时间：2023-11-13 11:18:05
关键词 基因组医学 精准医学 医学遗传学 教学改革
Abstract Genomic medicine integrates life science and clinical medicine with the human genome， and applies it to clinical practice. The traditional mode of medical education has been unable to meet the requirements of the current society. Medical genetics is a basic course of medicine is important， in the face of clinical change caused by genomic medicine， in order to make the teaching and discipline development to adapt， and cultivate students' comprehensive quality and ability， will change the course system and teaching model， this paper will discuss the above aspects.
Keywords Genome Medicine； precision medicine； medical genetics； teaching reform
近些年恚随着“人类基因组计划”的完成，以及新一代基因组测序技术的广泛应用，我们已经步入“精准医学”（Precision Medicine）新时代。精准医学主要利用疾病基因组学以及药物基因组学大数据，通过基因诊断并以此为依据对疾病进行分类、分型，根据基因组特征，采用最新的个性化治疗等技术，为病人选择最佳的治疗方案，最有效的药物，最安全的剂量，对传统的医疗模式进行革命和创新。
基因组学始于20世纪80年代，90年代后随着人类基因组计划的启动而迅猛发展。基因组医学是由诸多科学家在2003年为纪念DNA双螺旋结构发现50年时所提出的一个医学领域的新名词。基因组医学是以人类基因组的研究为基础，将生命科学与临床医学相整合，从而将基因组的研究成果快速地应用于临床医学实践，这将是贯穿21世纪的在生命科学和临床医学领域的一次伟大革命。
在基因组医学时代背景下，各临床专业科室都必须适应基因组医学带来的临床变革，不断更新知识体系。医学遗传学作为一门基础和临床相互融合且发展飞快的学科，不仅要求医学生掌握基础知识，更要求其可以将相关知识致力于临床实践，这就要求我们对医学遗传学传统教学内容及模式进行调整。因此，如何以基因组医学为导向，着眼于精准医学，推进临床医学教育，加强医学遗传学教学，提高教学质量，更好地让学生掌握医学遗传学的临床应用，并在以后的工作中将其普及社会是我们面临的问题。综上所述，我们对医学遗传学教学内容、课程体系及教学思维等进行了改革。
1 改进课程内容设置
我们以培养适应21世纪社会发展需要的新型医学人才为目标，根据医学专业的发展特点，合理设计医学遗传学课程，而课程的设置、编排等问题直接影响到教学进程、教学的内容和教学质量。因此，课程改革也是教学改革的核心问题之一。[1]
首先，对于基本的医学遗传学课程，我们将围绕遗传病开展教学，课前引导学生查阅资料，让学生对遗传病基础有一定了解，课堂抽查课前预习效果。课堂上从临床遗传病常见病例着手，用实例激发学生学习兴趣，介绍其发病机制，如何导致疾病发生和具体的研究方法，然后系统地介绍遗传物质在疾病的发生、发展过程中的作用，最后再从临床遗传学角度开展疾病的预防、诊断与治疗，基本知识点和原则逐点介绍。
其次，根据医学遗传学课程发展需要，我们新增加生物信息学内容，介绍如何利用信息学和统计学等学科的技术，收集、整理、研究目前快速发展的基因组测序、蛋白质组序列测定、结构解析和代谢组等领域的大规模数据，同时通过生物信息学的研究实例，讲解生物信息学的基本知识和重要作用，激发学生对本门学科的兴趣。通过病例为示范，引导学生将生物信息学理论知识用于实践。例如我们实验室收集到一个高度近视的隐性遗传家系，致病原因未明，我们先采用基因芯片进行连锁分析定位致病区间，然后对两个患者和一个正常人进行全外显子测序，指导学生运用生物信息学分析法对三个样本的测序结果进行数据分析，对检测到的患者共有的而正常人没有的外显子区间影响功能的纯合突变进行初步筛选并对定位致病区间的突变在家系内进一步筛选验证，最后成功定位到3号染色体189713156位置上的NLEPREL1基因一个GLN氨基酸的终止突变。该基因与胶原蛋白的装配和稳定性有关，此突变与带有白内障和玻璃体视网膜退化表型的非综合征型高度近视有关。这样的案例式教学法不仅巩固了学生对理论知识的理解，也提高了学生进行科学分析问题的能力。
医学遗传学是一门涉及数千种遗传性疾病的基础理论和临床实践的综合性学科，具有基础性和前沿性并存的特点。[2]为了让学生了解到最前沿的科研动态及相关遗传病的研究进展，我们同时开设了“医学遗传学研究进展”课程。“医学遗传学研究进展”是一门以“医学遗传学”课程为基础的课程，它着眼于现代医学遗传学最新最受关注的领域，旨在让学生对医学遗传学的知识进行消化和升华，它的课程内容紧跟国内外前沿，针对国内外研究的热点内容和最新进展设置讲座内容，结合教师当前研究的科研项目进展加以讲解，促使学生了解和关注医学遗传学的前沿进展。该系列讲座强调结合基础科学和临床科学，通过该课程的学习，开阔学生的眼界，掌握最前沿的科研进展。
2 改革课程体系
绝大多数疾病均与遗传相关，临床中每个科室都应不断更新对相关疾病的知识，因此我们在临床医学范畴下的二级学科的教学环节中应增加相关医学遗传学内容的介绍。例如，消化系统专业课，我们将增加消化系统的遗传学基础知识的介绍；神经内科专业课程，我们拟设置专门的神经内科遗传病及致病的遗传学基础的章节，系统介绍神经内科常见的遗传病种类、遗传学基础、分子和细胞系诊断方法以及相应的遗传咨询要点。
将基因组学作为一个大平台，根据不同的学科，每个学科上课的比重都不一样，把基因组医学与疾病基因组学灌输到临床，教师在授课过程中，不仅教授核心知识点，并且把基因组医学、遗传病学、精准医学、个体化医疗等理念贯穿到临床教学中去，使学生掌握从基因组水平上考虑对疾病诊断、防治与治疗的重要观念。通过打破常规，教授新的医学遗传学理念，以鼓励学生不拘泥传统的循征医学思维模式，以基因研究为导向，提倡“精准医学”，让个体化医疗这一概念从理论中走向生活。
3 转教学思维，引领学生建立个体化医疗的观念
在教学上，我们率先突破常规的循征医学思维模式，建立以基因研究为导向，提倡精准医学的思维模式。“精准医学”是以个体化医疗为基础，随着基因组测序技术快速进步以及生物信息与大数据科学的交叉应用而发展起来的新型医学概念与医疗模式。其本质上是通过基因组、蛋白质组等组学技术和医学前沿技术，对大样本人群与特定疾病类型进行生物标记物的分析与鉴定、验证与应用，精确寻找到疾病原因和治疗靶点，并对一种疾病不同状态和过程进行精确亚分类，最终实现对于疾病和特定患者进行个性化精准治疗的目的，提高疾病诊治与预防的效益，这是对传统医疗模式的革命和创新。[3]美国总统Barack Obama在今年年初的国情咨文中正式宣布精准医学计划（Precision Medicine Initiative），该计划的提出是集合了诸多现代医学科技发展的知识与技术体系，体现了医学科学发展趋势，也代表了临床实践发展的方向。[4]我们顺应时展潮流，率先将个性化医疗、精准医学的理念引入课堂，不断渗透精准医学理念，使学生掌握从基因水平上考虑对疾病诊断与防治的重要观念。
为引领学生建立个体化医疗的观念，需要我们加强各相关学科的交叉融合，使现有的教学知识体系更加完善，让学生们能够学以致用。我们积极推进与细胞生物学、生物化学、分子生物学、病理学、医学免疫学、生物信息学、预防医学、材料学、计算机学等其他学科交叉融合，既促进不同学科之间的相互融合交流，又培养了学生跨学科的思维模式。通过交叉学科的建设，学生将本科专业知识和医学遗传学知识重新组合，更具创新性思维。我们还成立了“教育部国家生命科学与技术人才培养基地”，吸引了不同专业的学生进入医学遗传学领域来，学生在实践课题或项目的设计当中，不仅仅局限于本学科，并引进其他相关学科的方法，利用其他学科的优势来弥补自身不足。
科学技术飞速发展，已进入大数据时代，高效准确地处理数据显得愈发重要。以医疗大数据作为支撑，通过基因组、蛋白质组等组学技术和医学前沿技术，精确寻找到疾病的原因和治疗的靶点，实现对于疾病和特定患者进行个性化精准治疗是“精准医学”的最终目的。因此，我们需要建立一套完善、有效的数据分析平台。我们与生物信息专业进行合作，将临床诊断中收集的数据，进行科学的数据分析，再将分析的结果反馈到临床中去，建立个体化医疗。同时，在授课过程中，不但传授医学遗传学核心知识点内容，而且将精准医学理念渗透到教学的各个环节，使学生从基因水平上考虑对疾病诊断与防治的重要观念。
医学遗传学发展非常迅速，基因组学技术和规模化的特征将会延续并发扬，大数据、复杂信息、新概念和新知识等等，都在不断地催生新的教学思路和新的思维境界。从“DNA到RNA再到蛋白质”和各类“组学”研究，最终将汇集在一个或者数个生物学命题下（比如癌症、代谢疾病、脑发育与认知等），形成一种整合性、更高层次的“数据―信息―知识”消化和理解过程。[5]作为医学遗传学教育工作者，要针对未来生物医学基础和临床科学的发展，整合基因组生物学新的学科前沿，运用新的概念和技术，将“3P”医学时代――预测 （Predictive）、预防（Preventive）和实现个体化（Personalized）治疗的理念融入临床医学教育中， 为实现全社会“从实验室到病床”、“从实验室到家庭和个人”的卫生与健康保障，及时地、有效地提供专业人才。
*通讯作者：夏昆
L芟钅孔手焊孟钅坑？015年湖南省普通高等学校教学改革研究项目、2015年中南大学教学改革研究立项项目、2015年中南大学开放式精品示范课堂计划和2016中南大学创新创业教育课程建设项目支持
参考文献
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[3] 本刊综合.曹雪涛院士谈精准医学[J].人人健康，2015.7：14-16.
[4] Ashley EA. The Precision Medicine Initiative：A New National Effort. JAMA.2015；313（21）：2119-2120.
关键词：氮高效利用；DEP1；遗传学教学；染色体作图；数量性状遗传
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）02-03-0096-04
Abstract：In recent，the knowledge in genetics text book is rather old，and also too obscure to understand by undergraduate students. To solve these problem，this paper introduces a case for transformation of my recent research achievement “DEP1 gene cloning and functional studies” as genetics teaching materials for the content of “chromosomal map construction” and “quantitative traits genetic analysis” in Genetics teaching. This teaching practice case shows that it is of great significance for the transformation. This teaching practice help to update the knowledge of the course improve students' learning initiative and enthusiasm，and improve the students' learning interest，and get obvious teaching effect.
