《数量性状的遗传分析课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数量性状的遗传分析课件（94页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第十章 数量性状的遗传分析,遗传性状： 表现型具有不连续的变异 表现型具有连续的变异,第一节 数量性状及其特征,一、数量性状的概念及基本特征 二、数量性状的多基因遗传 三、域性状及其特征,一、数量性状的概念及基本特征 数量性状（quantitative character or quantitative trait,QT） 由许多对微效基因的联合效应造成的一类具有正态分布特性的性状被称为数量性状。 1.连续变异的性状 2.非连续变异的性状 域性状：threshold character or threshold trait,三、域性状及其特征： 域性状一般由两个分布，一个是造成这类性状的某种
2、物质的浓度或发育过程的速度的潜在的连续分布（以X表示）；另一个是表型的间断分布（以P表示）。 在一定的环境条件下，域值标志着患病所必需的最低的相关基因的数目。,阈值性状遗传,多基因遗传病与单基因病比较 先证者同胞发病率低于1/2-1/4,常在110之间。,特征： 1.每个基因型可以影响一组表型的表现； 2.性状受多基因控制； 3.易受到环境因素的影响。 数量遗传学的核心是预测不同表型的个体杂交后将产生怎样的后代。,二、数量性状的多基因遗传 1.实验依据： P 红粒白粒 红粒白粒 F1 红粒 粉红粒 F2 红粒 1/4白粒 15/16红粒 1/16白粒,P 红粒白粒 F1 粉红粒 F2 63/6
3、4红粒 1/64白粒,P 红粒（R1R1R2R2) 白粒(r1r1r2r2) F1 粉红粒（R1r1R2r2） F2基因型及其比例：,多基因假说(ploygene hypothesis)： 1.数量性状由许多对微效基因的联合效应所造成； 2.多基因中的每一对基因对性状表型的表现所产生的效应是微小的； 3.微效基因的效应是相等而且相加； 4.微效基因往往缺乏显性； 5.微效基因易受环境影响；6.多基因往往有多效性； 7.多基因与主效基因（major gene)同样符合遗传规律。,质量性状：表型之间截然不同，具有质的差别，用文字描述的性状称质量性状。如水稻的糯与粳，豌豆的饱满与皱褶等性状。 数量性
4、状：性状之间呈连续变异状态，界限不清楚，不易分类，用数字描述的性状。如作物的产量，奶牛的泌乳量，棉花的纤维长度等。 数量性状的遗传在本质上与孟德尔式的遗传完全一样，只是需用多基因理论来解释。,数量性状与质量性状的关系,数量性状与质量性状由于以下原因有时很难确定： 区分的方法不同；粒小麦的籽粒颜色。 基因的对数不同；植株的高矮。 观察的层次不同；阈值性状，多胎。,研究方法： 研究单位为群体； 采用测量、称重和记数的方法； 利用统计方法计算遗传参数。,基因型相同时变异由环境决定,超亲遗传：后代性状表现超过某一亲本的现象。可用多基因假说解释： 早熟A2A2B2B2C1C1A1A1B1B1C2C2晚熟
5、 A1A2B1B2C1C2 A1A1B1B1C1C1A2A2B2B2C2C2 更晚熟 更早熟,第二节 数量性状遗传分析的统计学基础 一、平均数：表示对该样本观察值集中程度的度量。 X=,x1+x2+x3+ +xn,n,二、方差（variance) 标准差（standard deviation) 用以度量离开平均数的变异程度。 方差=V=,n-1,(Xi-u)2,=S2=,n-1,(Xi-X)2,=,n-1, Xi2-,n, Xi)2,(,标准差=S=,S2,=,V,三、标准误:平均数的方差，能较正确的反映变异的幅度。 S2E,=,S2,n,将上表原始数据进行统计计算得各世代频数、平均值、方差等
6、参数，列于下表。 群体 个体（频数） 平均值 方差 P1 11 8.9 0.691 P2 10 2 0.444 F1 11 4.82 0.564 F2 15 6.53 2.981 B1 11 7 1.600 B2 10 3.3 2.011,第三节 基因数量效应的遗传分析,一、影响数量性状遗传基因数目的分析 1、根据F2代分离出的极端类型数目分析 基因对数 分离基因数 F2代极端类型个体比例 2 1/4 2 4 1/16 3 6 1/64 n 2n (1/4)n,数量性状基因数的估计,4n = F2代个体总/ F2代中极端个体数 例如:获得子二代22016个子代，其中极端子代86 个，计算所涉及
7、的基因数。 4n = 22016/86=256 n=4,2、根据公式估算最低限度的基因对数： 最低限度基因对数n,n=,(xp1-xp2)2,8(S2F2- S2F1),=,(xp1-xp2)2,8(vF2- vF1),例如：玉米穗长杂交实验 Xp1=16.802 S2F1=2.31 xp2= 6.632 S2F2=5.07 n=,(16.802-6.632)2,8(5.07-2.31),=4.85,二、多基因的作用方式： 1、累加作用：每个有效基因的作用按一定数值与尽余值（无效基因的基本值）相加或相减。,例如：玉米穗长的杂交实验，假定玉米穗长由两对独立遗传的基因所控制短穗与长穗玉米的基因型分
