《第六篇数量性状的遗传分析及遗传学中的数学计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第六篇数量性状的遗传分析及遗传学中的数学计算（81页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2018/9/1,1,第六篇 数量性状的遗传分析及遗传学中的数学计算,2018/9/1,2,教学内容： 遗传学中的一般计算、数量性状的特征、数量性状的基本分析方法、数量性状分析的遗传模型、遗传力、数量性状的基因定位、遗传相关。 教学要求：明确概念、公式及算法，见教材P246268。 了解遗传学中一般计算的方法，了解数量性状的特征、数量性状的基本分析方法、数量性状分析的遗传模型、数量性状的基因定位、遗传相关。 理解遗传力内涵。,2018/9/1,3,第一节 遗传学中的一般计算,2018/9/1,4,概率(probability)：在一个反复实验中，预期事件出现次数的比例。 概率的公式为：,P(A
2、)：A事件发生的概率。 n：群体中的个体数或测验次数。 nA：A事件在群体中出现的次数。,遗传学数据的统计处理,2018/9/1,5,概率规则,相乘定律：两个(或两个以上)独立事件(independent events)同时出现的概率是其各自概率的乘积，即：P(AB)=P(A)P(B)。 相加定律：两个互斥事件(matually exclusive events)，出现一个事件或另一个事件的概率是两个各别事件的概率之和，即：P(A或B)=P(A)+P(B)。,组合事件(combining probability rule)：复杂事件中同时包含相乘定律和相加定律。如P=1/21/2+1/21/2
3、=1/2。 条件概率(conditional probability)：若事件与早先出现过的事件有列联关系，则在条件下的概率称为条件概率，记为P(B/A)P(AB)/P(A)。,2018/9/1,6,人类白化病遗传中事件A、A、B 和 B频数表(AaAa),表型正常的孩子中杂合体的概率? P(B|A) = P(AB)/P(A) P(A) = 3/4；P(B) = 1/2；P(AB) = 1/2 P(B|A) = P(AB)/P(A) = (1/2)/(3/4) = 2/3,杂合体中表型正常的概率？ P(A|B) = P(AB)/P(B) = (1/2)/(1/2) = 1,2018/9/1,7
4、,概率的计算和应用,遗传比例的计算： 棋盘法(Punnett square)：两对以上相对基因时烦琐。 分枝法(branching process)：比较适合两对以上相对基因，但基因数仍不能过多。,2018/9/1,8,棋盘法,2018/9/1,9,分枝法,AaBbcc aaBbCC,表型比： CCcc Aaaa BbBb ,1C,1a,基因型比： CCcc Aaaa BbBb ,1Cc,1aa,2018/9/1,10,利用概率计算,AABbccDDEe AaBbCCddEe,P AAAa BbBb ccCC DDdd EeEe ,要求基因型 AA BB Cc Dd ee ,概率P = 1/2
5、 1/4 1 1 1/4 = 1/32,要求表型 A B C D e ,概率P = 1 3/4 1 1 1/4= 3/16,2018/9/1,11,二项分布和二项式展开法,对称分布：,人类性别的遗传。,2018/9/1,12,二项分布和二项式展开法,不对称分布：,人类白化病遗传(AaAa)。,2018/9/1,13,计算单项概率,二项分布概率密度函数公式：Cmn m!/n!(m-n)! n!/x!(n-x)!pxqn-x,人类白化病遗传(AaAa)。,2018/9/1,14,杨辉三角,1 1 1,1 代数,1 2 1 2,1 3 3 1 3,1 4 6 4 1 4,1 5 10 10 5 1
6、5,1 6 15 20 15 6 1 6,2018/9/1,15,好适度的测验(goodness of fit),好适度(适合度)：实际数和理论数的符合程度。 点估计：存在一些缺点。 单项的概率很小。 样本越大，单项概率越小。 段估计：计算实得比数的概率和比实得比数偏差更大的比数概率的总和。,2018/9/1,16,P 抗性(Ss), 敏感(ss),实验结果： 14株 6株,抗性(Ss) 敏感(ss),问：实得比数是否符合理论比11？,n!/x!(n-x)!pxqn-x,(20!/14!6!)(1/2)14(1/2)6 = 0.037,2018/9/1,17,2018/9/1,18,统计标准,
7、P0.05：结果与理论数差异不显著，符合理论值。 P0.05：结果与理论数差异显著，不符合理论值。 P0.01：结果与理论数差异极显著，非常不符合理论值。,2018/9/1,19,2(Chi square method)检验,2=(d2/e) e：为预期值。 d：观察值和预期值之差。 2测验应用于大样本。 预期数不得小于5。 所取数值不用百分比表示。,2018/9/1,20,2的计算抗性(Ss) 敏感(ss),2018/9/1,21,查卡方表(表4-6，P78)。 自由度N = 21 = 1 当2=10，P0.01，有极显著差异，结果不符合理论比。 当2=2，0.05P0.30，无显著差异，结