Key words：Nitrogen-use efficiency；DEP1；Genetics teaching；Chromosomal map construction；Quantitative traits genetic analysis
自我国实行大学扩招政策以来，教学资源严重不足尤其是生均教学资源不足已是不辩的事实。从大学扩招后的人才培养质量看，专业人才培养不能适应社会需求，这也已成为我国大学教学教育的严重问题之一〔1〕。随着生命科学研究的不断发展，新的科研成果不地获得，日益充实、更新和延展了生命科学的理论基础。然而，目前大学研究型生物学人才培养面临的最大瓶颈却是教材内容陈旧，教学资源严重缺乏，生均教学资源不足，其导致的最终结果是人才培养质量下降，专业人才培养无法满足社会需求。目前探索将科研成果转化为教学资源，提高生均教学资源水平，是解决这一问题的有效途径。科研成果是反映学科专业最前沿的知识，若能及时有效地转化为案例，融入教学过程，内化为教师的知识，这无疑对专业人才培养质量提高有益，同时，也是增加与提高课程教学资源数量与质量的重要途径〔2〕。
人才培养质量的高低主要决定于专业教学资源的好坏。据魏红（2006）研究，教师的科研成果与教师的教学质量呈现较为显著的正相关，即大学教师的科研工作与教学工作之间存在着相互促进的关系。从总体看，从事科研且具有一定科研成果的教师，其教学质量显著高于没有科研成果的教师。可见，将科研成果转化为教学资源，不仅可以提高课程教学质量，提高学科水平，从而提高专业人才培养质量〔2〕。
高校教师既是从事教学，又同时从事科学研究，这有利于把自己的科研成果转化为教学资源并带到课堂的教学与实践中，与课堂教学知识进行有机地整合，有效地增加教学资源，提高学生学习兴趣，提高教学质量〔3〕。
科研成果是高校教师根据学科或专业发展过程中面临的问题而进行系统研究而形成的新观点或新结论，一般针对性强。因此，科研成果转化为教学资源有利于形成专业特色，提高专业竞争力，实现教学创新。同样地，在科研成果转化为教学资源过程中，教师会将自身的科学精神、人文素质、创新意识等传授给学生，学生不但学到了理论知识，扩大了知识面，改善了知识结构，而且还能促进学生主动学习、思考、探索与创新，从而有利于创新性人才的培养。
作者近年从事水稻分子遗传学的研究，同时担任生命科学专业主干课程《遗传学》的教学任务。近期的研究获得了较好的成果。因此，在遗传学教学过程中，通过将研究成果转化为教学资源的实践，将科研成果融合到遗传学的教学过程中，获得了明显的教学效果。
1 成果概述
2014年4月作者在《Nature》子刊《Nature Genetics》发表学术论文1篇（SunH. *Q. Qian*K. Wu*J. Luo*et al.（2014）. Heterotrimeric G proteins regulate nitrogen-use efficiency in rice. Nature Genetics46：652-656（*共同第一作者），2013年影响因子29.648，论文发现一个与植物氮利用效率相关的基因DEP1，基因突变可使水稻对氮信号不敏感[4-5]。该成果利用对氮肥高度敏感的水稻品种南京6号和对氮肥不敏感的粳稻品种千重浪2号杂交构建的重组自交系（RILs）群体，通过分子标记遗传图谱的制作及QTL高精度连锁分析对水稻控制氮响应的DEP1基因进行了定位克隆。DEP1基因的功能研究揭示了基因作用的分子机理DEP1蛋白是异三聚体G蛋白的γ亚基，与Gα亚基（RGA1）和Gβ亚基（RGB1）发生了互作，导致RGA1活性降低，RGB1活性增高，从而抑制了氮反应。显性突变等位基因dep1-1使水稻表现氮不敏感性营养生长，氮摄取和同化能力增高，由此断定这一植物G蛋白复合物调控了氮信号。这是对水稻氮利用效率的分子机制的最新的认识，具有非常重要的科学意义；同时，可以通过调控异三聚体G蛋白的活性以增加水稻对氮肥的利用效率，即在施加少量氮肥的情况下可持续地提高水稻产量具有重大的意义，这对保障国家粮食安全以及保护耕地的土壤环境具有重要的社会和经济意义。该后得到多方报道，在国内外同行中产生了较大的影响。
这一论文成果的获得与氮响应QTL DEP1的成功定位克隆关系密切，通过分子标记遗传图谱的制作以及利用图位克隆技术克隆基因，是分子遗传学中正向遗传研究的重要基础，为揭示控制重要农艺性状基因的调控分子机制奠定坚实的技术基础。
2 成果技术路线
DEP1基因的克隆是利用对氮肥高度敏感的水稻品种南京6号和对氮肥不敏感的粳稻品种千重浪2号杂交构建的重组自交系（RILs）群体，通过分子标记遗传图谱的制作及QTL高精度连锁分析对水稻控制氮响应的DEP1基因进行了定位克隆。基因克隆后通过候选基因的遗传转化进行QTL的表型验证，并利用分子遗传学，分子生物学，以及生物化学等研究技术和手段对基因的功能进行研究，最终揭示了基因对氮响应的分子机制。论文成果研究的技术路线如图1所示。
3 成果的关键科学问题
随着世界人口的增加，人们对粮食的需求日益增加。为了保障人类的粮食安全，需要不断提高粮食的生产水平，提高粮食的产量。目前较好的提高粮食产量的方式是通过不断地增加肥料的施用量。然而，随着肥料的施用量的增加，肥料对环境的影响也日益显现，如施用的肥料大部分未被农作物吸收而随着水份循环进行河流、湖泊等水体，导致河流、湖泊出现富营养化的现象，严重破坏了水体的生态环境。
因此，如何在保障粮食安全的前提下减少肥料的施用量，则是目前人们极为关注的重要科学问题之一。水稻的研究成果给解决这一问题带来了一个新的思路。研究发现，DEP1基因显性突变后，等位基因dep1-1使水稻表现氮不敏感性营养生长，氮摄取和同化能力增高。这是对水稻氮利用效率分子机制的最新认识，具有非常重要的科学意义；同时，可以通过调控异三聚体G蛋白的活性以增加水稻对氮肥的利用效率，即在施加少量氮肥的情况下可持续地提高水稻产量，有助于解决“保障国家粮食安全”和“因过量施用氮肥而造成的土壤环境污染”之间的矛盾。
4 对相关课程章、节、知识点的扩展
遗传学是研究生物遗传和变异的科学。它是生命科学中一门重要的基础理论学科，也是高等院校教学计划中的一门专业基础课程。其主要任务是为学生学习后续课程以及今后从事科研、教学、生产和开发工作建立比较牢固的遗传学基础。
作为20世纪生物科学领域中发展最快的学科之一，遗传学不仅逐步从个体向细胞、细胞核、染色体和基因层次发展，而且已向生物学各个分支学科渗透，形成了许多分支学科和交叉学科。目前生命科学发展迅猛，人类和水稻等基因图谱相继问世，随着新技术、新方法的不断出现，遗传学的研究范畴更是大幅度拓宽，研究内容不断地深化。国际上将在生物信息学、功能基因组和功能蛋白质组等研究领域继续展开激烈竞争，培养具有遗传学基本知识和创新能力的研究型人才已迫在眉睫。遗传学作为生命科学中的一门主干课程越来越显示出其重要性。
然而，目前的遗传学教材仍然以教授经典遗传学内容为主，经典遗传学内容在高中的生物学教材里已经有相当程度的覆盖。因此，大学遗传学教材的内容就显得略为陈旧冗余；而且遗传学内容一般都晦涩难懂，这使学生对遗传学的学习兴趣不高，一般情况下学生都认为遗传学太过于基础，觉得对自己未来的学习和工作没有帮助。如何提高学生的学习兴趣，是遗传学教学的重要环节之一，因此在教学过程中将自己的科研成果渗透在遗传学相关的教学内容中，将基础理论学习与知识的实践应用相结合，能够给学生耳目一新的感觉，这给课堂教学增添了新的活力。
根前述的研究成果，我们在遗传学教学中将该成果与相关教学内容作了如下的实践。首先，将遗传学第五章“连锁遗传分析”中的“染色体作图”教学内容与论文成果中的“DEP1 QTL定位过程中构建染色体分子标记遗传图谱”结合，在进入新内容学习之前，可以通过展示论文中的图示（图2），激起学生的兴趣，然后提出问题：
（1）如何定位克隆这么重要的氮响应QTL/基因？这个问题引发了同学们的思考，然后就此引入了“染色体作图”的知识，通过多媒体展示教学PPT文件中的相关教学内容（图3）。
（2）接着提问，什么是作图？这样提出与作图相关的概念，比如，图距，图距单位，基因位点，分子标记等一系列的概念，强调这些概念在理解染色体作图中的重要作用。
（3）提出如何作图？引入了三点测验的概念。通过三点测验的学习，结合论文的图示，理解分子标记和基因的位置，理解如何确定分子标记和基因的位置与距离。最后强调，染色体作图为QTL DEP1的定位奠定了重要的基础。
（4）论文成果中的QTL定位过程与遗传学课程中第九章“数量性状遗传分析”结合学习，也有助于提高学生学习的兴趣。在前面内容学习之后，掌握了遗传作图的知识，至第九章时，开始涉及如何利用制作好的图谱进行QTL的定位，通过遗传学课程前后内容与论文成果的联系，加强学生对整个遗传学知识学习的认识，论文成果成为联系课程知识前后联系的纽带，给学生构建一个完整的知识结构。在进入第九章学习之前，通过回忆展示论文图示（图2），然后引入课程内容“数量性状遗传分析”。引入与定位相关的知识点，如什么是QTL？什么是数量性状，什么质量性状，它们之间有何区别？数量性状的理论基础是什么？数量性状统计分析方法是什么？表型值、基因型值的概念？分子标记连锁遗传分析方法？这些问题的学习都通过论文中的DEP1 定位过程穿插，有助增进学生对知识的理解。同时在理论知识讲授过程中，引入与理论知识相关的应用实践“论文成果的技术路线”（图1），引导学生了解如何开展与DEP1相关的科学研究，了解如何构建RIL群体，了解回交，了解如何构建用于定位的分离群体等相关知识。
染色体作图：1个图距单位是1%交换值去掉%。（1厘摩=1cm）
5 结语
在科学研究成果转化为教学资源实践过程中，一方面增加了遗传学的教学资源，促进遗传学知识的扩展与更新；另一方面，通过融合课程知识与论文科研成果，使学生知道所学知识的用途及其重要意义，提高了学生学习的主动性和积极性。同时，在教学实践过程中，有助于教师对于教学课程的认识，有助于向学生传授科学精神、科学意识、以及科学方法，这对于培养研究型人才具有非常重大的意义。
参考文献
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近日，由四川省科协主办，四川省保健科学学会、四川省免疫学会、四川省健康管理师协会承办的第17届天府创新论坛在四川省科技馆举行。
本次论坛由医学博士、复旦大学生命科学学院遗传工程国家重点实验室教授吴超群，国家人类基因组南方中心研究员、生物芯片上海国家工程研究中心副总裁金维荣，同济大学医学院生物化学与分子生物学教授肖自力，四川省保健科技学会基因与健康专业委员会主任姜俊成共同发起。四川省免疫学会理事长、四川大学华西医院教授石桂秀，四川大学华西医学中心基础免疫教研室主任章崇杰，中国遗传学会医学遗传学委员会理事、四川大学华西医院教授马用信，四川省人民医院主任黄孝伦和四川肿瘤医院研究所研究员黄建鸣等15位专家展开了热烈的讨论。
吴超群从单基因病遗传学检测、多基因病遗传学检测、药物基因组学检测在国内外的最新进展与应用及其展望等几个方面作了生动的讲解和概述，并希望来自不同领域的专家可以从不同的角度来探讨医学遗传学检测相关问题。
参会专家结合自己的工作研究实践，围绕基因检测是否真正能够预测疾病，单基因检测与多基因检测存在的问题，如何使基因检测有效应用于临床，如何规范基因检测的标准、对基因检测机构资质进行有效认定，对受众进行科学合理解读，如何有效解决基因检测带来的社会、法律问题，如何进行受检人员隐私保护，避免基因歧视，如何组织和规范基因检测结果解读培训，为更多的专业人员提供学习的机会等问题进行了全面的讨论。
专家们认为，开展类似的学术交流很有必要，随着医学遗传学的发展，基因在疾病中的作用越来越受到重视，发现了诸多与人类特定疾病关联度密切的基因，使生物学界对疾病的认识有了长足的进步。基因检测在医学检测中的应用，为临床的诊断提供了相关的依据，存在一定的价值。但是随着基因检测技术的发展和基因检测产业链的形成，更需要注意基因检测设备、技术、标准以及解读用语的规范性，真正使基因检测有效地为临床医学服务。
摘要：第18届国际遗传学大会达成的八点共识对于人类基因组的研究及其应用具有重要意义，也指明了在遗传学及其应用问题上不同文化之间如何解决它们之间分歧的最佳途径。纳粹德国的优生实践和前苏联李森科学派的兴衰都给我们留下了不可忘记的教训。围绕中国母婴保健法的争论反映了科学、伦理和政策的交叉。我们的基因组研究和遗传服务是为了增进个人的健康和促进家庭的幸福，而不能也不应以减少残疾人口为目标。在基因组研究和遗传服务中必须坚决保护病人隐私，坚持知情同意/知情选择和自主决策原则，在我们欢呼人类基因组研究成就的同时，牢记遗传学的历史教训十分重要。
Science and Politics: Lessons from the History of Genetics
Abstract： The eight points consensus reached at the 18th International Congress on Genetics have great implications for the human genomes research and its application,and demonstrates the best approach to solve the difference between different cultures on the issues in genetics and its application. The eugenic practice of Nazis Germany and Lisenko’s school up and down in the former Soviet Union left us unforgettable lessons. The debate around China’s "Maternal and Infant Health Care Law"reflects the interface between science, ethics and policy. The purpose of human genome research and genetic services should be for the promotion of individual health and the happiness of the family, and should not be for the reduction of disabled people. The principles of informed consent/choice and the autonomous decision-making of clients should be upheld in human genome research and genetic services.At the time when we hail the achievements of Human Genome Project, it is very important for us to keep the lessons of the history of genetics in mind.
