第九章数量遗传.ppt

第九章数量性状的遗传 主要内容 第一节数量性状遗传的特点第二节数量性状遗传的统计分析第三节遗传变异和遗传率第四节近亲繁殖与杂种优势 一 基本概念 质量性状 呈现不连续变异的性状 表型之间截然不同 具有质的差别 用文字描述的性状称质量性状 数量性状 性状之间呈连续变异状态 界限不清楚 不易分类 用数字描述的性状 阈性状 数量性状在表现型上间断 但实际呈潜在的连续分布 这类性状称为阈性状 二 数量性状的特征 1 变异是连续的2 容易受环境的影响而发生表型改变3 两个基因型纯合的亲本杂交 F1表现双亲的中间类型 但变异范围较小 4 F2表型也介于双亲之间 但变异范围大于F1 5 当双亲不是极端类型时 F2可分离出高于双亲或低于双亲的类型 即表现为超亲遗传 二 数量性状的特征 二 数量性状的特征 早熟a1a1a2a2A3A3 A1A1A2A2a3a3晚熟F1A1a1A2a2A3a3F2群体的基因型有27种 其中基因型为A1A1A2A2A3A3的个体 将比晚熟亲本更晚熟 基因型为a1a1a2a2a3a3的个体 将比早熟亲本更早熟 二 数量性状的特征 1 小麦子粒颜色受两对基因决定的遗传动态 三 数量性状遗传的多基因假说 15 1 2 小麦子粒颜色受三对基因决定的遗传动态 三 数量性状遗传的多基因假说 63 1 三 数量性状遗传 多基因假说 数量性状是许多对基因共同作用的结果每一对基因对性状表型的表现所产生的效应是微效的微效基因的效应是相等 而且相互累加微效基因显性不完全微效基因对环境敏感 多基因控制的数量性状遗传 基因对数估计 1 根据极端表型出现的频率估计例 两个自交系植物杂交 它们的种子重量分别是20厘克和40厘克 杂交得到的F代的种子都是30厘克重 F1 F1杂交产生1000个植株 4株有20厘克重的种子 4株是40厘克 其他植株的种子重量在这两个极端值之间 你说 决定种子重量的基因有多少对 2 估计最低限度的基因对数n D2 8 数量性状和质量性状的区别 数量性状和质量性状的区别 第二节数量性状的统计分析 1 平均数2 方差3 标准误 一 平均数 平均数 是某一性状全部观察数 表现型值 的平均 通过把全部资料中各个观察的数据总和加起来 然后用观察总个数除之 公式如下 二方差 当群体很大 n 1时 标准误 表明平均数的可能变异范围 三标准误 例题 57个玉米穗长度 cm x 5678观察数 个 4212481 平均数 2 方差 积加X2 52x4 62x21 72x24 82x8 2544积加X 5x4 6x21 7x24 8x8 378S2 2544 378 2 57 0 6757 13 标准误 一 表型值 基因型值的构成表型是基因型和环境相互作用的结果P G EP 表型值 Phenotype G 基因型值 Genetype 特定基因型个体性状表现的一定数量 E 环境效应 Environment 指除基因型外环境对个体性状表现的作用 第三节遗传变异和遗传率 基因型值 G A D IA 累加效应 additiveeffect 由基因的相加效应累加的数值 可固定遗传 又称育种值 D 显性效应 dominancedeviation 等位基因在杂合状态时的显性效应所产生的偏差 I 上位效应 epistaticdeviation 由非等位基因之间的互作所产生的偏差 只有1个座位的基因控制的性状 G A D 二 群体方差的理论构成由于 P G E表型方差 遗传方差 环境方差VP VG VE又因 G A D I所以 VG VA VD VI只有1个座位的基因控制的性状VG VA VD 三 遗传率及其估算 1 遗传率的概念 遗传率 在多基因控制的性状遗传中 遗传因素所起作用的程度为遗传率 遗传方差占总方差的比值 2 广义遗传率 基因加性方差占表现型总方差的比值 3 狭义遗传率 4 遗传率的公式和运算 AA aa 2a m为AA和aa的平均值 杂合体Aa和m之间的数量差异为d d a为显性程度 4 1F2遗传方差的计算 VG fx2 fx 2 a2 d2 如果控制同一性状有n对基因 A a B b N n则F2的遗传方差 VG 1 2a12 1 4d12 1 2a22 1 4d22 1 2an2 1 4dn2设 VA a12 a22 an2VD d12 d22 dn2则表型方差VF2 1 2VA 1 4VD VE 表型方差可由观察值来计算 4 2广义遗传率的计算 VP1 VGP1 VE VP2 VGP2 VE VGP1 VGP2 0VP1 VE VP2 VEVF1 VG1 VE VG1 0 VF1 VEVP1 VP2 2VE VP1 VP2 VF1 3VEVE 1 2 VP1 VP2 或VE 1 3 VP1 VP2 VF1 VF2 VG2 VE 4 2广义遗传率的计算 VF1 VE1VE1 VE2 VE2 VE1 VF1 1 2VA 1 4VD 1 2VA 1 4VD VE 4 2广义遗传率的计算 例题 玉米穗长度57个世代P1P2F1F2S20 673 562 315 