Date1安徽大学生命科学学院质量性状和数量性状质量性状：qualitative traits在生物群体中，个体之间可以明确分类、 表现为不连续变异的性状数量性状：quantitative traits变异呈连续或非连续状态,但界限不清楚,不 易明确分类的性状Date2安徽大学生命科学学院质量性状：完全显性： aa AA、Aa数量性状：140 150 160 170 180 190 (cm)403020100平均值身高遗传隐性 AA、Aa aa不完全显性： aa Aa AADate3安徽大学生命科学学院第十八章 数量性状遗传分析本章重点：1.数量性状的特点和遗传率估算2.杂种优势和近交 难点：遗传率的计算；近交的遗传分析学时数：3学时Date4安徽大学生命科学学院本章主要内容• 数量性状与质量性状、多基因假说 • 分析数量性状的基本统计方法（略讲） • 遗传变异和遗传率 • 遗传率的估算 • 近亲繁殖与近交系数 • 杂种优势Date5安徽大学生命科学学院数量遗传学的产生• 1909年Johannsen发表“纯系学说”：明确 区别基因型和表现型。
• 1918年，费希尔发表了《根据孟德尔遗传 假设的亲属间的相关的研究》，成功地运 用多基因假设分析资料，首次将数量变异 划分了各个分量，开创了数量遗传研究的 思想方法Date6安徽大学生命科学学院纯系学说W.Johannsen将买来的轻重不一的菜豆（自花授粉） 连续自交得到纯系在6年中连续将纯系 中的最重的和最轻的种子分别种下，后 代的种子平均重量不变说明，纯系中选择是无效的纯系的基因型是 一致的，变异（表型的差异）只是环境影响的 结果并不遗传Date7安徽大学生命科学学院数量性状• 连续变异性状 – 例如，猪的日增重、乳牛的产乳量、鸡的产蛋 量、绵羊的产毛量等等，都属于数量性状 • 非连续变异性状（阈性状 ） – 如抗病力• 数量性状多具有重要价值和意义，如农作 物产量、动物产奶量等Date8安徽大学生命科学学院Nilsson-Ehle实验小麦种皮颜色：红色和白色深红R1R1R2R2 × r1r1r2r2 白色R1r1R2r2 中红R1R1R2R2 R1R1R2r2 R1R1r2r2 R1r1r2r2 r1r1r2r2R1r1R2R2 r1r1R2R2 r1r1r2R2 深红 红 中红 淡红 白色 4R 1/16 3R ¼ 2R 3/8 1R ¼ 0R 1/16Date9安徽大学生命科学学院多基因假说multiple-factor hypothesis/ polygene hypothesis★每个数量性状是由许多基因共同作用的结果， 其中每个基因的单独作用较小，与环境影响做 造成的表型差异差不多。
★每个基因都位于染色体上，服从遗传学三大定 律 ★基因微效，加上环境影响，使得性状表现为连 续变异Date10安徽大学生命科学学院如果某一性状由一个 或多个基因决定杂交后的F2变异类型Date11安徽大学生命科学学院数量性状与质量性状的关系数量性状 质量性状 可度量 不可度量 定量 定性 连续变化 不连续变化 受环境影响大 受环境影响小 不符合孟德尔法则 符合孟德尔法则 由多对基因控制 一对基因控制Date12安徽大学生命科学学院数量性状与质量性状的关系§本质：多对基因中的每一对基因符合孟德尔 法则非等位基因间有累加效应 §依据标准：以红白分，为质量性状以颜色深浅分，为数量性状 §多对基因只考虑其中的一对基因时为质量性 状；同时考虑多对基因全部时为数量性状 §某些数量性状不是连续的正态分布阈性状Date13安徽大学生命科学学院阈性状 threshold trait• 多基因决定，表型非连续变化 • 有害基因的产物在体内、在不同个体间其 多少呈正态分布，但只有积累到一定的量 时，才表现出来，如兔唇和精神分裂症。
因此在表型上是不连续的Date14安徽大学生命科学学院阈性状 threshold trait• 易患性liability：指由于遗传因素和环境因 素共同作用决定了个体是否容易患上某种 疾病基因产物连续分布，但只有达到一 定阈值时才容易发病Date15安徽大学生命科学学院数量性状研究的特点• 个别或少数后代提供的信息很少，需要有 比较大的群体甚至多个世代才能获得其遗 传规律的信息 • 不能仅仅按类别分组，需要对个体的性状 进行测量或测重 • 必须利用统计学的方法进行分析Date16安徽大学生命科学学院分析数量性状的基本统计方法Date17安徽大学生命科学学院平均数X又称平均值，某一性状的若干观察值的平均 X= (x1+x2+x3+…+xn )/n=1/n .∑xixi表示个体的测量值，n表示样本数Date18安徽大学生命科学学院方差 S2观察值与平均数之间的偏差的平方和的平均 平均数不能反映变异程度，如3、4、5、6、7和1、 2、3、4、5、6、7、8、9的平均数都是5，但群 体变异幅度不同Date19安徽大学生命科学学院方差 S2当平均数是由观察值计算得到时，为样本方差当平均数是预期值时，为总体方差当n﹥ ﹥ 30时，属于大样本，可以用N代替n-1 Date20安徽大学生命科学学院标准差 S.E又叫标准误，指平均数的方差的平方根。