Key Words：genetics;genetic consultation;eugenics;healthy birth;informed consent;informed choice;privacy
1998年8月16日第18届国际遗传学大会在北京胜利落下帷幕。这是本世纪世界遗传学界的最后一项盛事。这次大会的主题是：使所有人的生活更美好。但在筹备这次大会期间，准备使所有人生活更美好的遗传学家们却在一些问题上发生了不大愉快的分歧。少数遗传学家抵制或不愿意参加会议。即使如此，有近两千人参加的大会仍然取得了极大的成功。尤其是在讨论“遗传学的伦理、法律和社会含义”(ELSI)和“优生学的科学和伦理”的两次会议，座无虚席，讨论甚至争论非常热烈。最后达成了八点共识：
1)众多的国家持有许多共同的伦理原则，这些伦理原则基于有利和不伤害的意愿。这些原则的应用可有许多不同的方式。
2)新的遗传学技术应该用来提供给个人可靠的信息，在此基础上作出个人生育选择，而不应该被用作强制性公共政策的工具。
3)知情选择应该是有关生育决定的一切遗传咨询和意见的基础。
4)遗传咨询应该有利于夫妇和他们的家庭：它对有害性等位基因在人群中的发生率影响极小。
5)“Eugenics”这个术语以如此繁多的不同方式被使用，使其已不再适于在科学文献中使用。
6)在制订关于健康的遗传方面的政策时，应该在各个层次进行国际和学科间的交流。
7)关注人类健康的遗传方面的决策者有责任征求正确的科学意见。
8)遗传学家有责任对医生、决策者和一般公众进行遗传学及其对健康的重要性的教育。
这八点共识对于人类基因组的研究和应用十分重要。
1 遗传学历史上的三段插曲(详细内容请参看邱仁宗.科学与政治：遗传学历史上的辛酸教训.中外医学哲学，1999,2(4):133-138)
插曲1：遗传学和纳粹德国的优生实践
优生或优生学的英语一词为eugenics，源自希腊语eugenes和ics。Eugenes原意是well-born或healthy birth，这本来是人类自古以来的良好愿望。西方人还给男孩和女孩起名为Eugene(中文译作“尤金”或“欧根”)和Eugenia(中文译作“尤金妮亚”)，希望他和她健康成长。但自从遗传学开始发展起来后，有些生物学家想利用遗传学改良人种。19世纪达尔文的表弟高尔登(Golton)以及 20世纪30-40年代一些北美、西欧的生物学家、医生、遗传学家关注种族的改良，掀起了盛极一时的优生运动。尤其在德国，他们要建立一门新的卫生学，称为“种族卫生学”(Rassenhygiene)，不关心个人和环境，而去注意人类的“种质”(germ plasma)。“种族卫生学”奠基者 Alfred Ploetz 和 Wilhelm Schallmayer 认为“种族卫生学”是日耳曼种质的预防医学，用迫使他们绝育或“安乐死”(当然是盗用这个名义)的办法防止“劣生者”(inferiors)繁殖。他们将健康的、精神健全的、聪明的人称为“优等者”，有病的、患精神病的、智力低下的称为“劣生者”。他们企图利用政府和法律的力量强制推行他们的优生规划。于是，德国优生学家与纳粹政客结成了联盟，到1942年有38，000名德国医生参加了纳粹党，这占德国全部医生的一半。他们联起手来，利用当时的人类遗传学实施了称之为“最后解决”的灭绝人类的大规模规划［1］。
纳粹德国遗传学和优生学留给我们和后代的教训是深刻的，应该定期重温，而不应该忘却。首先，不管一个人属于什么种族，也不管一个人身体是否健康、心理是否健全、智力是否正常，在道德上和法律上都是平等的，享有同等的权利，包括生命、健康、结婚、生育的权利。称他们“劣生”是一种歧视［2］。其次，科学、医学和遗传学应该使人们受益，使“所有人的生活更美好”，应该将向来寻求帮助的人们的利益放在第一位，而不能以任何理由残害人，剥夺他们生命、健康、结婚和生育的权利。第三，科学技术上可能的不一定就是在伦理学上应该的。使精神病患者、智力低下者不生后代，在科学上是可能的，但强制他们绝育在伦理学上这是应该的吗？当应用科学技术成果时，科学家、医学家和遗传学家就面临价值和伦理问题。纳粹的价值观是“社会就是一切，个人什么也不是”，它打着“社会利益”的旗帜，实际上是伤害大多数个人（也包括德国人）为他们少数统治集团成员谋利。最后，在有关私人问题的决策上，应该保证个人的自或自我决定权。个人的结婚和生育是属于私人空间的问题，一般也应由个人作出决定，在个人无行为能力时则由他们的监护人作出决定，政府或法律的限制应该是最低限度的，例如近亲通婚的限制或者在人炸时对生育数量的暂时限制等。但包括遗传学家在内，尤其是我们卫生部门和立法机构的官员却这段历史和教训知之甚少。
插曲2：李森科学派与前苏联意识形态
李森科(1898-1976)是前苏联的生物学家，30年代他与当时著名的前苏联遗传学家N. I. Vavilov (1887-1943)就遗传学的基本问题，例如遗传的物质基础、习得的性状能否遗传等进行争论。Vavilov所支持的Morgan学派被贴上“唯心主义”的标签，他本人被，并在“消灭反革命分子”运动中被逮捕和判刑，最后死于1943年。1948年8月，前苏联列宁农业科学院举行大会贯彻苏共中央批判资产阶级意识形态的计划。由于得到苏共中央委员会和斯大林本人的支持，李森科学派在会上和会后大获全胜。Morgan学派被贴上“资产阶级的”、“唯心主义的”、“形而上学的”、“伪科学的”等标签，要采取一切措施“消灭”它。禁止大学开设Morgan学派的遗传学课程，关闭它的实验室，Morgan学派的遗传学家被撤销行政职务，杂志编辑被撤职。李森科学派支持的米丘林生物学则被贴上“科学的”、“现实主义的”、“无产阶级的”、“辩证唯物主义的”等标签。“李森科现象”其实不仅出现在前苏联的生物学，也出现在其他领域：如物理学界批判量子力学，化学界批判共振论，医学界批判Virchow，还有批判控制论等［3］。
前苏联李森科事件的教训也是深刻的。学术问题与政治问题要严格区分，学术问题上的争论要用“百家争鸣”的方针解决，这已经成为中国科学共同体的常识。但现在看来，还可以进一步总结教训。例如，掌握分配国家资源的官员应该根据什么标准来分配资源给科学研究机构和科学家，鉴定和评估科学工作的成果和科学家的业绩。再者，区分学术问题与政治问题，不等于科学可以摆脱价值，科学知识尤其是它们的应用涉及社会、伦理和法律问题。由于什么是政治问题没有清楚界定，因此科学家往往对社会、伦理和法律问题敬而远之，唯恐弄不好，惹了一身骚。所以这次第18届国际遗传学大会的“遗传学的伦理、法律和社会含义”专题学术讨论会，虽然几乎座无虚席，中国代表大概仅占10%～20%。进一步说，政治问题也是可以讨论的。政策、法律等都可以被算进政治问题之内，为什么不能讨论？相反，科学家应主动关心政策和法律问题，积极参加讨论，提出建议。即使是政治改革、涉及政治制度等问题，难道不也应该讨论吗？没有广大群众积极参与，尤其知识分子和科学家的参与，如何能建立适合于我国国情的民主制度？我们现在是法制国家，因此界线应该划在我们的活动是否在法律规定的范围内。当然法律也有不完善、不如人意的地方，我们也可以提出修改意见。
插曲3：围绕第18届国际遗传学大会的风波
与前面两个插曲相比较，这只能说是个小插曲。这个插曲的酿成与国际大形势有关，又与文化差异、工作缺点、语言误解有关。由于我国代表，尤其谭家祯教授的努力，我国挣得了第18届国际遗传学大会的主办权。但由于我国某个省通过了对严重智力低下者强制绝育的条例，后来我国立法机构在通过的有关母婴保健法律中有个别条文涉及对患严重遗传疾病的结婚申请人的绝育问题，不少国家的遗传学和遗传学家提出抗议者有之，威胁断绝合作者有之，要求改变会议地点者有之，申请抵制会议者有之，认为应该去中国看看实际情况者有之，主张去中国将本国在这些问题上等教训与中国同行交流者有之。在权威性的《自然》、《科学》杂志以及其他科学刊物上对此评论的文章不少。这些不能不在一定程度上影响会议的准备和召开。虽然，由于大家的努力，大会以成功结束。但是否也是有教训可以吸取呢？
首先不能否认这个插曲是在1989年以来对中国不利的国际形势下发生的。在这种形势下，国外同行就可能会作出过度反应。其次是误解。有些误解是由于他们没有阅读法律本身，仅仅阅读报纸或杂志上的第二手报道而造成的。也有些人只看了英文本，而这个英文本不是最后确定的文本。有些误解则由于语言上的差异引起的。但从我们方面讲，通过这一插曲，结合遗传学历史的教训，确有若干需要澄清的问题，我们的遗传学家、社会学家、伦理学家、法学家、政府有关部门的官员和立法者应该知道的问题。
2 科学、伦理和政策在这里交叉
2.1概念和语言。 来源于希腊文的eugenics一词，本意与中国的“优生”相近，即“生出一个健康的孩子”。这是人类自古以来的合理愿望。中国古代的大哲学家荀子说：“生，人之始也；死，人之终也。善始善终，人道毕矣。”（《荀子》）父母希望有一个身心健康的孩子，这既是他们合理的愿望，也是他们自己愿意作出的选择。但历史已经将希特勒对他认为的“劣生者”强制绝育并导致种族灭绝那种做法与 eugenics 这个词不可分割地联系在一起了。因而在概念上将eugenics 指称为“由国家强加于个人的社会规划”［4］，也就是说，个人的结婚、生育由国家来强制决定。在具有权威性的Webster’s New World Dictionary中对eugenics一词的解释为：“通过控制婚配遗传因子来改进人种的运动”，而不言它是一门科学或学问。语言是约定俗成，历史已赋予它这样的含义，因此在科学文献上不用它为好，避免误解和无谓的冲突。这区别于“医学遗传学”，医学遗传学是提供服务，帮助个人就婚育问题自己作出理智的、符合他们自身最佳利益的决定。因此现在我国流行的“优生优育”一词中的“优生”，是通过提供保健、咨询、教育来帮助父母生出一个身心健康的孩子。在这个意义上，“优生优育”的“优生”就不能称之为“eugenics”。然而，我们也可以进一步问一下：生出一个健康的孩子，是否就是“优生”？或者健康与“优”是否一回事？就人而言，“优生”是对一个人的身体、心理和社会方面的能力和表现的全面评价，而不应该仅仅指身体方面。例如我们决不会因梵高患有严重精神病而否定他的伟大艺术成就，称他为“劣生”；我们更不会因为霍金因患肌肉萎缩症，一辈子不能离开轮椅而否定他的伟大科学成就，而称之为“劣生”。身体健康、头脑简单，是“优生”吗，身体健康、头脑灵活、作案累累，也是“优生”吗？当我们口口声声追求“优生”时，有人就会打量：“那谁是劣生呢？”由此看来，“优生”与“劣生”一样，都是既不科学，又会引起负面后果的术语。
2.2 “医本仁术”。遗传学也应是“仁术”。“仁者爱人”，就是要爱护、关怀人，医生、遗传学家对病人、前来求助者的所作所为要有利于他们，不伤害他们，包括不歧视他们。这是全世界公认的生命伦理学基本原则。违反他们的利益和愿望强制他们绝育或流产，便会构成伤害，侵犯了他们的权利。对有残疾者这样做，也就违反了有关保障残疾人权益的法律。在我们的一些文献中，称出生有缺陷的人为“劣生”，有的地方还制订了“限制劣生条例”，对痴呆傻人强制绝育，有一些医学伦理学教科书中，还列出“没有生育价值”的人。“劣生”、“没有生育价值”都是歧视性术语，在理论上和实践上都是有害的［5～9］。第一，出生有缺陷的人在某些情况下可以作出比没有缺陷的人更大的贡献；第二，这些提法违反了联合国普遍人权宣言中“人类生来平等”的原则。
2.3 在人类基因组研究或未来的基因诊断中有关一个人的基因组信息是他/她的最内在的隐私，应该加强保护。现在有一种既错误又危险的论调，据说“随着高科技的发展，个人应该交出一部分隐私。”(这是讨论上海电话局规定要求不将电话号码登在电话本上的用户反而要填写“申请表”这一荒谬举措时一位“青年法学家”说的荒谬辩词。) 这种论调的错误就在于：(1)如果是隐私，就不存在“交出来”的问题，只有在必要别人得到本人的同意，了解这些信息。如医生在得到病人同意时检查你的；或告诉他自己的。(2)“交出来”，交给谁？交给公司还是政府？这样公司或政府及其工作人员就会越来越多地掌握个人隐私，泄漏隐私，危害当事人的可能也就越来越多。“隐私”是公民的权利，公司、政府就有义务保护公民的隐私。电话公司要登录用户的电话号码，就有义务向用户“申请”，而不是用户反过来向电话公司申请不要登录。这说明我们的电讯部门、我们的“法学家”对伦理、法律的基础知识缺乏到惊人的地步。保护隐私一是尊重人格，尊重人的自，二是为了保护当事人，因为隐私信息被第三者掌握容易给当事人造成伤害。例如基因组信息被第三者掌握后，当事人就有可能受到基因歧视，就有可能面临失业、失学、得不到保险或被迫付出高额保险费、被列为“劣生”，打入另册等等。
