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1、1,第七章 数量性状遗传分析,2,主 要 内 容,数量性状及其特性 数量性状分析的基本方法 近亲繁殖与杂种优势,3,第一节 数量性状及其特性,数量性状的概念及其类型 数量性状的多基因遗传 阈性状及其特性,4,一、数量性状的概念及其类型,数量性状的概念 数量性状的类型,5,1、数量性状的概念,质量性状：这些彼此间差别明显，一般没有中间过渡类型且呈现不连续变异的性状叫质量性状。,数量性状：性状的变异不易归于少数几组，中间一系列的过渡类型（表现型）彼此间只有数量的差异而没有明显的质的界限，这种能够度量的性状叫数量性状。,6,2、数量性状的类型,表现为连续变异的性状：,表现为不连续变异的性状：,人的身
2、高 牛的泌乳量,生物的抗病力动物的产仔数,（阈性状）,7,二、数量性状的多基因遗传,多基因假说的实验依据 数量性状的特征 多基因假说的要点 数量性状研究的新进展,8,（一）多基因假说的实验依据,早在1760年，Kolreuter首先报导了有关数量性状的杂交结果 Nilson-Ehls的小麦粒色遗传经典遗传实验（1909年）,1913年，REmerson 和E.East公布了关于玉米果穗长度的遗传实验,1916年，EEast报道了烟草花冠长度遗传的实验结果,9,1、早在1760年，Kolreuter首先报导了有关数量性状的杂交结果,烟草： 高（P1） 矮（P2）,F1（介于P1与P2之间）,F2
3、 （高度呈连续变异，P1P2）,与孟德尔的豌豆实验(高株与矮株杂交)有何区别?,10,Kolreuter实验结果曲线（烟草）,Mendel实验结果曲线（豌豆）,11,12,2、Nilson-Ehls的小麦粒色遗传经典遗传实验（1909年）,P 深红粒 白粒 F1 中红（介于双亲之间） F2 15红 ：1白 （1深红：4大红：6中红：4浅红）：1白,13,小麦粒色的遗传,P 深红 ( R1R1R2R2 )白色 ( r1r1r2r2) F1 中红( R1r1R2r2) F2 深红 大红 中红 大红 中红 浅红 中红 浅红 白 R1R1R2R2 R1r1R2R2 r1r1R2R2 R1R1R2r2
4、R1r1R2r2 r1r1R2r2 R1R1r2r2 R1r1r2r2 r1r1r2r2 1/16 2/16 1/16 2/16 4/16 2/16 1/16 2/16 1/16,R与r间无显隐关系,14,15,多对基因控制的表型分布,正态分布,16,P 花冠平均长度（93.3mm） 花冠平均长度（40.5mm） （88103mm） （34-46mm）,F1介于双亲之间（5573mm） ,F2平均值与F1的平均值接近（5292mm） 将F2分三类 短52mm 中等- 长92mm,4、1916年，EEast报道了烟草花冠长度遗传的 实验结果,变异由环境引起,F2比F1的变异范围大,变异不单是由环
5、境影响,也有遗传效应,F3, F3 4367mm 6182mm 6794mm,17,（二）数量性状的特征,18,（三）（微效）多基因假说的要点,当Mendel遗传规律被公认后，1909年，瑞典学者 Nilson-Ehle研究了小麦籽粒颜色的遗传，根据实验结果，他认为孟德尔的结果和Kolreuter的结果有其共同的基础，并提出多基因假说这一理论，后经发展成为数量性状遗传基本理论。,19,（微效）多基因假说：,连续变异的数量性状是受多对（ 2对以上）基因微效基因控制，且多对基因微效基因间彼此独立，共同作用于某一性状； 等位基因间通常无显隐性关系（也有例外）；不能个别辨认，只能按性状的表现一并研究；
