遗传与作物育种

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1、遗传与作物育种精品课程课件四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目上篇第五章 数量性状遗传12006年3月 一、第四章的简单总结 二、思考题的检查 1、如果人的身高170cm 叫作“高”，150cm叫作“矮” ，那么151cm、152cm、169cm、 180cm,182cm叫什么？这种性状是相对性状吗？ （回答人员：。） 2、一对夫妇,其中男：170CM，女：150CM，他们的 孩子是170cm还是150cm?为什么？ （回答人员： 。） 3、连锁遗传是对前两大规律的否定吗？为什么？ （回答人员：。）对于第四章 连锁遗传（连锁与交换）规律的检查本章要求掌握 1数量性状的遗传特点。 2数量性状

2、遗传的基本原理。 3遗传力的概念及估算。 4数量性状遗传的应用。 技能部分 1学会用数量遗传原理分析数量性状的遗传规律。 2学会进行数量性状的遗传力的估算。 【实验实习】 广义遗传力的估算。遗传与作物育种精品课程课件目录第一节 数量性状的遗传特征 第二节 数量性状遗传的多基因假说一、多基因假说的实验根据 二、多基因假说的要点四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目三、作业的讲解 。上篇 第五章数量性状遗传数量性状 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件玉米果穗的长短小麦穗子长短谷子穗子的长短大豆植株的高矮第一节 数量性状的遗传特征 数量性状表现的连续性体现在： 第一，每个基因型并

3、不只表达为一个表现型而是影响 一组表现型的表现，其结果模糊了不同基因型所决定 的表现型之间的差异。第二，许多位于不同基因座的等位基因都能使某一种 被观察的表现型发生改变。四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件数量性状具有的重要特征: 数量性状表现的连续性体现在：四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件第一，数量性状是可以度量的。 第二，数量性状的变异表现为连续的，杂 交后的分离世代不能明确分组。 第三，数量性状一般容易受环境条件的影响而 发生变异。这种变异一般是不遗传的 。第四，控制数量性状的遗传基础是多基因系统。 质量性状与数量性状的比较 四川省高等教育人才培养质量

4、和教学改革项目精品课程课件项 目 质量性状 数量性状 性状主要类型 品种特征、外貌特征 生产、生长性状 遗传基础 少数主要基因控制， 遗传关系较简单 微效多基因系统 控制，遗传关系 复杂 变异表现方式 间断型 连续型 考察方式 描 述 度 量 环境影响 不敏感 敏 感 研究水平 家族或系谱 群 体 研究方法 系谱分析、概率论 生物统计 第二节 数量性状遗传的多基因假说瑞典的尼尔逊埃尔(HNilson-Ehle)在对小麦和燕麦中籽粒颜 色的遗传 实验四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件A组 P 红粒白粒 F1 红粒 F2 3/4红粒：1/4白粒 B组 P 红粒白粒 F1 粉红粒

5、F2 15/16红粒：1/16白粒 C组 P 红粒白粒 F1 粉红粒 F2 63/64红粒：1/64白粒 F2的红粒中又呈现出各种程度的差异 在A组中：1/4红粒：2/4中等红：1/4白粒 ；在B组中：1/16深红：4/16次深红：6/16中 等红：4/16淡红：1/16白粒；在C组中：1/64极深红：6/64深红：15/64 次深红：20/64中等红：15/64中淡红： 6/64淡红：1/64白粒。四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件红色深浅程度的差异与所具有的决定红色的基因数目有关， 而与基因的种类无关。 2对基因影响小麦籽粒颜色的遗传四川省高等教育人才培养质量和教学改革项

6、目精品课程课件P R1R1R2R2(红粒) r1r1r2r2（白粒）Fl R1r1R2r2 (红 粒) 自交F2 表现型 类 别 红 色 白色 深红 次深红 中等红 淡红 表现型比例1/16 4/16 6/16 1/16 4/16 R基因数目 4R3R2R1R0R基 因 型 1R1R1R2R2 2R1R1R2r2 2R1r1R2R2 1R1R1r2r2 4R1r1R2r2 l r1r1R2R2 2 R1r1r2r2 2r1r1R2r2 l r1r1r2r2红粒：白粒 15：1 假设含R数目相等的个体表现型一样，得到表现型分配结果为1 ：4：6：4：1，这个分布的各项系数可由杨辉三角形中得到。

7、1 1 1对基因 1 2 11 3 3 1 2对基因 1 4 6 4 11 5 10 10 5 1 3对基因 1 6 15 20 15 6 11 7 21 35 35 21 7 1 4对基因 1 8 28 56 70 56 28 8 11 9 36 84 126 126 84 36 9 1 5对基因 1 10 45 121 210 252 210 121 45 10 1四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件图42 杨辉三角形图(蓝色为各项系数)二、多基因假说的要点1数量性状是许多对微效基因或多基因(polygene)的联合效应所造成。 2多基因中的每一对基因对性状表现型的表现所产