2.4 在人类基因组研究基础上提供与遗传学服务的直接目的应该更为有效地治疗或预防疾病，在与婚育有关的问题上应该是通过向当事人提供遗传咨询服务帮助当事人就他们个人的婚育问题作出符合他们最佳利益的决定，从而促进他们及其家庭的幸福。减少人口中的残疾人比例则是间接目的。也就是说，大多数当事人在经过遗传咨询后，他们会选择预防或避免生出一个有缺陷的孩子，从而使人口中健康生出的孩子比例增大，而残疾孩子的比例相应地减少。为什么应用人类基因组研究成果以及一般的遗传学服务不能以减少残疾人口为其直接目的呢？以减少残疾人口为直接目的的遗传学服务，就需要国家制订数量指标和工作规划，而这样做既不可行，又会产生许多副作用。许多人不了解，在健康人身上也有许多隐性不利基因，以及发生自然突变的可能和现实。1996年8月在日本京都举行的人类遗传学和基因分析伦理问题专题学术讨论会上帝京女子学院木田盈四郎教授指出，基因的自然突变是不可避免的，任何社会都会有3%～5％的人口有先天异常。他向他的学生问下述两个说法是否正确：［1］“我的双亲都是健康的，我的所有近亲都是健康的，因此我没有不好的基因。”［2］“如果世界上所有患遗传病的人都决定不要孩子，那么地球上就没有人患遗传病。”当然，这两种说法都是错误的。也许我国许多人可能认为这两种说法都是对的。如果一方面自然突变不可避免，另一方面又要完成减少残疾人口比例的指标，就会造成许多强迫和弄虚作假的事件。更重要的是，这样做违反了生命伦理学基本原则，而离纳粹的做法也就不太远了。第五，知情同意/知情选择。知情同意或知情选择基于吸取纳粹德国医学和遗传学的教训，基于不伤害、有利于病人或当事人以及尊重他们的基本伦理原则。在与遗传学服务有关的婚育问题上应该由当事人通过知情同意自己作出决定或选择，在他们无行为能力时由与他们没有利害冲突或情感冲突的监护人作出决定或选择，不能由医生或遗传学家越俎代包，更不能由官员通过行政或司法机构决定强制执行。国内有些学者和行政立法官员不了解在现代社会中不损害他人的私人空间的重要性。个人创造性对现代社会十分重要，如果没有私人空间，事事由他人决定，有何创造性可言？私人空间就是在属于个人的问题上由自己决定采取何种行动。个人爱好、交友、恋爱、婚姻、生育等以及与之相关的都属于是私人空间。这种私人空间当然以不损害他人和社会利益为前提。所以我们规定在公共场合不能吸烟，因为这会损害他人健康，但我们不能禁止在特设的吸烟室吸烟。
在涉及个人婚育问题上其他人以及政府的干预应该是最低限度的。在人炸的今日中国，限制生育的数量是可以在伦理学上得到辩护的，既使如此我国的政策仍是“国家指导与群众自愿相结合”，在任何时候和任何地方，强迫命令的做法违背了伦理原则，侵犯了当事人的权利，违反了有关法律。除了我国《婚姻法》规定的以外，在个人的婚育问题上再施加限制是不能在伦理学上得到辩护的。医生或遗传学家可以提供知识、咨询和服务，说明种种选择办法的利弊，但“主意”还得由当事人来拿，由他们决定选择。因此遗传学家的咨询意见是非指令性的(non-directive)。有些地方企图通过法律强制智力低下者绝育，这种做法既违反了公认的伦理原则，也与我国的有关法律（如《民法通则》、《残疾人保障法》等）相抵触。由全国各地著名遗传学家、伦理学家和法学家参加的1991年11月全国首次生育限制和控制伦理及法律问题学术研讨会对此已进行了充分的讨论，并已将讨论的结果发表［10］。
为什么要这样？许多人不了解，虽然医务人员肯定比一般病人拥有丰富得多的医学知识，但医患的价值观念不同。医生或遗传学家的咨询意见或医学意见，实际上是对医学事实的判断和根据价值观念所作出的有关个人婚育问题决策的混合。当事人是否患有某种遗传病，以及这种遗传病的严重程度如何，这是一个事实判断或遗传学判断。但根据这种事实所作出的个人婚育决定，涉及个人的价值观念。而遗传学家或医生与病人的价值观念不一定是一致的。例如查出申请结婚者的一方感染了艾滋病病毒，如果结婚则传染给另一方的可能性具有一定的概率。这是一个事实问题。但他们得知这一事实后，是否坚持结婚，则取决于他们的价值判断。医生可能认为，由于有感染另一方的可能性，因而建议他们不要结婚。这位医生将一方的健康放在他们之间的感情之上。但当事人可能不这样看。他们经过长期的了解，感情很深，即使他们健康会有影响他们也要坚持结婚，他们将感情放在健康考虑之上，如果不结婚对他们的伤害可能更大，况且他们可以在医生指导下采取严格的安全保护措施。那么，有什么理由非要拆散他们呢？又如通过产前诊断查出婴儿患有唐氏症，遗传学家可能建议流产，因为分娩后孩子可能会给家长带来经济负担。但如果孩子的父母非常不愿意将自己的孩子流产掉，而且他们很有钱，他们可以将孩子照顾得很好。那么，有什么理由非要他们流产呢？我们一些官员，也有一些遗传学家强调残疾人口阻碍社会发展，加重社会负担。在这里他们混淆了因果关系。残疾人口相对多与社会发展互为因果，但从根本上说不发展是残疾人口相对多的原因。我国发达地区普遍残疾人口比例低就是一例。
如果将遗传学家和医生的咨询意见和医学意见变成病人和当事人必须采取措施执行的“指令”甚至法律，就会破坏传统的医患关系(包括遗传学家与当事人的关系)。这种关系是一种契约和信托关系。关系双方都是独立的个体，病人来求助，希望能对他有帮助。如何在病人的对面，不是满怀爱心的“白衣天使”，而是穿着白大褂的药厂推销人员(现在一些医生沦落到这个地步，真是斯文扫地)或执行某项政策或法律的官员，怎能让病人相信你？此外，这样做对医生和遗传学家，也大为不利。医学，尤其是遗传学是具有概率性的科学，胎儿出生后是否健康还是缺陷，只能推算出一个概率，至于结婚后可能怀一个什么样的孩子，就更难以预测了。如果将咨询意见或医学意见变成指令，那么马上就会有更多的遗传学家和医生变成被告。
遗传学家和医学家是专业人员，他们运用他们的专业知识为人民服务。他们的直接服务对象是病人或当事人，他们的义务或责任是为他们的利益着想，尊重他们，公平地对待他们。这样做，也有利于社会利益。许多社会、伦理、法律问题是在他们的专业以外，就需要与其他专业人员进行跨学科的探讨，共同找出切实可行的、有效的，且合乎伦理的办法。如果我们能够合适地解决这些伦理问题，就能够为遗传学的发展创造一个更好的社会文化环境和国际环境，使遗传学真正做到“使所有人的生活更美好”。但是我们也应看到，学术是不能完全摆脱政治的。国际上有些人为了政治目的，可以不顾学术惯例，不择手段，进行攻击，并不能阻挡我们前进的道路。但我们也不能因此而忽视在行动中坚持伦理学原则［11，12］。
参考文献：
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据介绍，黄瓜源自喜马拉雅山脉南麓，本是印度境内土生土长的植物。野生黄瓜果实和植株都比较矮小，果实极苦，原本在印度被作为草药使用。经过人类的驯化，黄瓜果实和叶片都变大了，果实也失去了苦味，由一种草药变成了品种多样的可口蔬菜，如今在世界范围内广泛种植。在科研上，黄瓜常被用来作为研究植物性别决定、维管束形成的重要模式系统。
科研团队通过对115 个黄瓜品系重测序和1 个野生黄瓜从头（de novo）测序共发现了330多万个单核苷酸多态性位点（SNPs）、33万多个小插入和删除（small insertion and deletions）和594 个获得/缺失变异（PAVs）。基于这些数据，研究人员构建了1 个单核苷酸分辨率的黄瓜遗传变异图谱。
所挑选的115 个黄瓜品系分为印度类群、欧亚类群、东亚类群和西双版纳类群等4大类，其中印度类群主要来自于野生变种，而其余3 个品种均来自栽培变种。通过比较分析发现，印度类群遗传多样性远远超过其它3 个类群。这一结果证实了印度是黄瓜的发源地，也意味着野生资源中尚有很多待挖掘的基因资源。
科研团队还对3 种果蔬（黄瓜、西瓜和番茄）和3 种谷物（大米、玉米和大豆）的驯化过程进行了比较研究，结果发现在驯化过程中，果蔬比谷物的遗传多样性下降趋势更大，这就解释了为何经驯化的黄瓜群体比谷物要小得多。研究人员推断果蔬在进化过程中的“瓶颈期”相对要更窄些。
研究发现，黄瓜基因组中有100多个区域受到了驯化选择，包含2000多个基因。其中7 个区域包括控制叶片和果实大小的基因，果实失去苦味的关键基因已经明确地定位在染色体5上包含67 个基因的一个区域里，为下一步克隆这一重要蔬菜驯化基因打下了基础。
本研究创造性地运用了群体分化这一新分析算法，发现了1个西双版纳黄瓜特有的突变。该突变导致了编码β-胡萝卜素羟化酶的基因失效，从而使得西双版纳黄瓜在果实成熟期不能降解β-胡萝卜素，使得西双版纳黄瓜具有特有的橙色果肉，而不是大部分黄瓜所呈现的白色或浅绿色果肉颜色。这一发现不仅为培育营养价值更高的黄瓜品种提供了分子育种工具，也为通过变异组快速挖掘重要性状基因提供了新思路。
【关键词】数量遗传学；分子遗传学；动物育种；研究进展
自20世纪80年代以来，随着现代分子生物技术和信息技术的迅速发展，动物育种计划和动物分子遗传学研究取得了大量的突破性成果，国际上的动物育种已逐渐进入分子水平，从传统的育种方法朝着快速改变动物基因型甚至是单倍体型的方向发展。
1．数量遗传学与动物育种
数量遗传学选择原理充分考虑了环境因素对微效多基因控制的数量性状的影响力，从表型方差中剖分出基因型方差，通过运用资料设计和统计模型估计有关的遗传参数，最后达到选种的目的。数量遗传学主要应用于估计遗传参数、通径分析和动物育种估计的模型方法等几个方面。
1.1遗传参数估计
从统计学上讲，遗传参数的估计可归结为方差或协方差组分估计。从亲子回归、同胞分析到方差分析法；到了20世纪50年代，C R Henderson提出了针对非均衡资料的Henderson方法Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ；之后出现了极大似然法约束极大似然法、最小范数二次无偏估计法和最小方差二次无偏估计法以及贝叶斯估计等方法。目前，约束最大似然法是世界各国育种学家采用的主要方法。
1.2育种值估计
畜禽遗传评定即评估畜禽种用价值的高低，是畜禽育种工作的中心任务。畜禽种用价值的高低是用育种值来衡量的，影响数量性状表型值的是微效多基因的加性效应值(A)、等位基因之间的显性效应值(D)和非等位基因间的上位效应值(I)。其中，只有基因的加性效应值即育种值能够稳定的遗传给后代，但是育种值不能直接测量，只能使用一定的统计学方法通过表型值对其间接加以估计，所以遗传评定的主要工作就是对育种值的估计。畜禽的估计育种值是选择种畜的主要依据，育种值估计的准确性在很大程度上影响着畜禽育种效果的好坏。用于育种值估计的方法概括起来主要有选择指数法、群体比较法和混合线性模型法。
2.分子数量遗传学与动物育种
分子数量遗传学是分子生物技术与数量遗传学相结合的一门发展中的新的交叉学科，目前仍属于数量遗传学范畴。现代分子生物技术的发展，使得从分子水平上研究数量性状的基因成为可能。
2.1对QTL作出遗传标记
目前对决定数量性状的多基因还不能准确定位，但如果能找到一个可以识别的基因或基因组的DNA多态，或是一个染色体片段与这一目标性状有密切的关联，就可作为对目标性状选择的遗传标记。遗传标记还可应用于基因转移、基因定位和基因作图等研究。
2.2 QTL的分离和克隆
分子数量遗传学的目标是要分离和克隆决定数量性状的基因，研究其结构和功能，最终达到从分子水平上改良数量性状的目的。虽然在理论上可以将分子生物学领域发展的各种基因克隆技术用于QTL，但是数量性状的遗传表达一般涉及多个基因座位。例如，奶牛的产奶量既受繁殖和泌乳的内分泌系统基因的控制，又受消化酶系统基因的控制，情况相当复杂，很难把这些基因一一分离和克隆。但也可以根据已有的知识，通过对候选基因的筛选找出一个或几个对某个数量性状有较大效应的QTL，就可以对这个QTL用一般的基因克隆方法进行克隆，作为数量性状的一个重要基因来研究。例如，有资料报道猪的雌激素受体基因可影响产仔数。
3.动物育种方法前景
动物分子育种是依据分子数量遗传学理论，利用分子生物学技术来改良畜禽品种的一门新型学科，是传统的动物育种理论和方法的新发展。从目前发展状况来看，它应包含两方面内容:以基因组分析为基础的标记辅助选择和以转基因技术为基础的转基因育种。由于动物分子育种是直接在水平上对性状DNA的基因型进行选择，因此其选种的准确性会大大提高;同时转基因技术的应用还能根据人们的需求创造出一些非常规性的畜牧产品[7-8]。可以说，动物分子育种是动物遗传育种学科发展的必然，它将是21世纪动物育种的一种重要方法，对21世纪世界畜牧业产生巨大的影响。
【参考文献】
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［6］盛志廉，陈瑶生.数量遗传学[M].北京:科学出版社.
［7］鲁绍雄，吴常信.动物育种方法的回顾与展望[J].国外畜牧科技.
