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第四章数量性状的遗传 第一节数量性状的特征及其原理 一 质量性状与数量性状的概念1 质量性状表现不连续性变异的性状叫质量性状 如花色 豌豆的形状 玉米的糯性与非糯2 数量性状表现连续变异的性状叫数量性状 身高 体重 产量 成熟期等 二 数量性状的特征 第一 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 例如 水稻 小麦 玉米等植株的高矮 生育期的长短 产量高低等性状 不同品种间杂交的F2 F3后代群体都有广泛的变异类型 不能明确地划分为不同的组 统计每组的个体数 求出分离比例 表1玉米穗长的平均数与标准差 F2群体既有由于基因分离所造成的基因型差异 又有由于环境影响所造成的同一基因型的表现型差异 所以 F2的连续分布比亲本和F1都更广泛 第二 数量性状对环境反应敏感 第三 数量性状普遍存在基因型与环境的互作 三 数量性状遗传的基本原理 数量性状的多基因假说1908年瑞典的尼尔逊 埃尔 Nilson Ehle 提出多基因假说对数量性状的遗传进行了解释 1 决定数量性状的基因数目很多 2 各基因的效应相等 3 各个等位基因的表现为不完全显性或无显性 或表现为增效和减效作用 4 各基因的作用是累加的 5 数量性状遗传方式仍服从孟德尔遗传规律 练习 1 假定有两对等位基因Aa Bb 以相加的方式决定植株的高度 纯合体AABB高50cm 纯合体aabb高30cm 问 1 这两个纯合体杂交 F1的高度是多少 2 F1自交后 F2中什么样的基因型表现40cm的高度 3 这些40cm高的植株F2中占多少比例 2 用平均6kg和平均4kg的西瓜品种杂交 如果F1平均重5kg F2中又出现了8kg重的与2kg重的西瓜 大约各占1 64 试问 1 该性状受几对基因支配 2 双亲和F1的基因型各是怎样的 3 F2群体中与亲本和F1相同重量的比率各是多少 第二节数量性状研究方法与遗传力 一 数量性状研究的基本统计方法 一 平均数 二 方差 S2或V 与标准差 方差 S2 标准差 玉米果穗长度杂交试验 二 群体的变异 生物群体变异包括表现型变异和遗传变异 P 表现型值G 基因型值E 随机误差则P G E 通常用方差表示某个性状的变异程度 所以各种变异可用方差来表示 表型变异用表型方差VP遗传变异 基因型变异 用遗传方差VG表示 环境变异用环境方差Ve表示三者的关系用公式表示为VP VG VE遗传方差又可分解为三项 加性效应方差 VA显性效应方差 VD上位性效应方差 VI即 VG VA VD VI其中加性效应方差 VA是能够固定遗传的方差 三 遗传力的估算 对数量性状的方差估算和分析是是数量性状分析的基础 运用统计分析的方法 研究生物体所表现的变异 表现型 的原因 是遗传原因还是环境原因 遗传力 是指亲代将其遗传特性传递给子代的能力 遗传力分为广义遗传力和狭义遗传力两种1 广义遗传力遗传方差占总方差中所占的比例 记为h2B 用公式表示 也就是表型值受基因型值决定的程度 也叫做遗传决定系数 或遗传率 用来衡量基因型值在表现型值中的相对重要性 广义遗传力概念解决了生物学界争论多年的问题 即性状的表现 究竟是遗传的作用还是环境的作用 遗传力用百分数表示 如果环境方差小 遗传力就高 表示表现型变异大都可以遗传 环境方差大 遗传力就小 表型变异大都是不遗传的 2 狭义遗传力 把遗传方差中加性方差占表现型方差的比例称为狭义遗传力 记为用以下公式表示 一 遗传力的估算 1 广义遗传力的估算利用两个纯合亲本P1 P2进行杂交获得F1代 然后自交获得F2代 根据观察的资料就可以估算广义遗传力 利用基因型纯合的亲本或基因型一致的杂合群体 F1 估计环境方差 然后 从总方差中减去环境方差 即得基因型方差 VF2 VG VE VG VF2 VEVE VF1 1 2 VP1 VP2 1 3 VP1 VP2 VF1 例题 玉米穗长资料计算广义遗传力 玉米穗长试验 从表中计算得F2的方差F2 5 072 VF1 2 037 VP1 0 666 VP2 3 561代入公式得到 h2B VG VF2 100 VF2 VF1 VF2 100 5 072 2 307 5 072 100 54 二 狭义遗传力的估算 狭义遗传力主要利用回交群体估算 方法是 利用两个纯合亲本杂交获得F1代 然后再和两个亲本分别回交 得到两个回交群体B1 B2 再计算出回交群体B1 B2的方差 就可以利用下面的公式计算狭义遗传力了 例题 根据实验测出小麦各世代的抽穗期 开花时间 的表现型方差和平均值如下 解 已知VF2 40 35 VB1 17 35VB2 34 29 根据公式计算得到狭义遗传力 72 三 遗传力在育种上的应用 遗传力可作为杂种后代性状选择指标的指标 其高低反映 性状传递给子代的能力 选择结果的可靠性 育种选择的效率 通常认为遗传力 50 高 20 50 中 20 低 1 不易受环境影响的性状的遗传力比较高 易受环境影响的性状则较低 2 变异 系数 小的性状的遗传力高 变异 系数 大的则较低 3 质量性状一般比数量性状有较高的遗传率 4 性状差距大的两个亲本的杂种后代 一般表现较高的遗传力 5 遗传力并不是一个固定数值 对自花授粉植物来说 它因杂种世代推移而有逐渐升高的趋势 几种主要作物遗传率的估算资料 表人类一些性状的遗传力 遗传力的意义及性质指导人工育种 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 遗传力是一个统计学概念 是对群体而言的 如人的身高遗传率0 5并不表示某个人的身高1 2由遗传因素决定 1