6、 各基因的效应是相等的，各基因的作用又是微效的，且具有累加作用。（加性基因） 微效基因对环境敏感，并往往具有多效性（微效基因与修饰基因）。,20,例如：,A1与A2的效应相等，a1与a2效应也相同，1个A的效应是微小的，2个A的效应是1个A的2倍，可累加。 大写表示增效，小写表示减效,21,微效基因与主基因,微效基因：数量性状一向被认为是由多基因控制的，由于基因数量多，每个基因对表型的影响比较微小，通常把这类基因叫微效基因或多基因。 主基因：质量性状遗传一般受少数基因控制的，每个基因作用明显，这些基因叫主基因。,22,（四）数量性状研究的新进展,1963年Thoday认为微效基因也可以个别地识
7、别，并在染色体上定位。 1977年J.L.Jinks认为可有较好的办法估计多基因系统中有效基因的数目。 20世纪80年代以来，发现有些动物的产量性状不仅受微效多基因控制，且受一个/少数个主基因控制。,23,Montgomerry（1994）报道，绵羊6号染色体上的booroola基因与绵羊的产羔数有关。booroola纯合体的母羊的产羔数比不带booroola的母羊多1.1-1.7头，杂合子要多产0.9-1.2。 猪：应急综合征基因（氟烷敏感基因）n，nn的猪易患此病，当其饥饿、咬斗、驱赶时容易发生死亡。具有n的个体在生长速度、瘦肉等数量性状方面具有明显的优势。n位于6号染色体上。,24,三、
8、阈性状及其特性,阈性状 阈性状的分布,25,1、阈性状,是指它们的遗传是由多基因决定的，但它们的表型是非连续性的一类数量性状。 生物的抗病力、单胎哺乳动物的产仔数,26,2、阈性状的分布,X分布：是造成这类性状的某种物质的浓度/发育过程的速度的潜在的连续分布（以X表示）。一般是正态分布，或经过统计学变换后成为正态。 P分布：是表型的间断分布（以P）表示，是可以计数的。,27,表示发生率为20%的一个阈性状的两个分布,28,第二节 数量性状遗传分析的基本方法,数量性状的表型值及其方差的分量 遗传率及其估计方法,29,一、数量性状的表型值及其方差的分量,表现型值：一个多基因系统控制的某数量性状所表
9、现出来的数值称为该性状的表现型值。 P（表现型值）G（基因型值）E（环境值） 基因型值（G）：是指在表现型中由基因型决定的那部分数值。,30,基因型值的度量：,A2A2,A1A2,A1A1,O,d,-,基因型值: A1A1为, A2A2为-, A1A2为d；O点：两纯合体基因型值的算术平均值，即中间值，作为度量和d的原点；,31,d与 的关系,32,基因型的效应可分别表现为：,加性效应（A） 显性效应（D） 上位效应（I）,33,加性累加效应（A）,是指等位基因间和非等位基因间效应的简单相加，而各个基因对某性状的共同效应，也就是每个基因对该性状的单独效应的总和。 无显隐性关系。 又称为”育种值
10、”。,34,显性效应离差（D）,是指同一位点内等位基因间相互作用产生的效应。 例如：A3、a2、则AA6、aa4，那么加性效应和显性效应时Aa分别为多少? 加性：Aa=5，而显性时：Aa=AA=6。,35,上位效应互作离差（I）,是指不同基因位点内非等位基因相互作用产生的效应。,36,P = G + E =（A+D+I）+ E VP =VG + VE VP = VA + VD + VI + VE,37,2、数量性状遗传率/遗传力,遗传率 遗传率的估算,38,1、遗传率,是指亲代传递其遗传特性的能力 表现型值（P）基因型值（G）环境值（E） P=（A+D+I）+E VPVGVE VP（ VAVD
11、VI ）VE,39,2、广义遗传率,广义遗传率（H2） ：指数量性状遗传/基因型方差占表型方差的比例。 2=基因型方差（VG）/表现型方差（VP）= VG /（VGVE） 100,40,3、狭义遗传率,狭义遗传率（ h2 ）：是指遗传变异中属于基因加性作用的变异占总变异的百分数，或指遗传方差中的加性方差（或育种值方差）占表型方差的百分数。 h2 = VA / VP 100,41,二、估计遗传率的方法,大于50：遗传率比较高 5020：中等遗传率 小于20：遗传率比较低,42,2= VG/ VP=（ VF2 VF1 ）/ VF2 100%,例：玉米果穗长度的遗传，估算其广义遗传率2 。,43,玉