高中生物教学中领悟和运用“假说―演绎法”，对于发展学生的科学探究能力至关重要，同时也是解决遗传问题的重要思维方法。
[关键词]
假说―演绎法;理论模型;遗传学问题
“假说”是基于事实材料基础上对现象、过程、规律做出的假定性的解释或说明，“演绎”是指将普遍性或一般性的解释（结论）应用于对具体现象的说明和解释。高中生物教学中领悟和运用“假说―演绎法”，对于发展学生的科学探究能力至关重要，同时也是解决遗传问题的重要思维方法。
一、建构“假说―演绎法”在解决遗传学问题中的模型
依据“假说―演绎法”建构的解决遗传学问题的理论模型如下：
运用该模型解决具体遗传学问题的操作过程是：首先对遗传现象中事实材料进行分析，运用遗传学定律进行推理和想象，对遗传现象中产生的问题尝试进行解释，即做出假设。然后运用假设解决具体的遗传学问题，即演绎推理的过程。演绎的基本要义是从前提必然地得出结论的推理或是从一些假设的命题出发，运用逻辑的规则，导出另一命题的过程。问题的解决符合遗传学规律，说明假设是正确的，再通过归纳总结，得出相关遗传学结论。运用假设不能解决遗传问题，必须重新提出假设。模型中“问题解决”包含通过实验验证假设的过程。
二、例析“假说―演绎法”理论模型在解决遗传学问题中的应用
（一）做出假设，解释遗传现象
例1：黄色卷尾鼠彼此杂交，子代的表现型及比例为6/12黄色卷尾、2/12黄色正常尾、3/12鼠色卷尾、1/12鼠色正常尾。上述遗传现象的主要原因可能是（ ）
A.不遵循基因的自由组合定律
B.控制黄色性状的基因纯合致死
C.卷尾性状由显性基因控制
D.鼠色性状由隐性基因控制
遗传现象分析：黄色卷尾鼠的遗传涉及到两对相对性状的遗传，不适用基因的分离定律。杂交后代性状分离的比例为6∶2∶3∶1，偏离基因自由组合定律的9∶3∶3∶1的比例关系。分别计算一种性状的分离比：黄色∶鼠色=2∶1，卷尾∶正常尾=3∶1。
推理想象：根据每种性状的分离比推断卷尾和黄色是显性性状。卷尾与正常尾的性状分离符合基因的分离定律，黄色与鼠色的性状分离比偏离了基因分离定律的3∶1比例关系。黄色是显性性状，基因型有两种，分别是纯合和杂合，比例是1∶2，推理想象显性纯合致死。
做出假设：控制黄色性状的基因纯合致死。
验证假设：由于黄色性状的基因纯合致死，两对相对性状在遗传中的自由组合表现为（2∶1）（3∶1）=6∶2∶3∶1，与遗传现象相符。
解决该种类型遗传学问题的关键是要做出假设，假设是在基于对事实材料的推理想象基础上提出。符合遗传学规律的假设可以运用来解释遗传学现象，否则，假设就不成立。
（二）运用假设，演绎推理
例2：下图为某家族中一种遗传病的系谱图，对该病叙述错误的是（ ）
A.如果该病是常染色体显性遗传病，则女儿一定是杂合子。
B.该病可能是常染色体隐性遗传病。
C.该病是血友病，再生一个外孙还患血友病。
D.该病可能是X染色体上的隐性遗传病。
分析事实：根据遗传系谱图，排除Y染色体上的基因引起的遗传病，不能确定显性遗传或隐性遗传，也不能确定是X染色体或常染色体上的基因所引起的遗传病。
做出假设：题目中4个选项事实上就包含了4种假设。假设成立的依据是能解释遗传系谱图中反映出的遗传现象。
运用假设：A选项的假设是该病是常染色体显性遗传病，则第一代和第二代中的男性均是隐性纯合子，女儿又都患病，推理出女儿一定是杂合子，A选项正确。依据B选项的假设，第一代和第二代的男性可能是显性纯合子或显性杂合子，若是显性杂合子，所生子女都有可能患病，B项假设成立。C项假设是该病是血友病，依据假设，第二代女性的基因型是XhXh，可以推理出再生一个外孙还患血友病的结论，C项正确。若D选项假设成立，同时第三代的女性患病，推理第二代男性患病，事实上没有患病，D项假设不成立。答案：D
解决该种类型遗传学问题的思路是依据选项提供的假设，演绎推理到具体的遗传现象，如果推理符合遗传规律，则假设成立，否则，重新开始假设。
（三）依据规律，演绎推理
例3：下列鉴定生物遗传特性的方法中恰当的是（ ）
A.鉴定一匹白马是否是纯合子用测交
B.区分狗的长毛和短毛这相对性状的显隐性关系用测交
C.不断提高小麦的抗病系的纯度用测交
D.检验杂种灰兔F1的基因型用杂交
事实分析：该题涉及到运用遗传学实验方法鉴定物种的显隐性、基因型以及提高纯合子的比例的方法。由于4个选项中都涉及到一对相对性状的遗传，所以适用的遗传学规律是基因的分离规律。根据“假说―演绎法”理论模型，上述4个选项属于运用遗传学知识进行演绎推理的过程。
演绎推理：A选项中，白马性状属于显性性状，因为隐性性状的个体就是纯合子。白马与隐性性状的个体杂交（即测交），若出现性状分离，则白马是杂合子;若没有出现性状分离，则为显性纯合子。B选项，不能判断长毛和短毛的显隐性关系，不能用测交手段来区分。C选项，测交是有了鉴定基因型的实验方法，不能有了提高抗病系的纯度，可以采取自交、选择淘汰、在自交的实验过程来提高纯度。D选项，杂种灰兔是由一对等位基因决定的性状，基因型不需要鉴定。
该遗传题的解决是利用遗传学规律、遗传学实验方法，不需要重新做出假设。
（四）做出假设，验证假设
例4：某遗传病的遗传涉及非同源染色体上的两对等位基因。已知Ⅰ-1基因型为AaBB，且Ⅱ-2与Ⅱ-3婚配的子代不会患病。根据以下系图谱，正确的推断是（ ）
A.Ⅰ-3的基因型一定为AABb
B.Ⅱ-2的基因型一定为aaBB
C.Ⅲ-1的基因型可能为AaBb或AABb
D.Ⅲ-2与基因型为AaBb的女性婚配，子代患病的概率为3/16
遗传系谱图分析：根据遗传系谱图并结合题干信息分析，该遗传病是由两对基因控制，符合基因的自由组合定律。由于Ⅰ-1基因型为AaBB，则Ⅱ-2必定含有B基因。
推理想象：Ⅱ-2患病并含有B基因，若含有A基因，则Ⅰ-1也患病，事实上Ⅰ-1正常，推断Ⅱ-2含有aa基因，同时由于Ⅱ-2与Ⅱ-3婚配的子代不会患病，推断子代必然同时含有A和B基因。由于子代必然含有B基因，推断Ⅱ-2的基因型必然是aaBB，进一步推断Ⅱ-3的基因型必然是AAbb。
做出假设：该遗传病患者至少含有一对隐性基因。
验证假设：由于Ⅱ-2与Ⅱ-3的基因型分别是aaBB、Aabb，所生子女的基因型都是AaBb，由于不含有成对的隐性基因，子代不会患病，对照遗传系谱图，第三代个体均表现正常，所以假设成立。选项B正确。
中学生在解决遗传学问题时，假设的验证并不能都通过实验来实施，利用假设来推导遗传现象是否与事实相符也是一种验证假设的方法。
（五）归纳总结，得出结论
例5：人类遗传病调查中发现两个家系都有甲遗传病（基因为H、h）和乙遗传病（基因为T、t）患者，系谱图如下。
请回答下列问题：
（1）甲病的遗传方式为________，乙病最可能的遗传方式为________。
（2）若Ⅰ-3无乙病致病基因，请继续以下分析。
①Ⅰ-2的基因型为________;Ⅱ-5的基因型为________。
②如果Ⅱ-5与Ⅱ-6结婚，则所生男孩同时患两种遗传病的概率为________。
③如果Ⅱ-5与h基因携带者结婚并生育一个表现型正常的儿子，则儿子携带h基因的概率为________。
材料分析：该遗传学问题比较综合，涉及到判断遗传方式、推理基因型以及计算患病概率。就甲病分析，根据第一代父母正常、第二代女儿患病的事实，甲病的遗传方式为常染色体隐性遗传。就乙病分析，父母正常，男孩患病且患乙病的均表现为男孩，为隐性遗传病，最可能的遗传方式为X染色体上的隐性遗传病。
提出假设：乙病最可能的遗传方式为X染色体上的隐性遗传病。
演绎推理：乙性状遗传表现为患病都为男性，父母都正常，X染色体上的致病基因来自母亲。推理1号家庭男性的致病基因均来自Ⅰ-2，2号家庭患病男性的致病基因来自Ⅰ-4。
验证假设：Ⅰ-3无乙病致病基因，确定乙病的遗传方式为X染色体上的隐性遗传病。
依据表现型和基因型的关系，确定Ⅱ-1的基因型是XtY，Ⅱ-2的基因型是hh。推理出Ⅰ-2的基因型是HhXTXt，Ⅱ-5的乙性状的基因型是XTY，甲性状的基因型是HH或Hh，比值是1∶2。根据Ⅱ-9的基因型是hhXtY，推理出Ⅰ-3和Ⅰ-4的基因型分别是HhXTY、HhXTXt，进而推出Ⅱ-6甲性状的基因型是HH或Hh，比值是1∶2，乙性状的基因型是XTXT或XTXt，比值是1∶2。如果Ⅱ-5与h基因携带者结婚并生育一个表现型正常的儿子，该表现型正常儿子的基因型为HH或Hh。
归纳总结，得出结论：Ⅱ-5与Ⅱ-6结婚，依据基因的分离定律，就甲性状分析：患病概率的计算表达式为2/3Hh×2/3Hh，得出患甲病的概率为1/9;就乙性状分析：患病概率的计算表达式为XTY×1/2XTXt，所生男孩患病概率为1/2×1/2=1/4。甲、乙两种性状同时考虑，所生男孩同时患两种遗传病的概率为1/36。Ⅱ-5与h基因携带者结婚，计算儿子携带h基因的概率的过程是：Ⅱ-5产生H基因配子和h基因配子的概率分别为2/3和1/3，h基因携带者（Hh）产生H基因配子和h基因配子的概率分别为1/2和1/2。依据受精作用的过程是随机的，产生hh基因型的概率为1/6，产生Hh基因型的概率为3/6，产生HH基因型的概率为1/6，排除hh，因为子代正常，结论是儿子携带h基因的概率是3/5。
“假设―演绎法”模型中的归纳总结、得出结论是基于事实分析、提出假设、演绎推理等逻辑思维基础上进行的，是在结合遗传学基本规律和原理的基础上，对遗传学问题归纳和总结。
三、“假说―演绎法”模型运用总结
“假说―演绎法”理论模型包含的提出假设、推理想象、演绎、实验设计、归纳总结等步骤都属于科学思维方法。在解决某个遗传学问题时，不一定需要利用模型中所有的科学思维方法。上述例题反映了运用“假说―演绎法”模型中科学思维方法是有差异的。
[参 考 文 献]
关键词：生物科学；核心课程；逻辑关系
中图分类号：G633.91
文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）21-0130-03
1 引言
生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学是生物科学专业的核心课程，由于它们相互联系，交叉渗透，因此存在逻辑关系不清，课程内容重叠较多等问题，例如原核生物和真核生物基因表达调控在生物化学、细胞生物学、分子生物学都有介绍，基因工程原理在分子生物学、基因工程学中都有介绍，导致教师教学内容难以起舍，课程顺序难以安排。要理顺生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学的逻辑关系，确定各课程教学内容和教学顺序，必须把其定义，研究内容，发展历史动态结合起来。
2 生物科学专业核心课程概述
2.1 生物化学
生物化学是运用化学的理论和方法研究生物分子结构与功能、物质代谢及遗传信息传递与调控规律的科学。
生物化学是生命科学中最古老的学科之一。 随着生命科学的发展，各学科相互渗透。18世纪，一些从事化学研究的科学家转向生物领域，为生物化学的诞生播下了种子。19世纪末，生物化学从生理化学中独立。20世纪中后期又从生物化学分离出部分内容与遗传学部分内容结合为分子生物学，然后，分子生物学基因操作部分独立出来，形成基因工程学。
1920年以前，生物化学研究内容以分析生物体的化学组成、性质和含量为主，称为静态生物化学时期。
1920年-1950年，随着同位素示踪技术、色谱技术等物理学手段的广泛应用，生物化学从单纯的组成分析深入到物质代谢、能量转化，如：光合作用、生物氧化、糖、脂肪、蛋白质代谢等领域。这是生物化学飞速发展的时期，称为动态生物化学时期。
1950年以后，蛋白质化学和和核酸化学进展迅速，生物化学进入了分子生物学时期。分子生物学的发展揭示了生命本质的高度有序性和一致性，是人类在认识的巨大飞跃。根据生物化学的定义和历史，生物化学研究的内容包括以下几个方面。
2.1.1 生物的物质组成
生物是由一定的物质按特定的方式组成的，直到今天，新物质仍不断被发现。如陆续发现的干扰素、环核苷一磷酸、钙调蛋白、粘连蛋白、外源凝集素等都具有重要的生物学功能。另一方面，早已熟知的化合物也发现了新的功能，如20世纪50年代才知道肉碱是一种生长因子，而到60年代又发现其是生物氧化的载体。
2.1.2 物质代谢
生物体内绝大部分物质代谢是在酶催化下进行的，具有高度自动调节能力。一个小小的细胞内，有近2000种酶，在同一时间内，催化各种不同的化学反应。这些化学反应互不干扰，有条不紊地进行。表明生物体内的物质代谢有精确的调节控制系统。
2.1.3 结构与功能
生物大分子的功能与其特定的结构有密切关系。如酶的活性中心的结构决定其催化活性及其特异性；变构酶的活性还与其催化的代谢终末产物的结构有关。
核酸中核苷酸排列顺序的不同，其结构就不同，所含遗传信息不同。这些不同的构象对基因的表达具有调控作用。
生物体的糖包括多糖、寡糖和单糖。由于多糖链结构复杂，具有很大的信息容量，对于细胞专一地识别、相互作用具有重要作用。糖类将与蛋白质、核酸并列成为生物化学的主要研究对象。
在生物化学中，有关结构与功能关系的研究才仅仅开始，尚待大力研究的问题很多，其中重大的有：亚细胞结构中生物大分子间的结合，细胞的相互识别、细胞的接触抑制、细胞间的粘合、抗原与抗体的作用、激素、神经介质与其受体的相互作用等。
2.1.4 繁殖与遗传
生物典型特点是具有繁殖与遗传特性。基因是DNA分子中的一段核苷酸序列，现在DNA分子的核苷酸序列已不难测得，不但能在分子水平上研究遗传，而且还可能改变遗传，从而派生出基因工程学。
2.2 细胞生物学
细胞生物学是从显微水平、亚显微水平和分子水平研究细胞的结构及其生命活动规律的科学。
过去，细胞生物学主要是在光学显微镜下对细胞的形态结构和生活史进行研究，称为细胞学。20 世纪 50 年代以来，由于电子显微镜、放射性同位素、细胞结构组分分离技术、细胞培养等技术的广泛应用，特别是分子生物学的兴起，使细胞生物学研究的广度和深度都有迅猛发展，从宏观到微观、从平面到立体、从定性到定量、从分析到综合；从细胞、亚细胞、分子三个水平研究细胞的结构与功能、分裂与分化、衰老与死亡等生命活动规律及其调控机制，细胞与细胞、细胞与环境之间的相互关系。使原来以形态结构研究为主的细胞学转变成以生理功能研究为主、将结构与功能紧密结合起来的细胞生物学。由于细胞生物学在分子水平上的研究工作取得了深入的进展，因此细胞生物学又称为细胞分子生物学。细胞生物学研究内容如下。