8、别为：aabb AABB P aabb(6.6cm) AABB(16.8cm) F1 AaBb(11.7cm) F2 AABB AABb AAbb Aabb aabb AaBB AaBb aaBb aaBB 每个有效基因的效应值=（16.8-6.6）/4=2.55,2、倍加作用： 每个有效基因的作用按一定数值与尽余值相乘或相除。 例：某植株株高表现为倍加作用，其中AABB株高为74,aabb株高为2，若以上述两种植株为亲本，则后代群体中基因型组成及其可能的表型值是多少？,第三节 群体的变异 群体变异 表现型变异 遗传变异 P - 表现型值 G - 基因型值 e - 随机误差 则 P = G+e
9、,通常用方差表示某个性状的变异程度 则 VP=VG+Ve 控制数量性状的基因，具有各种效应： 加性效应，A：基因位点内等位基因的累加效应 显性效应，D：基因位点内等位基因之间的互作效应 对于加性-显性模型 G=A+D 则 P=A+D+e VP=VA+VD+Ve,对于某些性状，不同基因位点的非等位基因之间还可能存在相互作用，即上位性效应 I 则 G=A+D+I P= A+D+I+e VP=VA+VD+VI+Ve 多基因控制的性状一般 均表现数量遗传的特征,4个品种在3个环境中的产量表现,许多数量性状易受宏观环境的影响，即环境效应E, 会存在基因型与环境互作效应，即GE 则 P= G + E +G
10、E+e VP= VG + VE+VGE+Ve 对于加性-显性遗传模型，G=A+D 则 GE=AE+DE P=A+D+E+AE+DE+e VP=VA+VD+VE+VAE+VDE+Ve,对于加性-显性-上位性遗传模型： P=A+D+I+E+AE+DE+IE+e VP=VA+VD+VI+VE+VAE+VDE+VIE+Ve,第四节 遗传变异与遗传率,一、遗传率（heritability): 表示数量性状在亲子间遗传的可能性，可以用遗传方差占总的表型方差的比例，即： h2=VG/VP,=,VG,VG +VE,狭义遗传率：表型方差中含有育种值方差的比例称为狭义遗传率（h2）。 广义遗传率：在表型方差中含有
11、遗传方差的比例定义为遗传决定系数，又称为广义遗传率（H2）,二、估算遗传率的原理与方法： 1.利用基因型一致的不分离群体估算环境方差，计算广义遗传率； 2.利用不同世代杂种群体消除环境方差，显性方差以计算狭义遗传率； 3.利用上下代，亲代-子代的回归或相关系数估算狭义遗传率； 4.利用方差分析法分别估算总方差中各种方差组分，求遗传率。,一对基因A，a，它们的3个基因型的平均效应是：AA，a；Aa，d；aa，-a,AA,Aa,aa,O,a,a,d,AA，Aa，aa性状计量的模式图，O点表示两亲代的中间值，杂合体Aa位于O点的右方，表示A为部分显性。,F2平均值和遗传方差的计算,F2的遗传方差VG
12、=x2-(x)2=1/2 a2+1/4 d2,由定义： 广义遗传率：H2=VG/VP=(VF2-VE)/VF2 =(1/2Va+1/4Vd)/(1/2Va+1/4Vd+VE),由于两亲代为纯合体，基因型相同，表型的变异可看作均来自环境的影响，所以： VE=(1/2) (VP1+VP2)或VE=(1/3) (VP1+VP2+VF1),如果控制同一性状有n对基因：A,a;B,b;N,n 则F2的遗传方差: VG=1/2 aa2+1/2 ab2+1/2 an2 (VA) +1/4 da2+1/4 db2+1/4 dn2 . (VD) 设：VA为加性效应产生的方差 VD为显性效应产生的方差 则表型方差
13、VF2=1/2 Va+1/4 Vd+VE（表型方差可由观察值来计算。）,如果控制同一性状有n对基因：A,a;B,b;N,n 则F2的遗传方差: VG=1/2 aa2+1/2 ab2+1/2 an2 (VA) +1/4 da2+1/4 db2+1/4 dn2 . (VD) 设：VA为加性效应产生的方差 VD为显性效应产生的方差 则表型方差VF2=1/2 Va+1/4 Vd+VE（表型方差可由观察值来计算。）,广义遗传率：h2=VG/VP=(VF2-VE)/VF2,VE=(1/2) (VP1+VP2)或VE=(1/3) (VP1+VP2+VF1) 例题：玉米穗长度 57个 世代 P1 P2 F1
14、F2 S2 0.67 3.56 2.31 5.07 h25.07(0.67 + 3.56 + 2.31 )/3 5.07 57,狭义遗传率：h2=VA/VP=(1/2 Va）/VF2,要求出VA,需用F1个体回交两个亲本： F1(Aa) P1(AA)得B1; F1(Aa) P2(aa)得B2。 B1,B2的表型方差分别计算如下,B1的平均数和遗传方差的计算(AA Aa),B1的遗传方差：VB1= (a2+d2) (a+d)2 =1/4 (a-d)2,B2的平均数和遗传方差的计算Aa aa,B2的遗传方差：VB2= (a2+d2) (d-a)2 =1/4 (a+d)2,1/4 Va = V F2
15、 1/2(VB1 + VB2),由VB1,VB2可分离出加性方差VA,B1,B2遗传方差的平均值： （VGB1+VGB2）=1/4 (a2+d2) （VB1+VB2）= Va+ Vd+VE 而F2的表型方差 VF2= Va+ Vd+VE 由上述二式即可求出VA,进而求出狭义遗传率。,狭义遗传率h2VA /VG+VE 世代 小麦抽穗期 表型方差 P1 13 11.04 P2 27 10.32 F1 18.5 5.24 F2 21.2 40.35 B1 15.6 17.35 B2 23.4 34.29, （VB1+VB2）= VA+ VD+VE (17.35 + 34.29 ) 25.82 VA VF2 （VB1+VB2） 40.35 25.82 = 14.53 VA VA+ VD+VE 2 ( 14