12、米穗长度的遗传,P1: 长穗 P2: 短穗,44,玉米穗长度的遗传,45,1)计算平均数,表中第一行数是5cm，即4.505.49cm的归于此组；第二组是6cm，即5.506.49cm 。 短果穗P1的平均数 ：XP1=（X）/n =（54）+（621）+（724）+（88）/57 =6.632 XF1=12.11cm，XF2=12.888cm,46,2) 计算方差、广义遗传率2,V=（X-X）2/（n-1） VF1=2.3cm2，VF2=5.07cm2 2= VG/ VP=（ VF2 VF1 ）/ VF2100% =（5.072-2.307）/5.072100% =54%,47,h2 = V
13、A / VP =2 VF2 （VB1 + VB2 ）/ VF2 100%,例如：小麦抽穗期的遗传分析： VF240.35，VB117.35，VB234.29 h2 =240.35-（17.35+34.29） /40.35100% =72.02%,VB1 和 VB2是回交后代的方差,48,某些数量性状的遗传率,49,第三节 近亲繁殖与杂种优势,近亲繁殖及其遗传学效应 近交系数与血缘系数的定义及其计算 杂种优势,50,一、近亲繁殖及其遗传学效应,近亲繁殖的概念 近亲繁殖的遗传学效应,51,（一）近亲繁殖的概念,近亲繁殖（简称近交）：指有血缘关系的两个个体之间的交配方式。 远缘杂交：指没有亲缘关系的
14、两个基因型不同的个体间的交配方式。,52,近交可分为：,自交、回交（父女或母子）、全同胞、半同胞（同父异母、同母异父的兄妹间）、表兄妹间的交配等。,53,（二）近亲繁殖的遗传效应,自交的遗传效应 回交的遗传效应,54,1、自交的遗传效应,自交：指同一个体中产生的雌雄配子相互结合而产生后代的交配方式。,55,1）杂合体通过自交，使后代基因型迅速趋于纯化,纯合子 杂合子 P Aa F1 1/4AA : 1/2Aa : 1/4aa 1/4AA 1/2（1/4AA 1/4aa 1/4aa 1/2Aa）,0 1,1/2 1/2,3/4 1/4,(1/2)n,1-(1/2)n,56,2对或多于2对杂合基因
15、呢？,设有r 对异质基因，自交n代 则纯合体频率= （1 (1/2)n ） r,57,自交纯合体增加的速度：取决于杂合基因的对数和自交的代数 纯合率X（1-（1/2）n） r 100 杂合体在同一自交世代中：杂合基因越少，纯合率越大；杂合基因越多，纯合率越小。,58,2）杂合体通过自交，使隐性有害性状得以表现发育,自交使得隐性基因纯合，结果使隐性性状表现出来。故自交后代往往会出现生活力下降，体重下降，繁殖力低，抗病力弱和畸形等不良效果。,59,3）杂合体通过自交，可使遗传性状重组和稳定,表现型：Ab AB aB ab,AaBb,AAbb AABB aaBB aabb,60,2、回交的遗传效应,回交：指不同基因型个体杂交后得到的后代与亲本再次交配的方式 AB F1B BC1（回交一代）BC1B BC2（回交二代） 参与回交的亲本（B）轮回亲本 不参与回交的亲本（A）非轮回亲本,61,1）经一次回交，后代基因型中增加轮回亲本的基因组成，逐代减少非轮回亲本的基因成分。,62,回交核基因进程,回交一代,回交二代,A/2+B/2,(A/2+B/2)/2+B/2 =A/4+3B/4,(A/4+3B/4)/2+B/2 =A/8+7B/8,63,n表示回交代数,64,2）使基因型定向地趋于纯合化,回交和自交一样，均能使杂合
