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1、果蝇数量性状遗传实验果蝇数量性状遗传实验倪杰超 （中山大学生命科学学院 11 级基地班 广州 510275） 摘要：摘要：生物中的有些性状，可以用某种尺度来测量，并且可以用数字的形式来描述。这些 性状通常不能用孟德尔的分析方法来分析，而是用数理统计的方法来进行分析。本实验以 黑腹果蝇为实验材料，筛选出腹板刚毛数量较多与数量较小的亲本作为实验材料，检测后 代果蝇腹板上的刚毛数量。实验结果证明在果蝇刚毛数这一性状遗传中，亲本的基因起到 主要作用，同时环境因素也非常重要。证实了数量性状的变异由可遗传的变异和不可遗传 的变异组成。 关键词：关键词：刚毛；数理统计；遗传率引言：引言：生物中的一些性状可以
2、用数字的形式来描述，属于数量性状。Mather 在 1941 年提 出多基因理论，连续变异的数量性状是由一个多基因系统控制的，该系统由很多各具相等 微效且对环境敏感的基因组成，多基因 系统中各个基因仍遵循着孟德尔方式遗传，虽然个 别微效基因的遗传效应不能识别或追踪，但是作为多基因系统整体，其遗传特征是明显的。 另外，微效基因对环境敏感，表型也受到环境因素的影响，因此，数量性状遗传的变异由 遗传变异和非遗传变异组成，对影响数量性状的单个等位基因的分离，以及用普通遗传学 方法去追查各个基因的行为都是困难的，因此，通常不能用孟德尔的分析方法进行分析， 而是用数理统计的方法进行分析。 实验原理：实验原
3、理： 统计遗传学原理 用统计学的方法处理数量性状时，作为基础的模型由下式（1-1）表示 P=G+E（1-1） P 是个体的表型值，G 是基因型值，E 是环境效应值。式中的 E 是随机效应，群体的平 均是零，表型值的平均与基因型值的群体平均是一致的。通常直接观察的是表型值和它的 方差，根据这些数值就可以估算基因型值，假定基因型值与环境效应之间没有相互作用， 那么根据上面的模型可得式（1-2） VP=VG+VC（1-2） 表型方差（VP）是基因型方差（VG）与环境方差（VC）之和 根据前面的假设，表型值与基因型值的慢方差COV(GP)与基因型方差相一致： COV(GP)=COVG(G+E)=COV
4、(GG)+COV(GE)=COV(GG)=VG由此考虑基因型值对表型值的线性回归，其回归系数由下式（1-3）表示：=( )=这个回归系数称为广义遗传率，用 H2表示。从（1-3）可知，这是基因型方差在表型 方差中所占的比例。从而 0H21。如采用某种方法可以知道 H2，那么根据某个体的表型 值就可以由下面的回归式（1-4）估计其基因型值 （G- ）=bGP（P-）=H2（P- ） （1-4） 在式（1-4）中， 、 分别表示基因型值与表型值的群体平均。在这里，必须假定表型值与基因型值是线性关系；但由于等位基因间的显隐性关系，不可能是这样简单。下面 是方便计算，把基因型值分割为二，一为相加效应（
5、A） ，其表型效应与基因数成比例，另 一为显性偏差（D） ，是与相加效应的差数。这样可以将（1-1）与（1-2）表示如下：P=A+D+E VP=VA+VD+VE 这里，相加的遗传方差（VA）对表型方差的比例（VA/VP）称作狭义遗传率，用 h2表示。根据选择实验估计遗传率：对于某群体中的某一性别进行选择时，要选出一定比例的 最高方或最低方个体，把这些入选个体进行繁育，产生下一代的群体，其平均值一般向选 择的方向移动。移动的范围跟亲本群体的相加遗传方差成正比。由此可以估算遗传率，估 计出来的遗传率是狭义遗传率，称为实现遗传率。 实验仪器和试剂：实验仪器和试剂： 仪器与用具：恒温培养箱，显微镜，载
6、玻片，培养瓶，麻醉瓶，白瓷板，尖头镊子，毛笔 试剂：乙醚 实验材料：实验材料： 黑腹果蝇：把两个不同的实验室品系杂交，再把 F1系内近交，利用 F2变异类型丰富的群体。 （实验老师完成） 实验步骤：实验步骤： 1：麻醉雌雄果蝇若干，全班每人分发雌雄果蝇各一只。在体视镜下检测果蝇腹板刚毛数量。 其中，雌性果蝇观察倒数第二、第三块腹板，雄性果蝇观察倒数第一、第二块腹板。将果 蝇装进小指管中，并且贴上标签。 2：统计全班果蝇的刚毛数，并且选出刚毛数最多的雌雄果蝇各五只，刚毛数最少的雌雄果 蝇各五只。 3：把刚毛数最多的十只雌雄果蝇装一管，把刚毛数最少的十只雌雄果蝇装一管。在 25 培养箱中培养两周。
7、 （七天处死亲本） 4：把所有后代果蝇成虫麻醉后观察小刚毛数，统计和估算遗传率。 实验结果：实验结果： 1、实验中各统计数据记录表如下，其中子代高方向选择（H） ，子代低方向选择（L） 。 表 1：数量性状遗传亲本果蝇刚毛数记录表雌性果蝇刚毛数量统计1 号392 号3 号204 号395 号316 号367 号378 号409 号3910 号2811 号3412 号2813 号3714 号3315 号3216 号3017 号3618 号3419 号4020 号4021 号3022 号3123 号2824 号2525 号3426 号3527 号4328 号3629 号3330 号2031 号31
8、32 号3333 号3434 号4235 号3336 号2237 号3338 号3839 号3940 号3041 号42 号3843 号3644 号3245 号3346 号3347 号48 号3549 号3850 号3251 号3452 号3753 号2554 号3355 号3756 号3757 号3758 号3459 号3360 号3461 号3562 号3163 号3764 号4465 号3766 号3467 号3768 号3269 号3770 号3171 号3072 号3573 号3274 号3475 号3176 号3477 号3478 号4379 号4280 号4181 号3582 号