2.2.1 细胞社会学
细胞社会学是细胞生物学中的一个新的领域。它是以系统论的观点研究细胞群体中细胞间的相互关系、细胞群体的社会行为；细胞识别、通讯、相互作用；整体和细胞群对细胞的生长、分化、形态发生和器官形成等活动的调控；细胞外环境对细胞的影响。
2.2.2 细胞的增殖、生长、分化与调控
研究细胞增殖、生长、分化及其调控机制，不仅是控制生物生长和发育的基础，而且是研究细胞癌变和逆转的重要途径。
2.2.3 细胞遗传学
细胞遗传学从细胞学角度来研究染色体的结构和行为以及染色体与细胞器的关系，从而探讨遗传与变异的机制等。
2.2.4 细胞化学
细胞化学：用切片或分离细胞成分，对单个细胞或细胞各个部分进行定性和定量的化学分析，研究细胞结构、化学成分的定位、分布及其生理功能。
2.2.5 分子细胞学
分子细胞学：从分子水平研究细胞与细胞器中蛋白质、核酸等大分子的组成、结构与功能及其遗传性状的表现和调控等，探讨细胞生命活动的分子机理。
2.3 遗传学
遗传学是研究生物遗传和变异规律的科学。孟德尔认为生物性状的遗传是受遗传因子控制的，并提出了遗传因子分离和自由组合的基本遗传规律。1900年，孟德尔的成果得到广泛重视，成为遗传学的基石。
20世纪初，利用光学显微镜发现了细胞有丝分裂和减数分裂过程中染色体及其行为，奠定了遗传的染色体理论基础。1910年左右，美国遗传学家摩尔根及其同事根据对普通果蝇的研究，提出了基因的连锁交换规律，并结合当时的细胞学成就，创立了以染色体遗传为核心的细胞遗传学。
遗传信息在分子水平上研究始于20世纪40年代。随着电子显微镜的发明，人们已能够直接观察遗传物质的结构及其在基因表达过程中的特征，使细胞遗传学的研究进入分子水平。
1953年，沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构模型，为进一步阐明DNA的结构、复制和遗传物质如何保持世代连续的问题奠定了基础，开创了分子遗传学这一新的学科领域。
遗传学研究的领域非常广泛，可划分成经典遗传学、细胞遗传学、分子遗传学和生统遗传学4个分支，各个分支领域相互联系、相互重叠、相互印证，组成了一个不可分割的整体。
经典遗传学研究从亲代到子代的遗传特性，包括遗传的分离规律；独立分配规律；连锁和交换遗传规律及机理；基因互作及其与环境的相互关系；性别决定与伴性遗传；基因及染色体变异；数量性状的特征及其多基因假说，近亲繁殖和杂种优势；细胞质遗传等。
细胞遗传学是通过细胞学手段对遗传物质进行研究。其内容包括细胞的结构和功能；染色体的形态结构；细胞的有丝分裂，减数分裂；配子的形成和受精。
分子遗传学是从分子的水平上研究遗传物质的结构及遗传信息的传递。内容包括DNA复制、转录和翻译，基因突变及修复，原核生物和真核基因表达与调控；基因、基因组及作图，遗传重组。
生统遗传学是用数理统计学方法来研究生物遗传变异规律的学科。根据研究的对象不同，又可分为数量遗传学和群体遗传学。前者研究生物体数量性状即由多基因控制的性状遗传规律，后者是研究基因频率在群体中的变化、群体的遗传结构和物种进化。
2.4 分子生物学
分子生物学是从分子水平研究核酸与蛋白质的结构与功能、遗传信息传递和调控，阐明生命本质的科学。
从19世纪后期到20世纪50年代初，确定了蛋白质是生命的主要物质基础，DNA是生物遗传的物质的载体，是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。
从20世纪50年代初到70年代初，是现代分子生物学的建立和发展阶段，1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型为现代分子生物学诞生的里程碑，确立了核酸作为遗传信息分子的结构基础，提出了硷基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式，为核酸与蛋白质的关系及其在生命中的作用打下了最重要的基础。
70年代后，基因工程技术出现，人类进入认识生命本质并开始改造生命的发展阶段。
分子生物学原来是生物化学的一部分，因其太重要了，20世纪中后期从生物化学中分离出来并与遗传学结合，独立出来成为单独的学科，是生物化学的发展和延续。涉及的部分内容比生物化学更细致深入，并从整体上考虑。
分子生物学从蛋白质、核酸、基因及基因组结构开始，以中心法则为主线，阐述生物大分子在信息传导、基因表达调控中的相互作用和机理。主要内容包括蛋白质、核酸、基因和基因组的结构、DNA的复制、转录、转录后加工、基因突变与修复、蛋白质生物合成和翻译后加工、原核生物基因表达的调控、真核生物基因表达的调控。基因工程技术的原理和应用等。
2.5 基因工程学
20世纪70年代，随着 DNA的内部结构和遗传机制逐渐呈现在人们眼前，生物学家不再仅仅满足于探索、揭示生物遗传的秘密，而是开始设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。这就像工程设计，按照人类的需要（设计）把这种生物的某个“基因”与那种生物的某个“基因”进行“施工”，“组装”成新的基因组合，创造出新的生物的工程技术被称为“基因工程”。
基因工程包括如下几个主要的内容：①目的基因的合成或提起分离。②载体的构建。③将载体转移到受体细胞并增殖。④重组DNA分子的受体细胞克隆筛选。⑤将目的基因克隆到表达载体上，导入寄主细胞，使之在新的遗传背景下实现功能表达，产生出人类所需要的物质。
3 课程间的逻辑关系，教学内容选择及课程顺序安排
从生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学的定义，研究内容，发展历史动态可知，各学科的逻辑关系是：理解细胞结构及功能需要一定的生物化学基础，理解遗传物质的结构和功能需要一定的细胞生物学基础，而分子生物学是生物化学、遗传学交叉融合的产物，研究核酸和蛋白质分子结构和功能以及相互关系，而各个分子不能孤立发挥作用，必须依赖于一定的细胞结构，因此，生物化学是细胞生物学的基础；细胞生物学是遗传学和分子生物学的基础。基因工程是利用分子生物学的理论和实验技术进行转基因操作的部分独立出来的，因此分子生物学是基因工程学的基础。所以，高校应按生物化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、基因工程的顺序安排课程教学最为合适。
由以上可知，由于历史的原因，生物化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、基因工程学相互联系，交叉渗透，研究内容重复较多。因此，本研究根据其定义、逻辑关系及发展历史，同时为编写教材和教学的方便，建议生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学教学内容如下。
（1）生物化学主要教学内容主要有：蛋白质化学、核酸化学；酶学基础；糖代谢与生物氧化；脂类代谢；蛋白质的分解代谢等内容。而将DNA复制、转录、翻译、突变、修复及原核生物和真核生物基因表达调控留在分子生物学讲授。
（2）细胞生物学的教学内容主要有：细胞的基本结构；细胞生物学研究方法；细胞膜的结构与功能及物质跨膜运输；细胞质基质与细胞内膜系统；细胞通讯与信号传递；线粒体和叶绿体；细胞核与染色体；细胞骨架；细胞增殖及其调控；细胞分化、衰老与凋亡。
（3）遗传学的教学内容主要有：遗传的分离规律；独立分配规律；连锁和交换遗传规律；基因互作及其与环境的关系；基因定位与连锁遗传图；性别决定与伴性遗传；基因及染色体变异；染色体畸变；数量性状的特征及其多基因假说；近亲繁殖和杂种优势；细胞质遗传；遗传重组。
（4）分子生物学的教学内容主要有：DNA的复制、转录、转录后加工、基因突变与修复、蛋白质生物合成和翻译后加工、原核生物基因表达的调控、真核生物基因表达的调控。
（5）基因工程学的主要教学内容有：基因工程技术的原理和应用等。
以上各门课的教学内容相对前述和我国现行教材的教学内容作了较大调整，例如；核酸和蛋白质的组成及结构只在生物化学中讲授，细胞信号传递只在细胞生物学中讲授，基因工程原理只在基因工程学中讲授，避免了课程内容的重复。
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关键词 行为遗传学；数量遗传学；分子遗传学：基因：人格
分类号 B845
1 引言
人格是一个人独特精神面貌的整体反映，是需要、动机、兴趣、态度、价值观、气质、性格、能力等多个方面的整合。它的形成和发展与遗传因素息息相关。然而，人格的遗传性究竟如何？到底哪些基因在起作用？它们又是如何起作用的？针对诸如此类的问题，行为遗传学家们试图为我们提供有效的解答，并由此形成了一个重要的研究领域，即人格行为遗传学研究。
人格行为遗传学研究就是运用行为遗传学理论和方法来考察和揭示人格特征（包括人格障碍）和人格差异的遗传基础问题。它强调遗传基因是塑造人格核心特征和造成人格个别差异的主要因素，但并不忽视环境的作用，甚至主张人格特征与人格差异是多种基因、多种环境以及基因与环境动态交互作用的结果。早在19世纪中后期，英国心理学家高尔顿（Galton，F.）就首先利用家谱法和双生子法研究了人格差异的遗传基础。尽管他的研究因未将遗传和环境区分开来而具有诸多局限，但它“为人类行为的变异范围提供了档案证明并且说明了行为变异存在遗传基础”（Plomin，DeFries，McClearn，& McGuffin，2008），是运用行为遗传学方法研究人格差异的先驱性尝试。高尔顿之后的20世纪，人格的行为遗传学研究因行为主义主流范式的盛行而长期遭到“冷遇”。前者强调人格的遗传性，而后者坚持环境论并认为人格由社会化的习惯决定，两者的矛盾在这种势力不均的情势下曾一度不可调和。
但近几十年来，行为主义的逐渐衰落和现代生物学特别是分子生物学的飞速发展分别为人格的行为遗传学研究提供了巨大发展空间和发展动力，并使它由传统的数量遗传学取向发展到分子遗传学取向。分子遗传学取向是发端于20世纪初而到20世纪末才应用于人格研究的一种新取向，它在研究方法和研究理念上都较数量遗传学取向具有革命性突破，目前正以惊人的速度发展着。可以说，人格遗传学研究进入到分子遗传学时代（Johnson，Penke，& Spinath，2011）。不过，两种研究取向在基本思路方面各有特色，在具体研究方面都取得了很多有价值的成果，积极推动了人格行为遗传学研究的复兴和发展。
2 数量遗传学取向
人格的数量遗传学（quantitative genetics）研究取向主张运用双生子研究、收养研究等设计来估计群体中遗传因素对人格表现型方差的贡献率，旨在用数量化的手段从宏观上估计某种人格变异在多大程度上是由遗传效应引起的，并考察遗传通过与环境交互作用或相关影响人格的方式以及这些效应发生的具体情境。
2.1 人格遗传率
数量遗传学衡量人格遗传性大小的核心指标是遗传率（heritability），即在某群体内观测到的人格总变异中能被遗传变异解释的百分比，它既可以揭示遗传是否影响某种人格特征又可以指明这种影响达到何种程度。人格遗传率可以用公式h2=Vg/Vp（其中h2代表人格遗传率，Vg代表遗传导致的人格变异，V。代表观测到的人格总变异）来表示，数值在0～1之间，越接近于0，说明变异越少源于遗传；越接近于1，说明变异越多源于遗传。需要指出的是，遗传率估计具有如下三个特点：第一，它具有群体特异性，仅仅适用于解释样本或群体的人格差异，而不适用于描述个体人格的遗传性；第二，它假定遗传因子和环境因子之间不存在相关或交互作用；第三，它会因测量方法和计算方法不同而有细微差别（郭永玉，2005；Larsen & Buss，2009）。
2.2 数量遗传学设计
为了把基因和环境对人格差异的贡献分离开来，数量遗传学家采用了家族研究、双生子研究和收养研究等多种研究设计。家族研究是最早用于人格研究的行为遗传学方法，但它不能将遗传与共同环境的作用区分开来，因而不能得出准确的遗传率；双生子研究是现代人格行为遗传学研究最常用的一种有效方法，它在一定程度上克服了家族研究的缺陷，但它的等环境假设和代表性也往往令人担忧：收养研究作为一种强有力的自然实验法，是“解开影响家族相似性的遗传和环境源之结的最直接方法”，避免了双生子研究中的等环境假设问题，提供了环境影响人格差异的最佳证据，但它也存在三个争议，即代表性、生前环境影响和选择性安置效应（Plomin et al.，2008）。
鉴于以上三种方法各有其长处和不足，在过去的20多年中，数量遗传学家已经开始利用家族研究、双生子研究和收养研究的组合设计来研究人格。例如，研究分开抚养的同卵双生子就把双生子研究和收养研究各自的优点进行了有效整合，并且分开抚养的同卵双生子在某种人格特质上的相关系数可以直接解释为遗传率的一个指标（Larsen & Buss，2009）。另外，随着离异和再婚现象增多而产生的继亲家庭研究，自然地综合了家族研究与收养研究的优势，也是一种有趣和有效的组合研究设计。对多组比较的组合设计，甚至简单的收养和双生子研究，现代行为遗传学通常采用模型拟合（model fitting）的方法进行统计分析，即建立一个反映各种遗传和环境因素对某种人格特质贡献大小的结构方程模型，并将其与观测到的相关进行比较，从而估计出遗传和环境的影响程度（郭永玉，2005）。
2.3 具体研究与发现
数量遗传学取向的人格研究者利用上述设计主要对人格特质、人格障碍以及态度与偏好的遗传性问题进行了考察。
2.3.1 人格特质