8、果符合理论比。,2018/9/1,22,-5和-6结婚，生患儿的概率？ 为什么近亲结婚出现遗传病的概率高？(例先天聋哑),2018/9/1,23,-1、-2有3个已经出生的小孩：-1、-3、-5，其中-1是患者(aa)，说明父母是携带者(Aa)。AaAa 1AA2Aa1aa。已知女儿是aa，所以-3、-5是杂合体的概率为2/3。 -5和-6携带a基因的概率各为2/31/2=1/3。因为aa才是先天聋哑，而AaAa1/4aa，所以-5和-6结婚，生患儿的概率为1/31/31/4=1/36。,2018/9/1,24,第二节 数量性状的特征,2018/9/1,25,质量性状：个体间能明确分组且可定性
9、描述的性状。具有不连续变异的特点。 数量性状：个体间表型为连续变异，难以明确分组，需要用度量等方式描述的性状。,2018/9/1,26,基本特点： 个体间表现差异以度量单位表示，个体间变异呈连续性，通常用统计方法加以描述和分析。 个体表现易受环境影响，相同基因型个体表型可能不同。 遗传基础： 多基因控制：在尼尔逊-爱尔(Nilsson-Ehle, 1908)对小麦种皮颜色遗传研究基础上提出多基因假说(polygene hypothesis)。,2018/9/1,27,小麦皮色的遗传,深红 大红 中红 大红 中红 浅红 中红 浅红 白色 RRCC RrCC rrCC RRCc RrCc rrCc
10、 RRcc Rrcc rrcc1 2 1 2 4 2 1 2 1有色 无色15 1,2018/9/1,28,Nilsson-Ehle小麦种皮颜色实验中3对加性基因组成的7种表型及其频率,2018/9/1,29,East EM(1913年)对烟草花冠长度遗传研究表明该性状为数量遗传。,2018/9/1,30,菜豆籽粒颜色和粒重遗传： PP(紫色)pp(白色)Pp(紫色)自交，F2。,2018/9/1,31,玉米穗长遗传：,2018/9/1,32,数量性状与质量性状间的关系： 区分方法不同：如小麦籽粒颜色遗传中，观察有无颜色时为质量性状，但有颜色性状又可区分成许多类型，为数量性状。 杂交亲本间相差
11、基因对数不同：多基因控制的性状，如果亲本间有多个基因的差别，后代表现为数量遗传，但是亲本只有1对基因的差别时则表现为质量遗传。 观察层次不同：数量性状连续分布、由多基因控制，性状变化达到某一阈值时，成为非此即彼的质量性状。,2018/9/1,33,有些多基因控制的性状外观上表现为质量性状，但其基本物质或原因物质可能是连续分布的，接近正态分布。,2018/9/1,34,数量性状和质量性状的区别,数量性状特征： 可度量性及连续性： 环境影响：较大。 遗传基础：多基因控制。,2018/9/1,35,多基因控制的数量遗传中，等位基因数目和基因型、表型数及分离比的关系：,2018/9/1,36,数量性状
12、的多基因假说,决定基因是一系列贡献等位基因和非贡献等位基因，其作用微小，符合Mendel规律，各基因通常是不连锁的。 各贡献基因对某性状的作用是等效的(也可能存在作用较大的主基因)，并且其作用是可以积加的(亦存在显性效应、上位效应等)。 基因间通常不存在显隐性关系，F1为两亲本的中间型，F2呈连续变异。 基因的作用受环境影响较大。,2018/9/1,37,第三节 数量性状的基本分析方法,2018/9/1,38,变数(变量)：群体中某一性状的观察值。 次数分布：即变数的次数分布。由不同组区间内变量出现次数组成的分布。以图表示次数分布即次数分布图。 频率分布：变量出现次数除样本容量为该变量的频率，
13、变量的频率所构成的分布即为频率分布。 变量分布的特点： 集中性：以平均数(算数平均数)为参数。,2018/9/1,39,离散性：以方差或标准差为参数。 方差(variance)：变量与平均数离差的平方和。 标准差(standard deviationg)：方差的平方根。 总体方差(2)：变量与平均数间偏差的平均平方和。通常以样品方差(s2)估计。,相关系数(correlation coefficient)：是度量两组变量协同变化程度的统计量。,2018/9/1,40,协方差(covariance)：两组变量协同变化程度或上下代间的依存关系。标准化的协方差即为相关系数。,回归系数：反映遗传分析中
14、子代与亲代间的依存关系。 简单的直线回归系数(byx)：反映的是以x为自变量，y随着x的一个单位增加(减少)所改变的单位数。,2018/9/1,41,East烟草花冠长度实验数据统计：,2018/9/1,42,基因型与表型分布：多对基因控制同一性状为例。 质量性状：受一对或少数几对基因控制，基因型与表型对应关系明显，但是如果受环境影响较大，则性状表现近似于连续分布。 数量性状：多对基因控制，不同基因型间表型差异减小，加之环境因素作用使其表型为正态分布。 特殊的数量性状：多基因控制，但性状表现为非连续性分布。如动物和人类的患病与健康相关性状遗传，其表现存在一个阈值，以此为界限表现为健康或患病。,
