遗传学---第六章 数量遗传.ppt

第一节 数量性状的遗传 质量性状和数量性状 质量性状（qualitative character）：相对性状间的差异明显，表现为不连续变异的性状。 数量性状（quantitative character）：相对性状间的差异不明显，表现为连续变异的性状。,第七章 数量性状的遗传,1.数量性状的变异表现为连续性，杂交后代难以明确分组。 2.数量性状一般容易受环境条件的影响而发生变异，这种变异是不遗传的。,一、数量性状遗传的特征,二、数量性状的多基因假说,1909年，Nilsson-Ehle提出，主要内容： 1.数量性状是由多基因控制的； 2.每对基因对表型的作用是微效的，且作用相等并呈累加作用； 3.微效基因之间缺乏显隐性关系； 4.微效基因易受环境条件影响； 5.多基因的遗传符合孟德尔定律。,小麦： 红色子粒品种白粒子粒品种 F1 F2： 红色子粒 白色子粒 15 1 63 1,子粒颜色受两对重叠基因决定,子粒颜色受三对重叠基因决定,1.数量性状表现连续分布，质量性状表现不连续分布。 2.控制数量性状或质量性状的基因数目不同。控制质量性状的是单对基因，控制数量性状的是多对基因。 3.数量性状或质量性状的区分不是绝对的。 区分性状的方法不同 用于杂交的亲本间相差基因对数的不同 观察层次的不同,三、数量性状与质量性状的关系,四、数量性状与选择 Johannsen的菜豆纯系选择实验表明：纯系内选择无效,第二节 数量性状遗传分析的统计学方法,一、平均数(mean) 某一性状全部观察数的平均。,二、方差(variance) 反映个体测量值与平均值的偏差程度，用来测量变异的程度。,也用V来表示： VS2 当平均数是由理论假定时，分母用n。,三、标准误 方差开方，使变异范围的单位和个体量度范围相同。,标准误（standard error） 标准差（standard deviation, SD）,第三节 遗传力的估算及应用,遗传力：指亲代传递其遗传特性的能力，用遗传率表示，指遗传变异占总变异的百分数。 遗传力0，表示变异完全由环境引起。 遗传力1，表示变异完全由遗传因素决定。 广义遗传力：遗传变异占表型总变异的百分数。 狭义遗传力：遗传变异中基因加性作用的变异占表型总变量的百分数。,广义遗传力：遗传方差占总方差(表型方差) 的百分比。,一、广义遗传力的计算,表型值(P)=基因型值(G)+环境作用值(E) VP VG VE 对P1、P2和F1来说， 遗传方差 VG 0 VP VE VP1 VE VP2 VE VF1 VE,VE 1/2( VP1 VP2 ) 或VE 1/3 ( VP1 VP2 VF1 ),VF2 VG+ VE VG VF2 - VE VF2 - VF1 VF2 - 1/2( VP1 VP2 ),狭义遗传力：指遗传方差中可固定遗传的加性方差占总方差(表型方差) 的百分比。 表型方差遗传方差环境方差 加性方差(能固定的可遗传部分) 遗传方差 显性方差(不能固定的可遗传部分) 表型方差加性方差显性方差环境方差 VP VA VD VE,二、狭义遗传力的计算,1.一对基因的遗传模式,以A，a为例，可构成三种基因型：AA，Aa，aa 设它们的效应值分别为 AA：a；Aa：d；aa：- a,o: 两亲本的中间值(平均值) d: Aa离开两亲中点的显性偏差。 d=0，无显性 d=a(或-a)，显性完全 0da (或-ad0) ，部分显性,例：两个纯合玉米亲本，一个为长果穗(AA)，平均长度为20cm，一个为短果穗(aa)，平均长度为10cm，杂种一代(Aa)果穗的平均长度为17cm。 求：两亲本的中间值和三种基因型的效应值。 效应值基因型值中间值,2.