数量遗传学关于人格特质的研究主要涉及人格的五大特征，即外倾性、宜人性、责任心、神经质和经验开放性，其中研究最充分的要数外倾性和神经质。多数数量遗传学研究表明，“大五”人格模型中的所有因素都具有中等大小的遗传率，并且此研究结果在不同年龄段、不同性别以及不同文化背景的样本群体中具有普遍一致性（saudino，1997；Loehlin，McCrae，Costa，& John，1998）。例如，两项以双生子为被试的研究表明，神经质和外倾性的遗传率估计值分别为43%和52-54%（Wray，Birley，Sullivan，Visscher，& Martin，2007；Rettew，Rebollo-Mesa，Hudziak，Willemsen，& Boomsma，2008）。以往数量遗传学对“大五”人格的研究通常都以正常人群为被试，最近许多研究开始关注异常人群“大五”人格的遗传性问题。例如，Kendler，Myers和Reichborn-Kjennerud（2011）的研究表明，边缘型人格障碍与“大五”人格中的神经质维度存在显著的遗传正相关，而与宜人性和责任心维度存在显著的遗传负相关。Hare等人（2012）的研究表明，躁郁症患者人群“大五”人格的遗传率（23%～32%）某种程度上低于正常人群的研究结果（40%～60%）。我们固然可以推测是异常人格影响了“大五”人格遗传率的变化，但要得出确切的因果结论还需依赖未来数量遗传学和分子遗传学更加细致的综合研究。
除“大五”人格外，研究者还对活动水平（activity level）和“精神病”人格特质的个别差异进行了行为遗传学分析。活动水平是气质的一个组成元素，其个别差异出现于生命早期，并随着时间推移在儿童身上表现出稳定性。Spinath，Wolf，Angleitner，Borkenau和Riemann（2002）对300对双生子的研究表明，活动水平存在40%的遗传率。“精神病”人格特质包括权术主义、铁石心肠、冲动性不一致、无所畏惧、责备外化和压力免疫等方面。Blonigen，Carlson，Krueger和Patrick（2003）对353名男性双生子进行了研究，发现所有这些“精神病”人格特质都表现出中等或高等的遗传率。
数量遗传学研究发现，尽管不同研究设计所得出的具体数值会有所不同，但一般的人格特质都具有较高的遗传率估计值（Krueger & Johnson，2008）。
2.3.2 人格障碍
数量遗传学系统研究的人格障碍主要有精神分裂型人格障碍、强迫型人格障碍和边缘型人格障碍。精神分裂型人格障碍具有轻微精神分裂样症状，用个人访谈法和问卷法所做研究表明，它具有非常高的遗传率（Kendler，Myers，Torgersen，Neale，& Reichbom-Kjennerud，2007）。强迫型人格障碍是一种神经精神病状态，以思想、情感、观念以及行为的反复为典型症状，它所包含的五个因素即禁忌、污驰/清洁、疑虑、迷信/仪式和对称/囤积的遗传率位于24%和44%之间（Katerberg etal.，2010）。上述两种人格障碍可能是精神机能障碍遗传连续体的一部分，因为它们分别与精神分裂症和强迫焦虑症之间存在某种程度的遗传重叠（Plomin et al.，2008）。边缘型人格障碍是一种以心境反复无常、自我认同感紊乱、情绪冲动以及行为不稳定等为主要表现的人格障碍，它很大程度上受遗传基因影响。例如，对荷兰、比利时和澳大利亚三个国家5000多名双生子的数量遗传学研究表明，加性遗传效应（additive genetic effect）可以解释42%的边缘型人格障碍变异，而且这一结果具有跨性别和跨国别的一致性（Distel et al.，2008）。最近一项10年的双生子纵向研究发现，边缘型人格障碍特质在14～24岁的各个年龄段都具有中等的遗传率，且遗传率有随年龄增长而轻微上升的趋势，而这些特质的稳定性和变化受遗传因素高度影响，一定程度上也受非共享环境的影响（Bornovalova，Hicks，Iacono，& McGue，2009）。
2.3.3 态度与偏好
稳定的态度和偏好通常被看作人格的一部分，并表现出广泛的个体差异。数量遗传学家对态度和偏好的遗传性进行了饶有趣味的考察。综观多数研究可知，态度的核心特征传统主义具有中等的遗传率。例如，一项明尼苏达的双生子研究表明，传统主义的遗传率为63%；一项对654名收养和非收养儿童的纵向研究表明，遗传对保守态度具有重要影响，并且显著的遗传影响早在12岁时就已产生（Larsen & Buss，2009）。然而，并不是所有态度和信仰都表现出中等水平的遗传率，这要因所研究的态度类型而异。例如，一项对400对双生子的研究表明，对上帝的信仰、对宗教事务的参与以及对种族一体化的态度的遗传率为零（Larsen&Buss，2009）。基因似乎也影响职业兴趣或偏好。一项用修订版的杰克逊职业兴趣量表（JVIS）做的研究表明，34种职业兴趣中有30种的遗传率在37%和61%之间（schermer & Vernon，2008）。这表明，我们绞尽脑汁作出的职业选择很大程度上受到我们从父母那里继承的基因的影响。但值得我们注意的是，为什么有些态度和兴趣具有较高的遗传性，而有些态度和信仰的遗传性不明显甚至为零？或许未来的行为遗传学研究能够给出答案。
3 分子遗传学取向
人格的分子遗传学（molecular genetics）研究取向主张在DNA水平上用基因测定方法研究特定基因对人格表现型的影响效应，旨在超越传统人格数量遗传学研究仅停留在统计学层面考察遗传率的局限，而从微观层面直接鉴别对人格产生重要遗传影响的具体基因或基因组合，以精确揭示人格特征（包括人格障碍）或人格差异的根本遗传机制。
3.1 人格候选基因
已知人类基因具有数万种之多，要想从中找出对人格起作用的特定基因是件困难的事情。况且，复杂的人格或行为特质并不简单地遵循孟德尔的单基因遗传定律，而是同时受作用幅度不完全相同而又相互协同和相互作用的多个基因的影响，这就又大大增加了确定这些基因的难度。因此，研究者不可能对所有基因都进行考察，更多的是考察候选基因与人格的关系。人格候选基因（candidate gene）是被假定与某一人格特质有关的基因，通常人们已了解其生物学功能和序列，它们可能是结构基因、调节基因或在生化代谢途径中影响性状表达的基因。研究者一般通过了解相关生理机制来确定人格的候选基因。例如，用于治疗活动过度的药物常含有多巴胺，因而像多巴胺受体、多巴胺启动子和多巴胺转运体这样与多巴胺有关的基因便成为候选基因研究的目标。我们通常缺乏哪些基因是人格候选基因的强假设，因此试图将那些与具有生理作用的DNA标记有关的基因与人格联系起来的做法是很有道理的（张丽华，宋芳，邹群，2006）。
3.2 研究策略
人格分子遗传学研究者主要采用连锁策略和关联策略来寻找和鉴别对特定人格或行为特质有广泛遗传影响的具体基因。连锁策略（linkagestrategy）采取从行为水平到基因水平的“自上而下”的研究思路，它以携带某种人格特质或障碍的家系为研究对象，对连续几代人的DNA样本进行分析，以确定是否有对该人格特征影响较大的特定基因存在。由于研究者并无假定的候选基因，这种策略对定位单基因遗传特质的强效基因十分有效，但当牵涉若干个作用较小的基因时它便不再那么有效。然而，大多数复杂的人格或行为特质往往牵涉多个微效基因，于是另一种较新的关联策略（association strategy）便成为最常用的确定人格基因的策略。关联策略采取由基因到行为的“自下而上”的研究思路，通过考察拥有某种特定基因（或等位基因）的个体比没有该基因的个体在某种特定人格特质上的得分是高还是低，来确定候选基因与人格或行为特质之间的关联情况，即一种可能的因果关系。关联策略比连锁策略更容易找到只有微弱效应的特定基因，但系统性不够强。
随着人类基因组多态性研究以及SNP分型技术的发展，全基因组扫描（genome-wide scanning）逐渐成为一种标志性的分子遗传学人格研究策略（Strobel & Brocke，2011）。它主要包括对人格表现型的全基因组连锁分析和全基因组关联分析，先将人格表现型的相关位点定位于染色体某个区域，然后再进行候选基因研究或连锁不平衡分析，确定其具体基因位点。例如，一项用全基因组扫描做的研究表明，伤害回避与8p21染色体区域存在显著相关（zohar et al.，2003）。
3.3 具体研究与发现
基因主要是通过大脑中的神经递质系统来影响人格的，因而参与调节神经递质系统的基因便成为主要的候选基因。在Cloninger等人的人格心理生物模型中，新颖性寻求（novelty-seeking）、伤害回避（harm-avoidance）和奖赏依赖（reward-dependence）三种气质维度被假定分别与大脑调节不同类型刺激反应的三种神经递质系统即多巴胺（dopamine）系统、5-羟色胺（serotonin）系统和去甲。肾上腺素（noradrenaline）系统相联系。此类理论假设促使人格分子遗传学研究者们主要从这三种神经递质路径考察了基因多态性与人格之间的关系。
3.3.1 多巴胺系统
多巴胺是脑部负责快乐和兴奋的一种积极化学物质，它的缺乏会促使个体积极寻求有效物质或新异经验以增加多巴胺释放。到目前为止，人格研究中最早且最多关注的DNA标记是位于第11号染色体短臂上的多巴胺D4受体基因（DRD4）。1996年，两个独立研究小组同时在《自然遗传学》上报告了DRD4基因的3号外显子中的48-bp VNTR多态性与新颖性寻求之间存在正相关，标志着人格分子遗传学研究的初步登场（Ebstein & Israel，2009）。其中，Ebstein领导的小组运用三维人格问卷（TPQ）对124名犹太健康志愿者进行了测量，发现长重复段DRD4等位基因对新颖性寻求具有6%的解释效应，而未发现它与另外三个TPQ指标（奖赏依赖、伤害回避和坚持性）有显著关联（Ebstein et al.，1996）；Beniamin领导的小组运用大五人格量表修订版（NEO-PI-R）对315名美国成人和兄弟姐妹进行了预测测量，也发现拥有长重复段DRD4等位基因的个体比拥有短重复段DRD4等位基因的个体新颖性寻求水平显著高，并且发现长重复段DRD4等位基因与NEO-PI-R量表的外倾性和责任心两个维度显著相关，而在其他三个维度即神经质、开放性和宜人性上未见此结果（Benjamin et al.，1996）。对于这两种研究的结果可能的解释是，拥有长重复段DRD4等位基因的个体对多巴胺的相对缺乏反应敏感，需要寻求外界新异经验来增加多巴胺释放，而拥有短重复段DRD4等位基因的个体倾向于对脑中已经存在的多巴胺作出高度反应，无需寻求新异经验便可使多巴胺含量达到适当水平。
此后，一系列研究对DRD4基因与新颖性寻求这种人格特质之间的关联进行了重复验证，但结果并不完全一致。两项分别以德国人和日本人为被试的研究证实DRD4基因与新颖性寻求特质之间的确存在显著关联（strobel，Wehr，Michel，&Brocke，1999；Tomitaka et al.，1999）；Burt等人对明尼苏达137个双生子家庭所做的研究发现，DRD4基因与新颖性寻求测量指标之间不存在任何关联（Bun，McGue，Iacono，Comings，&MacMurray，2002）；Ekelund等人则得出了与1996年研究相反方向的结果，即在新颖性寻求水平较高的群体中，2次和5次重复等位基因而非7次重复等位基因的频率更高（Ekelund，Lichtermann，Jarvelin，& Pelmnen，1999）。除此之外，有些研究还发现DRD4基因与其他人格候选基因存在联合效应。一项关于1岁新生儿对新异事物反应的研究发现，DRD4基因中的48-bp VNTR与5-羟色胺转运体基因（5-HTT）中的一种多态性存在联合效应（Lakatos et al.，2003）。之所以会出现如此多样的研究结果，可能与样本大小、被试特点（年龄、性别和种族文化等）、测量工具、研究设计等因素有关。例如，分组方法不同所得研究结果就会有很大差异（Tsuchimine et al.，2009）。不管怎样，这都有待于进一步研究证实。
除DRD4基因外，研究者还对多巴胺系统中的其他人格候选基因进行了考察，如多巴胺D2受体基因（DRD2）、多巴胺D3受体基因（DRD3）、多巴胺D5受体基因（DRD5）以及多巴胺转运体基因（DATl）等。一项用多种人格测验所做的研究表明，DRD2基因的-141C插入/缺失多态性与卡氏人格量表（KSP）测量的冷漠以及北欧大学人格量表（SSP）测量的自信缺乏之间存在关联（JSnsson et al.，2003，），而利用气质性格量表（TcI）对被试所做的一项研究表明，-141C插入/缺失多态性和DRD2/ANKK1基因的TaqlA多态性与人格特质之间可能并非存在直接强相关，而是在DRD2基因与ANKKl基因的交互作用条件下才对人格产生影响（Tsuchimine et al.，2012）。在一个由862名个体组成的样本中发现DRD3基因与神经质和行为抑制存在关联，而当该样本扩大到1465人时这种关联未得到验证（Henderson et al.，2000）。有研究表明，DRD5基因可能与人格的持续性发展有关（Vanyukov，Moss，Kaplan，Kirillova，&Tarter，2000）。由于发现DAT1基因与具有某些新颖性寻求特征的注意缺陷多动症（ADHD）存在关联（Jorm et al.，2001，），有人用极端分数个体为被试考察了DATl基因与新颖性寻求之间的关联，结果表明这种效应只在女性被试身上有所显现（van Gestel et al.，2002）。
3.3.2 5-羟色胺系统
5-羟色胺作为一种生物胺，对于人类的攻击性、抑郁、焦虑、冲动、幸福感等情绪情感具有重要调控作用。此系统中最经常被研究的人格候选基因是5-羟色胺转运体基因（5-HTT），该基因越长释放和回收5-羟色胺的效率越高，已有许多研究考察了它与伤害回避等焦虑类人格特质之间的关联。5-HTT基因具有两种多态性：5-HTT基因连锁的多态性区域（5-HTTLPR）和5-HTT基因2号内含子中的VNTR多态性，其中人格研究关注最多的是5-HTTLPR。
