจะเข้าสู่สมดุลเมื่อ “ความถี่ของยีนด้านใดด้านหนึ่งมีค่าเท่ากับ 0 และความถี่ของยีนอีกด้านหนึ่งมีค่าเท่ากับ 1”

การกลายยีน (mutation) การกลายยีนแบบย้อนกลับ (recurrent mutation) เป็นการกลายยีนในลักษณะที่มีการย้อนกลับได้ (two-way mutation) ดังนั้นเมื่อจุดสมดุลจะขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการกลายยีนไปข้างหน้าและอัตราการกลายยีนย้อนกลับ ยีน : B b ความถี่ : p q U V

การกลายยีน (mutation) ความถี่ยีนที่ภาวะสมดุล หากทราบอัตราการกลายยีนไปข้างหน้าและย้อนกลับ สามารถคำนวณความถี่ยีนที่ภาวะสมดุลได้ดังนี้ vqE = upE vqE = u(1-qE) vqE = u - uqE vqE + uqE = u (v+u)qE = u  qE =

การกลายยีน (mutation) Ex. ถ้าเดิมประชากรมีความถี่ q0 = 0.2 เมื่อเกิดกลายยีนโดยมีอัตราไปข้างหน้า (B->b) หรือ u เท่ากับ 4.2 x 10-5 และมีอัตราการกลายยีนย้อนกลับ (b->B) หรือ v เท่ากับ 2.1 x 10-5 จงคำนวณความถี่ของยีนในชั่วที่ 1 และเมื่อถึงสมดุล q1 = q0 + up0 – vq0 = 0.2 + (4.2x10-5)(0.8) - (2.1x10-5)(0.2) = 0.2+ (0.294x10-4) qE = = = 0.6667