07h2 5 07 0 67 3 56 2 31 35 07 57 4 2广义遗传率的计算 狭义遗传率 VA VP 1 2VA VF2 要求出VA 需用F1个体回交两个亲本 F1 Aa P1 AA 得B1 F1 Aa P2 aa 得B2 4 3狭义遗传率的计算 B1遗传方差的计算 AA Aa B1的遗传方差 VGB1 a2 d2 a d 2 1 4 a d 2 1 4 a2 2ad d2 B2遗传方差的计算 Aa aa B2的遗传方差 VGB2 a2 d2 d a 2 1 4 a d 2 1 4 a2 2ad d2 由VB1 VB2可分离出加性方差VA B1 B2遗传方差的平均值 1 2 VGB1 VGB2 1 4 a2 d2 如果控制同一性状有n对基因 A a B b N n1 2 VGB1 VGB2 1 4VA 1 4VD回交一代的平均表型方差 1 2 VB1 VB2 1 4VA 1 4VD VE而F2的表型方差VF2 1 2VA 1 4VD VE 1 4VA 狭义遗传率为 VF2 1 2 VB1 VB2 1 4VA而F2的表型方差VF2 1 2VA 1 4VD VEhN2 1 2VA VF2 世代小麦抽穗期表型方差P11311 04P22710 32F118 55 24F221 240 35B115 617 35B223 434 29 例题 VB1 VB2 VA VD VE 17 35 34 29 25 82 VA VF2 VB1 VB2 40 35 25 82 14 53 VA VA VD VE 2X 14 53 40 35 72 5 遗传率的意义及性质 1 指导人工育种 50 高 20 50 中 20 低 2 遗传力是一个统计学概念 是针对群体 而不是用于个体 3 遗传力是针对特定群体在特定环境下而言 如发生遗传变异或环境改变其遗传力也将发生改变 人类的数量性状的遗传力 第四节近亲繁殖与杂种优势 一 近亲繁殖与近交系数二 杂种优势的遗传理论 1交配方式 杂交 hybridization 个体间交配产生后代的过程 异交 outbreeding 亲缘关系较远个体间随机交配 近交 inbreeding 亲缘关系相近个体间杂交 亦称近亲交配 自交 selfing 植物的自花授粉 self fertilization 雌雄配子来源于同一植株或同一花朵 是近亲交配中最极端方式 回交 backcross 杂种与其亲本之一的再次交配 2近亲繁殖类别 按亲缘远近的程度分为 全同胞 full sib 同父母的后代 半同胞 half sib 同父或同母的后代 亲表兄妹 first cousins 前一代的后代 近亲系数 F 一个个体从其某一祖先得到一对纯合的 且遗传上等同的基因的概率 近交系数 F 可以从0 1 3近交系数 inbreedingcoefficient 自交的近交系数F 连续自交r代 其后代群体中杂合体将逐代减少为 1 2 r 纯合体将逐代增加到1 1 2 r 通过自交r 代 纯合体 100 a1a2 近交系数的计算 利用家系图 B2 P1 B1B2 P2 B1 近交系数计算举例 F 2 1 2 5 1 16 各种近交所生后代的近交系数 X B A E C D H G I B E C AB E D AB E G D AB E H I G D A 1 2 4 1 1 8 1 2 4 1 1 8 1 2 5 1 2 7 FX 23 128 二杂种优势的遗传理论 1 杂种优势概念指杂种一代在生长势 生活力 繁殖力 抗逆性 产量和品质上比双亲优越的现象 2 影响杂种优势大小的因素 1 用于杂交的双亲性状差异越大 性状越互补 优势越大 2 双亲基因型越纯合 后代优势越大 二杂种优势的遗传理论 1 杂种优势不是某一 二个性状单独的表现突出 而是许多性状综合的表现突出 2 优势大小 决定于双亲性状的相对差异和补充 3 优势大小与双亲基因型的高度纯合有关 4 优势大小与环境条件的作用关系密切 5 F1有优势 F2则表现为衰退 3杂种优势的特点 4显性假说 Dominancehypothesis 显性假说内容 认为杂种优势是一种由于双亲的显性基因全部聚集在F1引起的互补作用 P1多节而节短 P2少节而节长 F1多节而节长 7 8英尺集中双亲显性基因 表现杂种优势 认为双亲基因型异质结合所引起基因间互作 杂种优势 等位基因间无显隐性关系 但杂合基因间的互作 纯合基因 设 a1a1纯合等位基因能支配一种代谢功能 生长量为10个单位 a2a2纯合等位基因能支配另一种代谢功能 生长量为4个单位 a1a2杂合等位基因则能支配两种代谢功能 生长量 10个单位 则a1a2 a1a1 a2a2说明异质等位基因的作用优于同质等位基因 可以解释杂种远远优于最好亲本的现象 称为超显性假说 5超显性假说 超显性假说的论证 某些植物的花色遗传粉红色 白色 F1红色F21 2 1淡红色 蓝色 F1紫色 许多生化遗传学证据Pa1a1 a2a2各抗一个生理小种 F1a1a2能抗两个生理小种 显性假说与超显性假说的比较 共同