1996年的一项经典研究发现，短5-HTTLPR等位基因携带者较长5-HTTLPR等位基因携带者在神经质和伤害回避维度上的表现水平更高（Lesch et al.，1996）。功能性磁共振成像表明，携带一个或两个短5-HTTLPR等位基因复本的个体在对恐怖刺激的反应中表现出更强的杏仁核神经元活动（Harid et al.，2002）。这种由遗传导致的杏仁核对情绪刺激的兴奋性差异支持了该结论。不过，也有一些其他研究并未发现此种关联（Flory et al.，1999；Tsai，Hong，& Cheng，2002）。还有一些研究得出了相反结果。例如，使用极端得分个体做的一项研究发现，短5-HTTLPR等位基因在低伤害回避群体中比在高伤害回避群体中出现的频率更高（van Gestel et al.，2002）。2004年的一份元分析指出。这种可重复性的缺乏很大程度上是由于样本量过小以及所使用的量表不同而导致（Sen，Burmeister，& Ghosh，2004）。分析者发现，运用大五人格量表测量的神经质与5-HTTLPR有显著关联，而运用气质性格量表测量的伤害回避与5-HTTLPR不存在任何显著关联。2008年的另一份元分析也得出了类似结论（Munaf6 et al.，2008）。然而，使用NEO-PI-R量表对4000多名被试进行的一项大型研究发现，5-HTTLPR与神经质或其各维度（焦虑，抑郁，愤怒，敌意，自我意识，冲动。易受伤害性）之间不存在任何关联（Terracciano etal.，2009）。近年来，有研究者发现，与其杂合子同伴或短等位基因的纯合子同伴相比，具有长5-HTLPR等位基因的纯合子个体通常更关注积极情感画面，而选择性地回避一同呈现的消极情感画面（Fox，Ridgewell，& Ashwin，2009）。这表明他们通常更加乐观。使用信息加工眼动跟踪评估法进行的另一项研究发现，短5-HTLPR等位基因携带者在视觉上更加偏爱积极场景而回避消极场景，长5-HTLPR等位基因的纯合子个体更加无偏地看待情绪场景（Beevers，Ellis，Wells，& McGeary，2009）。这表明，短5-HTLPR等位基因携带者可能比长等位基因纯合子个体对环境中的情绪信息更加敏感。对于5-HTLPR与人格特质之间关系的这些看似不一致的结论，还有待进一步研究确证。此外，一项最新研究显示，5-HTLPR与Val66Met两种多态性对伤害回避存在显著交互作用（Ariaset al.，2012）。
除5-HTT基因外，研究者还对5-羟色胺系统中的另外两个人格候选基因5-羟色胺2A受体基因（5-HT2A）和5-羟色胺2C受体基因（5-HT2C）进行了考察。有研究者在双极性精神障碍患者和健康控制组群体中检验了5-HT2A的1号外显子中的一种单核苷酸多态性与伤害回避维度之间的关联，但是没有发现任何关联存在（Blairy et al.，2000）。还有研究者以健康日本人为样本对5-HT2A的5种单核苷酸多态性进行了考察，没有发现它们与气质性格量表的任何维度存在关联（Kusumi et al.，2002）。就5-HT2C与人格的关系而言，研究者发现5-HT2C中的一个点突变与三维人格问卷的奖赏依赖维度和坚持性维度存在关联，并且DRD4与5-HT2C对奖赏依赖存在显著交互效应（Ebstein et al.，1997）。然而，后来的一项重复性研究发现，5-HT2C对奖赏依赖不存在主效应，但DRD4与5-HT2C对奖赏依赖确实存在显著交互效应（Kühn et al.，1999）。
3.3.3 去甲肾上腺素系统
在人格的分子遗传学研究中，人们对去甲肾上腺素系统的关注远不及对多巴胺系统和5-羟色胺系统的关注多，但也取得了一些研究成果。有研究以健康被试为样本，考察了去甲肾上腺素转运体（NET）的一种外显子限制性片段长度多态性（RFLP）与气质性格量表中各维度之间的关系，但没有发现任何关联存在（Samochowiec et al.，2001）。不过，另一项以朝鲜人为被试的研究表明，去甲肾上腺素转运体的T-182C基因多态性与气质性格量表的奖赏依赖维度存在显著关联（Ham，Choi，Lee，Kang，& Lee，2005）。有研究表明，在中国人被试中，αla肾上腺素受体基因（ADRAlA）和0c2a肾上腺素受体基因（ADRA2A）的多态性与三维人格问卷各维度之间不存在任何关联（Tsai，Wang，& Hong，2001）。而之前的另一项研究发现，ADRA2A的一种常见单核苷酸多态性与易怒性、敌对性和冲动性诸测量值之间的确存在某些关联（comings et al.，2000）。关于去甲肾上腺素系统的诸候选基因与人格之间关系的研究，有待进一步加强。
4 总结与展望
行为遗传学通过数量遗传学和分子遗传学两条取径对人格遗传性问题进行了不同层次的详细探索，取得了较为丰富的研究成果，推进了我们对人格遗传程度和遗传机制的深刻认识，也有利于促进人格研究的科学化。人格行为遗传学研究的两类取向各具优势和不足。数量遗传学取向借助生态研究设计从宏观上估计遗传变异对人格差异的解释程度，资料获取经济简单、技术要求低，并且结果解释相对容易，但它无法确切地告诉我们究竟哪些基因或多态性导致了人格差异以及具体作用过程如何（Parens，2004），对研究设计和被试取样的依赖性较强，况且面对遗传与环境实际存在相关或交互作用的不争事实，遗传率的解释意义往往遭到质疑（Lerner，2011）。分子遗传学取向摆脱了数量遗传学取向存在的诸多不足，可以从DAN水平精确细微地探知造成人格障碍或差异的特定基因及其作用机制，但研究程序繁琐复杂，对新兴生物技术要求较高，在人格候选基因的选择上带有推测性，迄今为止尚未产生符合最初预期的可重复的实质性人格研究成果（McClellan & King，2010）。除此之外，两类研究取向还存在诸多共同的问题：一是受测量手段限制，对被试自陈报告依赖性高，往往会造成某些人格特质在防卫或伪装心理作用下被隐藏；二是由于研究设计和技术、被试取样、人格和基因自身复杂性以及环境与基因的交互作用等原因，研究结果的可重复性不高（Kim & Kim，2011）；三是受过去百余年消极心理学研究传统的影响，所研究的对象主要是精神分裂症、抑郁症、多动症等病理人群（张文新，王美萍，曹丛，2012），缺乏对健康人群积极人格品质的遗传研究；四是研究成果的现实利用率低，未能把研究所得成果及时有效地转化为现实效益。
鉴于人格行为遗传学研究所存在的诸多问题，未来研究应特别注意以下五个方面：
（1）强调两种研究取向的有机结合，在数量遗传设计中加入对特定基因型的直接测量。这两种研究取向各有优缺，可以相互弥补，况且分子遗传学的许多工作需用传统数量遗传学设计综合考虑环境与遗传因素来完成。未来研究可以在数量遗传设计中加入对特定基因型的直接测量，例如，可以先用数量遗传学方法确定某种人格特征是否具有遗传性以及遗传到什么程度，然后再用分子遗传学方法从根本上细微探究影响人格的具体基因及其作用方式。
（2）注重多学科和多范式的有效整合。人格的行为遗传学研究是一项综合性很高的困难工作，涉及遗传学、心理学、生物学、神经科学、医学和社会学等多门学科，因此需要在更广泛的视野下进行多学科的整合研究。人格的遗传机制相当复杂，靠单一研究工具（如自陈问卷）或研究范式很难获得理想结果，今后应在传统研究范式的基础上综合采用脑成像、诱发电位、前脉冲抑制和计算机博弈模型等一些新的研究范式，从多个角度综合考察和相互印证人格与基因的关系，从而弥补由自陈报告带来的弊端，同时克服可重复性低的问题。
（3）扩大对健康人群积极人格品质的研究。未来人格行为遗传学研究不仅要研究病理人群的消极人格品质，而且更要研究正常人群甚至超常人群的积极人格品质，探究它们的遗传性及分子作用机制，为积极人格品质的培养提供遗传学依据。
（4）加强基因对人格的深层作用机制研究。尽管分子遗传学致力于从根本上揭示人格的深层遗传机制，但目前它还远没有做到这一步，而仅仅停留在对特定基因与特定人格之间是否有关联的考察。在未来的研究中，寻求影响人格的特定基因只是研究的第一步，更重要的是认清这些基因对人格的深层作用机制，即特定基因是如何具体地作用于人格的，它为何会导致这样的人格特征产生。一方面，这有利于增强人们对人格理论的深入思考，促进人格理论的发展；另一方面，这可以为预测具备某种基因型的个体可能会产生怎样的人格提供可能。
基因表达正确与否，既受控于DNA序列，又受制于表观遗传学信息。表观遗传学主要通过DNA的甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA调控等方式控制基因表达。近年发现，副突变也包含有表观遗传性质的变化。
1.DNA甲基化
DNA甲基化是由酶介导的一种化学修饰，即将甲基选择性地添加到蛋白质、DNA或RNA上，虽未改变核苷酸顺序及组成，但基因表达却受影响。其修饰有多种方式，即被修饰位点的碱基可以是腺嘌呤N-6位、胞嘧啶的N-4位、鸟嘌呤的N-7位和胞嘧啶的C-5位，分别由不同的DNA甲基化酶催化。在真核生物DNA中，5-甲基胞嘧啶是唯一存在的化学性修饰碱基，CG二核苷酸是最主要的甲基化位点。DNA甲基化时，胞嘧啶从DNA双螺旋突出，进入能与酶结合的裂隙中，在胞嘧啶甲基转移酶催化下，有活性的甲基从S-腺苷甲硫氨酸转移至胞嘧啶5-位上，形成5-甲基胞嘧啶（5mC）。DNA甲基化不仅可影响细胞基因的表达，而且这种影响还可随细胞分裂而遗传并持续下去。因此，它是一类高于基因水平的基因调控机制，是将基因型与表型联系起来的一条纽带。在哺乳动物细胞的基因组DNA中，约有3%～5%的胞嘧啶是以5-甲基胞嘧啶形式存在的，同时70%的5-甲基胞嘧啶参与了CpG序列的形成，而非甲基化的CpG序列则与管家基因以及组织特异性表达基因有关。因而CpG的甲基化与否在基因的表达中起重要作用。高度甲基化的基因，如女性两条X染色体中的一条处于失活状态，而为细胞存活所需一直处于活性转录状态的持家基因则始终处于低水平的甲基化。在生物发育的某一阶段或细胞分化的某种状态下，原先处于甲基化状态的基因，也可以被诱导去除甲基化，而出现转录活性。
2.组蛋白修饰
组蛋白是真核生物染色体的基本结构蛋白，是一类小分子碱性蛋白质。组蛋白有两个活性末端：羧基端和氨基端。羧基端与组蛋白分子间的相互作用和DNA缠绕有关，而氨基端则与其他调节蛋白和DNA作用有关，且富含赖氨酸，具有极度精细的变化区，这类变化由乙酰化、磷酸化、甲基化等共价修饰引起。这些修饰可作为一种标记或语言，是“组蛋白密码”的基本组成元素。这种组蛋白密码可被一系列特定的蛋白质所识别，并将其转译成一种特定的染色质状态以实现对特定基因的调节，这显著地扩大了遗传密码的信息储存量。
3.染色质重塑
真核生物染色质是一切遗传学过程的物质基础，染色质构型局部和整体的动态改变，是基因功能调控的关键因素。染色体重塑是指染色质位置和结构的变化，主要涉及在能量驱动下核小体的置换或重新排列，它改变了核小体在基因启动子区的排列，增加了基因转录装置和启动子的可接近性。染色质重塑的发生和组蛋白N端尾巴修饰密切相关，尤其是对组蛋白H3和H4的修饰。修饰直接影响核小体的结构，并为其他蛋白提供了和DNA作用的结合位点。染色质重塑主要包括两种类型：一类是含有组蛋白乙酰转移酶和脱乙酰酶的化学修饰;另一类是依赖ATP的物理修饰，利用ATP水解释放的能量解开组蛋白和DNA的结合，使转录得以进行。
4.非编码RNA
调控有多种功能性非编码RNA可对基因表达水平进行干扰。各种生物中双链RNA（dsRNA）可通过不同途径被分割成小的干涉RNA（siRNA）或RNAi。RNA干涉（RNAi）属于转录后基因沉默，它可使转录后的同源mRNA降解，使同系的DNA序列发生修饰性变化（甲基化），使rRNA甲基化，从而使目的基因表达沉默。
5.副突变
副突变是指一个等位基因可以使其同源基因的转录产生稳定可遗传变化，即一个等位基因被另外一个等位基因在转录水平上被沉默且这种能力可遗传。这种现象是1956年R.A.Brink在研究玉米的R基因座位时发现的。此后在其他植物、真菌甚至小鼠中发现。
二、遗传学和表观遗传学的关系
传统遗传学认为遗传信息储存于DNA的序列中，它主要研究基因序列改变所致的基因表达水平的变化，是基因质的变化;表观遗传学则认为遗传信息是DNA甲基化形式和组蛋白密码、RNA干涉等，它实际上是以基因表达水平为主的量变遗传学。表观遗传变异也能遗传，并具重要的表型效应，但其不同于基因突变。在整个生命过程中，表观遗传学机制能对激素、生长因子等调节分子传递的环境信息在不改变DNA序列的情况下做出反应。因此，只有二者彼此协同，生命过程才能按序正常进行，否则就会出现异常。由此可见，遗传学和表观遗传学系统既相区别、彼此影响，又相辅相成，共同确保细胞的正常功能。
三、表观遗传学研究的应用前景
表观遗传学补充了“中心法则”忽略的两个问题，即哪些因素决定了基因的正常转录和翻译以及核酸并不是存储遗传信息的唯一载体;在分子水平上，表观遗传学解释了DNA序列所不能解释的诸多奇怪的现象。例如，同一等位基因可因亲源性别不同而产生不同的基因印记疾病，疾病严重程度也可因亲源性别而异。表观遗传学信息还可直接与药物、饮食、生活习惯和环境因素等联系起来，营养状态能够通过改变表观遗传以导致癌症发生，尤其是维生素和必需氨基酸。
此外，表观遗传学信息的改变，对包括人体在内的哺乳动物基因组有广泛而重要的效应，如转录抑制、基因组印记、细胞凋亡、染色体灭活等。DNA甲基化模式的改变，尤其是某些抑癌基因局部甲基化水平的异常增加，在肿瘤的发生和发展过程中起到了不容忽视的作用。研究发现：肿瘤细胞DNA存在广泛的低甲基化和局部区域的高甲基化共存现象，以及总的甲基化能力增高，这三个特征各以不同的机制共同参与甲基化在肿瘤发生、发展中的作用。如胃癌、结肠癌、乳腺癌、肺癌、胰腺癌等众多恶性肿瘤都不同程度地存在一个或多个肿瘤抑制基因CpG岛甲基化。而表观遗传学改变在本质上的可逆性，又为肿瘤的防治提供了新的策略。所以，随着表观遗传学研究的深入，肯定会对人类生长发育、肿瘤发生以及遗传病的发病机制及其防治做出新的贡献，也必将在其他领域中展示其不可估量的作用和广阔的前景。