一个群体的平均数与另外一个群体的平均数不同 ，当数量很大时，每一群体可看成一个样本， 每个样本的平均数之间存在差异，平均数也有 自己的方差平均数的方差等于观察数的方差的1/n 即：Date21安徽大学生命科学学院标准差 S.E标准差 S.E通常用 XS.E 表示某一性状的可能变异程度 Date22安徽大学生命科学学院直线相关与回归• 直线相关（correlation）• 协方差（covariance）• 回归系数（coefficient of regression）度量变量之间的相关程度度量两个相关变量之间的共同变异量一个变量变化时，另一个变量所改 变的程度Date23安徽大学生命科学学院数量性状的表型记述• 实际度量或观察到的具体数值 – 由遗传因素（基因）和环境因素共同决定 – 一个群体内个体之间的差异（变异程度）是由 遗传差异和环境共同引起 • 通常用方差来描述个体之间的变异程度Date24安徽大学生命科学学院遗传变异和遗传率表型性状的变异有内在的遗传原因，也有外 界的环境原因，分别称为遗传变异和环境 变异遗传变异是由基因的分离和互作决定的； 而环境变异是由环境对基因型的作用引起的 。
Date25安徽大学生命科学学院变异的方差表示用方差表示变异的程度 表型变异用表型方差（VP）表示，遗传变 异用遗传方差（VG）表示，环境变异用 环境方差（VE）表示 则： VP= VG + VE • 当G与E相关时VP= VG + VE+2covGEDate26安徽大学生命科学学院遗传方差• 决定遗传差异有多种因素，包括基因的 累加效应、基因的显隐性和基因间相互 作用 • VG=VA+VD+VI – VA为加性方差，表示多基因累加效应带来的 遗传差异，遗传并固定 – VD为显性方差，表示显隐性关系引起的遗传 差异遗传但不固定 – VI 表示基因互作引起的遗传差异遗传但不 固定Date27安徽大学生命科学学院遗传率 heritability又称遗传度、遗传力、遗传决定系数遗传率（h2）就是遗传方差在总的表型方差中 所占的比例或者指亲代将某一性状传递给 子代的能力Date28安徽大学生命科学学院人类遗传率估算---双生子法人类某些疾病或性状的遗传率估算如精神分裂症，25对同卵双生子有20对共同发病，20 对异卵双生子有2对共同发病则遗传率为：h2=（0.8-0.1）/（1-0.1）=0.78Date29安徽大学生命科学学院人类遗传率估算• 通径分析法（血缘）p1p2 A • p1p2表示亲属1和2间某性状的相关系数 • A表示亲属1和2的遗传相关系数，为常数 。
– 亲子间或同胞间为½ – 半同胞间或祖孙间为¼h2=Date30安徽大学生命科学学院人类某些疾病或性状的遗传率性状遗传遗传 率疾病遗传遗传 率 身高0.50唇裂0.76 体重0.78糖尿病0.75 外貌0.81高血压压0.62 智商0.80冠状动动脉硬化 0.65 拼写0.53精神发发育障碍 0.80 数学0.12精神分裂症0.78 历历史0.45Date31安徽大学生命科学学院植物遗传率估算一对基因的情况d表示杂合体的显性偏差：d=0时无显性；d=a时完全显性；0＜d ＜a时不完全显性Date32安徽大学生命科学学院一对基因的情况频频率f 观观察值值 xfxfx2AA¼ a¼ a¼ a2 Aa½ d½ d½ d2aa¼-a- ¼ a¼ a2 合计计1∑x=½ d∑x2=½ a2 +½ d2Aa自交的F2代方差F2代平均值X= ¼ a + ½ d - ¼ a= ½ d遗传方差为∑x2-(∑x)2/n= ½ a2 +½ d2-(½ d)2= ½ a2 + ¼ d2Date33安徽大学生命科学学院多对基因且基因间不连锁、无互作时Date34安徽大学生命科学学院考虑环境影响环境方差VE 亲本都是纯种时，其基因型相同，且其F1代基因 型也相同，其表型变异均来自环境变异。
Date35安徽大学生命科学学院广义遗传率 hB2或H2把加性方差和非加性方差一起算做遗传方 差估算其所占总方差的比例Date36安徽大学生命科学学院狭义遗传率 hN2只计算加性方差占总方差的比例VA不可测，可测的方差为VF2、VB1、VB2 Date37安徽大学生命科学学院VB1回交(Aa×AA)B1代方差 VGB1=fx2-(fx)2= ¼(a-d)2fxfxfx2AA½ a½ a½ a2 Aa½ d½ d½ d2 合计计1∑x=½ (a+d)∑x2=½ a2 +½ d2Date38安徽大学生命科学学院VB2回交(Aa×aa)B2代方差 VGB2=fx2-(fx)2= ¼(a+d)2fxfxfx2Aa½ d½ d½ d2aa½-a- ½ a½ a2 合计计1∑x=½ (d-a)∑x2=½ a2 +½ d2Date39安徽大学生命科学学院VAVGB2=fx2-(fx)2= ¼(a+d)2 VGB1=fx2-(fx)2= ¼(a-d)2 VB1 +VB2= ¼(a-d)2 +¼(a+d)2+2VEDate40安徽大学生命科学学院平均显性程度Date41安徽大学生命科学学院有关遗传率的说明• 遗传率的高低：高遗传率＞ 50%；中遗传率20%-50%；低遗传率＜ 20% • 遗传率是一个统计概念是对某个特定群体而言的，并非单指某个个体。
• 遗传率高的性状，选择较易Date42安徽大学生命科学学院植物的遗传率• 与适应性有关的性状的遗传率低 • 亲本对环境的反应不敏感的性状的遗传率高 • 作物中 – 高遗传率：株高，穗长，蛋白含量，抽穗期等 – 中遗传率：千粒重，穗粒重 – 低遗传率：穗数，株粒数等Date43安徽大学生命科学学院近亲繁殖杂交crossbreeding 近交inbreeding：指有亲缘关系的个体相互交配繁 殖后代按亲缘关系分为自交。