8、生的效应是微小的。 多基因不能予以个别辨认，只能按性状的表现一道研究。 3微效基因的效应是相等而且相加的，故又可称多基因为累加基因。 4微效基因之间往往缺乏显性。有时用大写拉丁字母表示增效，小写字 母表示减效。 5微效基因对环境敏感，因而数量性状的表现容易受环境因素的影响而 发生变化。微效基因的作用常常被整个基因型和环境的影响所遮盖，难 以识别个别基因的作用。 6多基因往往有多效性，多基因一方面对于某一个数量性状起微效基因 的作用，同时在其他性状上可以作为修饰基因(改变其他基因效果的基因 )而起作用，使之成为其他基因表现的遗传背景。 7多基因与主效基因(major gene)一样都处在细胞核的

9、染色体上，并且 具有分离、重组、连锁等性质。四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件在进行植物杂交时，杂种后代往往出现一种超亲遗传 (transgressive inheritance)的现象。这个现象可用多基因假说 予以解释。 例如，两个水稻品种，一个早熟，一个晚熟，杂种第一 代表现为中间型，生育期介于两亲本之间；但其后代可能出 现比早熟亲本更早熟，或比晚熟亲本更晚熟的植株。这就是 超亲遗传。假设某作物的生育期是由三对独立基因决定的， 早熟亲本的基因型为ala1a2a2A3A3，晚熟亲本的基因型为 A1A1A2A2a3a3，则两者杂交的F1基因型为A1a1 A2a2A3a3， 表

10、现型介于两亲之间，比晚熟的亲本早，比早熟的亲本晚。 由于基因的分离和重组，F2群体的基因型在理论上应有27种 。其中基因型为A1A1A2A2A3A3的个体，将比晚熟亲本更晚， 基因型为ala1a2a2a3a3的个体，将比早熟亲本更早。 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种精品课程课件目录第三节 数量性状的遗传率一、遗传率的概念二、广义遗传率的估算方法 三、狭义遗传率的估算方法四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目上篇 第五章数量性状遗传四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件一、遗传率的概念杂种后代性状的形成决定于两方面的因素，一是亲本的 基因型，二

11、是环境条件的影响。所以某性状的表现型是基 因型和环境条件共同作用的结果。某性状的表现型的数值 ，称为表现型值，以P表示；其中由基因型所决定的数值， 称为基因型值，以G表示；环境条件引起的变异，用E表示 。三者之间的数量关系可用公式P=G+E表示。遗传率(heritability)或称遗传力，它是遗传方差在总方差中 所占的比值。它可以作为对杂种后代进行选择的一个指标。 第三节 数量性状的遗传率如果用、表示三者的平均数，那么就可以推算出各个方差的关系。四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件根据统计学知识： 平均数 标准差；方差四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件如果基

12、因型与环境之间没有互作关系，即：则 各项用 n 除之，可得：即：上式中、和分别表示表现型方差(即总方差)、基因型方差(或遗传方差)和环境方差。 表现型方差包括由遗传作用引起的方差和由环境影响引起的 方差，其中遗传方差占表现型方差（总方差）的比值，称为广义 遗传率；通常以百分比表示。 即： 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件基因型方差可以进一步分解为三个组成部分：基因加性方差、显性方差和上位性方差。 基因加性方差是指等位基因间和非等位基因间的累加作用引 起的变异量。显性方差是指等位基因间相互作用引起的变异量， 而上位性方差是指非等位基因间的相互作用引起的变异量，后两 部分的变异

13、量又称为非加性的遗传方差。 基因型方差可以用下列公式表示之：于是表现型方差的公式可进一步写为：基因加性方差占表现型总方差的比值，称为狭义遗 传率。计算狭义遗传率的公式是： 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件二、广义遗传率的估算方法例:已知:F2的标准差S=2.252cm，方差F1的标准差S=1.519cm，方差=2.307cm，代入上式从亲本的表现型方差也可以计算广义遗传率。 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件用亲本品种(或自交系)的表现型方差估计分离世代的环境方差， 估算方法如下: 或 如上例:=0.6666=3.561代入上式，得：用此法求得的和用F1求

14、得的值大致相近。 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件计算的途径有：（1）；（2）（3）；（4）（5）（6）三、狭义遗传率的估算方法(一)利用F2和回交世代估算 设一对基因(A，a)构成的三个基因型AA，Aa及aa，其平均效 应是d，h及-d。 下图中0点为两亲本的中间值，即中亲值(mid-parent value)，是 测量一对基因不同基因组合效应的起点。其值为：狭义遗传率的估算要从基因效应的分析着手。因为Aa这对基因 在F2的分离比例为AA: Aa：aa，平均效应值( )为(d)+ (h)+ (-d)= h。F2的遗传方差可计算如下： 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件表 F2的基因效应及遗传方差的估算 f x fx fx2 AA d d d2 Aa h h h2 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件aa -d - d d2 合计 n=f=1 设，则在这里，是各基因加性效应方差的总和；是各基因显性偏差方差的总和，此外，还应考虑环境影响的方差( 简写作)。 如果基因的作用和环境影响是彼此独立的，则F2群体中各个方差 的组成部分应为：四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件（1） 计算狭义遗传率，还要求出F1分别与