各世代基因型平均效应值的估算,F1代平均效应值：d F2代平均效应值：1/2d F1与AA的回交子代B1的平均效应值：1/2(a+d) F1与aa的回交子代B2的平均效应值：1/2(d-a),F2的遗传方差 VG(F2)=1/2a2 + 1/4d2 多对基因遗传，基因不连锁，也无非等位基因间的相互作用，那么F2的遗传方差为 VG(F2)= 1/2(a12 + a22 + a32 + an2) + 1/4 (d12 + d22 + d32 + dn2) = 1/2a2 + 1/4d2 设a2 = A ， d2 = D 则VG(F2)= 1/2 A + 1/4 D F2的表型方差 VP(F2)= 1/2 A + 1/4 D + VE -,3.各世代方差组成部分的分析,回交世代方差的估算,B1的遗传方差VG(B1)= 1/4(a-d)2 B2的遗传方差VG(B2)= 1/4(a+d)2 VG(B1+B2) = 1/4(a-d)2 +1/4(a+d)2 = 1/2 a2 + 1/2 d2 = 1/2 A+ 1/2 D 二者的表型方差之和为 VP(B1+B2) = 1/2 A+ 1/2 D + 2 VE -,由公式得,2得,1/2 A= 2VP(F2) - VP(B1+B2),三、遗传力的应用,指导育种：遗传力高说明这一性状受遗传因素影响大，人工选择的效率较高；反之，人工选择效率低。 用于人类数量性状分析,一、近亲繁殖及其遗传效应 1、概念 近亲繁殖：也称近亲交配，或简称近交，是指血统或亲缘关系相近的两个个体间的交配。 根据亲缘远近的程度一般可分为： 全同胞、半同胞和表兄妹之间的交配 回交、自交,第四节 近亲繁殖和杂种优势,2.近交遗传效应的表示方法 近交系数(F)：一个个体从它的某一祖先那里得到一对纯合的、等同的，即在遗传上是完全等同的基因的概率。 近交系数的计算,3.近亲繁殖的遗传效应 (1)自交的遗传效应 杂合体通过自交可以导致后代基因的分离，将使后代群体中的遗传组成迅速趋于纯合化。 杂合体通过自交能够导致等位纯合，使隐性性状得以表现出来。 通过自交能够导致遗传性状的稳定，使同一群体内出现多个不同组合的纯合基因型，对于品种的保纯和物种的相对稳定具有重要意义。,一对杂合基因（Aa）连续自交的后代基因型比例的变化 世代 自交 基因型的比数 杂合体（Aa） 纯合体（AA+aa） 代数 比数 % 比数 % F1 0 Aa 100 0 F2 1 1AA 2Aa 1aa 2/4 1/21=50 2/4 1-1/21=50 F3 2 4AA 2AA 4Aa 2aa 4aa 4/16 1/22=25 12/16 1-1/22=75 Fn+1 n 1/2n 0 1-1/2n 100,假设各对基因是独立遗传的，并且各种基因型后代的繁殖能力相同，纯合子在自交后代所占的百分比为 n为分离世代（第一分离世代是F2） r是杂合子中等位基因的对数,(2) 回交的遗传效应 回交：杂交后代与两个亲本之一再次交配。 其中第一次回交的后代称为回交一代BC1 回交一代再回交，称为回交二代BC2 回交n-1代再回交，称为回交n代BCn 轮回亲本：被用来与F1连续回交的亲本。 非轮回亲本：未被用来连续回交的亲本。,(2)回交的遗传效应 基因代换：多次连续回交后，回交后代的基因型将基本上回复为轮回亲本的基因型。 定向纯合：回交后代基因的纯合是定向的，即趋向于回交亲本。,二、杂种优势的概念及表现 1.杂种优势：是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种第一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质上比其双亲优越的现象。 2.F2的衰退表现：由于F2出现性状的分离和重组，与F1相比，生长势、生产力、抗逆性和产量等方面都显著地表现下降，即出现所谓的衰退现象。,1.显性假说 提出：最早是1910年由Bruce（布鲁斯）等人提出，后经补充和修改完善。 主要观点：认为杂种优势是由于双亲的显性基因全部集中在杂种中引起的，由于一个亲本的显性有利基因有可能掩盖住另一亲本的不利基因，使杂种表现出超出双亲的生长优势。 缺点：只考虑到等位基因的显性作用，没有指出非等位基因的相互作用，更没有考虑到杂种优势的性状大多是数量性状，是受