9、3483 号3084 号3185 号3486 号3487 号3488 号4689 号3690 号3591 号2892 号3593 号3194 号2995 号4296 号32雄性果蝇刚毛数量统计座位 1 号272 号3 号344 号275 号256 号287 号288 号329 号2510 号2611 号2812 号2913 号3314 号2315 号3016 号2917 号2618 号2619 号2720 号2821 号3222 号2823 号3424 号3025 号26 号27 号3528 号2529 号2530 号31 号3332 号2833 号3034 号3235 号2636 号2837
10、 号3738 号3739 号3140 号2141 号42 号2943 号3044 号2645 号2646 号3147 号2148 号2249 号3150 号2251 号3052 号2453 号2854 号2755 号3056 号3157 号2758 号2159 号2760 号3361 号2662 号3263 号3964 号3165 号2766 号2767 号3168 号3069 号2970 号71 号2772 号2673 号1474 号675 号2376 号2477 号2778 号2579 号3080 号3681 号2682 号1983 号3484 号3585 号2886 号3087 号278
11、8 号2689 号2890 号2591 号2292 号2693 号2694 号1195 号3596 号30表 2：数量性状遗传子代果蝇刚毛数记录表H 子代雌性果蝇刚毛统计表4140343443213442304038403839433828313238373633393840372434383738283041454243293836393933364142274436342940413944373237423241373539403439354333173333394135384037373636424142453836423335274140383044374241342931363142
12、37352934414043293838H 子代雄性果蝇刚毛统计表33373236312832323044273130283231322927333133242835343330223032362533333539323437432728383630252729262610303219333132354132333228334024303137423127343033313434352733313123242924283129L 子代雌性果蝇刚毛统计表322726404227393727323340363739332832313932323541324236363637382336302934
13、3532363144343434342639372843374237383933334434363132323935382337343131374220293229322528343633282832362724272930273133272337303837353137334336353735412440463735312832353336343634322624372240402524383033342528344132303744373339232935303735363732333130303826283439424334373038303237L 子代雄性果蝇刚毛统计表2926322
14、118232925263215152717203030333128283127262030202433333229342334362723253130312622272532182832203328212630242728242829353634353132293424313133333227313620341827253426292217262225203233311813282729333026261628303120232535242025303540455000.010.020.030.040.050.060.070.080.09图1-2：亲本雌性刚毛数正态分布312323273328
15、33332、亲本雌性刚毛数统计结果从图 1-1、1-2 中可以看出，亲本雌性的刚毛数基本符合正态分布，中轴线位于 34 左右， 即刚毛数为 34 左右的雌性亲本果蝇比较多。表 1-1 亲本雌性刚毛数频数分布表 分组数据频数正态分布比率2020.00096788 21.103700.00188836 22.2073910.00349002 23.3110900.00611011 24.4147800.01013326 25.5184820.01591945 26.6221700.02369113 27.7258700.03339816 28.8295640.04460032 29.9332610
16、.05641991 31.03695130.06760918 32.1406560.07674636 33.2443490.08252563 34.34804150.08406181 35.4517370.08111245 36.5554350.07414044 37.65912100.06419508 38.7628230.05265349 39.8665140.04091019 40.9702130.03011027 42.073940.0209931 43.177620.01386493 44.2812910.00867436 45.3849900.00514086 46.4886810.0028861220 21.103695169 22.207390339 23.311085508 24.414780678 25.518475847 26.622171017 27.725866186 28.829561356 29.933256525 31.036951695 32.140
