人群中PTC味盲基因频率的分析

人群中PTC味盲基因频率的分析

余振洋（高山山、潘红芳）、09级生技1班、200900140156、2011/12/14

摘要通过实验掌握人群中PTC味盲基因频率的分析方法，加深对群体遗传学中遗传平衡定律的认识，同时了解本班同学中味盲基因分布情况。

关键词PTC；基因频率;遗传平衡定律

1．引言

苯硫脲(phenythiocarbamide,PTC)是一种白色结晶状化合物,其结构由于有N-C=S基团（硫化酰胺基）而呈苦味对人无毒，在不同人群中对该物质的尝味能力不同。这种尝味能力是由一对等位基因(T.t)所决定的，其中T对t为不完全显性。基因型为TT，能尝出1/6000000—1/750000的PTC的苦味；Tt基因型，能尝出1/480000—1/380000溶液的苦味，基因型为tt，能尝出1/24000以上浓度PTC的苦味。极个别体甚至对PTC的结晶也尝不出，这类个体在遗传学上称为PTC味盲。尝味者为AD，味盲者为AR。PTC尝味能力的调查在研究人类群体遗传学、种族学方面有其科学价值；亦可作为双生子、亲子鉴定的简便易行的方法之一。

将PTC配制成各种浓度的溶液，由低浓度到高浓度逐步测试学生的尝味能力，由此可区分出味盲（隐性纯合体）、高度敏感（显性纯合体）和介于二者之间的人（杂合体）。据此可对人群中味盲基因的频率进行分析。

哈迪—温伯格定律也称遗传平衡定律，是由英国数学家哈迪（G.H.Hardy)和德国医生温伯格分别于1908年和1909年各自提出的。两个等位基因的哈迪一温伯格定律的公式为：

(p+q)2=p2+2pq+q2=1

其中p代表一个等位基因（如A）的频率，q代表另一个等位基因（如a）的频率, p2代表一个等位基因纯合子（如AA）的频率，q2代表另一个等位基因纯合子（如aa）的频率，2pq代表杂合子（如Aa）的频率。

世界不同民族和地区的PTC味盲率与隐性基因频率有很大差异，最高值在印度，为52.8%，澳大利亚土著也高达49.3%。欧洲的英国、德国、挪威、瑞士和芬兰等国人群味盲率在30%左右，南欧的意大利、西班牙只有24% ~25%。亚洲尼泊尔人为22.8%。日本、韩国均在8% ~15%，中国人味盲率在7.27% ~10.13%。黑人在3% ~4%，印第安人味盲率最低，有的仅有1.2%，甚至为0。

PTC尝味的敏感性与某些疾病存在一定的相关性，如甲状腺瘤、糖尿病、青光眼、呆小

病、慢性消化溃疡、抑郁症，乃至某些癌症等。研究者发现PTC味盲者更容易患结节性甲状肿瘤，而先天愚型患者中PTC味盲率也大大高于正常人群。近年来西欧等国家的学者利用PTC等位基因进行味觉试验以研究原发性青光眼的遗传基因，Parr的研究表明PTC味尝者中抑郁症患者显著高于味盲者。

检测PTC味盲有纸片法（filter paper method）、结晶法（crystal method）、阈值法（threshold method）等方法。近年来通常采用的是1949年Harris和Kalmus改进的阈值法。本实验按此方法配置PTC溶液，对全班同学进行PTC味盲基因频率的测定和分析，为群体遗传学的学习提供基本数据。

2．实验材料

2.1实验器材和药品：

2.1.1器材：一次性塑料吸管

2.1.2药品：苯硫脲(phenythiocarbamide , PTC)

2.1.3实验材料：09级生技班全体同学

2.2实验过程：

2.2.1配制苯硫脲溶液，对半稀释成14种浓度：

取PTC粉末0.65克，加蒸馏水500ml，在室温下溶解，原液浓度1/750，为1号液。取原液100ml，用蒸馏水稀释1倍，为2号液。取2号液100ml，蒸馏水稀释1倍为3号液。以此类推。直到14号液，为1/6000000。尝味能力在1-6之间的为tt型，7-10之间的为Tt型，11-14之间的为TT型。

2.2.2味觉测试：

每人按浓度由低到高依次尝味，记录基因型。

①测试时,让受试者正坐,仰头张口伸舌,用滴管滴4～6滴14号液于受试者舌根部,让受试者慢慢咽下尝味,然后用蒸馏水做同样的试验。

②询问受试者能否鉴别此两种溶液的味道。若不能鉴别或鉴别不准,则依次用13号、12 号溶液重复试验,直到能明确鉴别出PTC的苦味为止。

③当受试者鉴别出某一号溶液时,应当用此号溶液重复尝味3次,3次结果相同时,才是可靠的,并记录首次尝到PTC苦味的浓度等级号。如果受试者直到1号液仍尝不出苦味,则其尝味浓度等级定为<1号。

④在测定时,注意用蒸馏水交替给受试者尝味,避免受试者的臆意猜测而影响结果的准确。

2.2.3数据处理：

根据一个实验班的测定结果，求出基因T、t的频率，并应用X2检验去确定实验班这个群体是否为平衡群体。

基因频率的计算方法：通过获得的不同基因型的数目或基因型频率求得。

基因频率=群体中某个座位的特定等位基因的拷贝数/群体中该座位所有等位基因数

p=f（T）=（2×TT+Tt）/（2×N）（N为个体总数）

q=f（t）=（2×tt+Tt）/（2×N）

两个等位基因的频率，f(T)和f(t)一般以p和q来表示。一个座位上的基因频率相加总是等于1，因此一旦计算出了q，那么p=1-q。

3．实验结果

3.1数据统计

表一 09级生技班同学测得数据

PTC溶液号<1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 人数 2 1 0 0 2 0 3 1 7 3 3 8 2 2 0

表二基因型数据

基因型TT Tt tt

人数12 14 8

3.2结果计算及分析

3.2.1 基因频率的计算

根据哈代温伯格定律：

T基因频率：p＝(14＋12×2)／2×(12+14+8)＝0.559

t基因频率：q＝(14+8×2)／2×(12+14+8)＝0.441

3.2.2 平衡群体基因型频率的计算

按哈代温伯格定律公式：p2+2pq+q2=1,得：

TT: p2=0.559×0.559=0.312