第五章遗传力ppt课件

1、第六章第六章遗传力遗传力概念回想概念回想群体与数量遗传学群体与数量遗传学v群体遗传学：群体遗传学：v 研讨群体的遗传构造及其变化规律的研讨群体的遗传构造及其变化规律的遗传学分支学科。运用数学和统计学方法研遗传学分支学科。运用数学和统计学方法研讨群体中基因频率和基因型频率以及影响这讨群体中基因频率和基因型频率以及影响这些频率的选择效应和突变作用，研讨迁移和些频率的选择效应和突变作用，研讨迁移和遗传漂变等与遗传构造的关系，由此讨论进遗传漂变等与遗传构造的关系，由此讨论进化的机制。化的机制。 v 概念回想概念回想群体与数量遗传学群体与数量遗传学v群体遗传学：群体遗传学：v 概念回想概念回想群体与数量

2、遗传学群体与数量遗传学v数量遗传学：数量遗传学：v 用生物统计和数学方法研讨生物群体数用生物统计和数学方法研讨生物群体数量性状遗传根底和规律的遗传学分支学科。量性状遗传根底和规律的遗传学分支学科。v v 主要是用生物统计和数学方法对群体的主要是用生物统计和数学方法对群体的某种数量性状进展随机抽样丈量某种数量性状进展随机抽样丈量,计算出平均计算出平均数、方差等，并在此根底上进展数学分析。数、方差等，并在此根底上进展数学分析。 v 概念回想概念回想群体与数量遗传学群体与数量遗传学v数量遗传学与群体遗传学的交叉：数量遗传学与群体遗传学的交叉：v 群体群体v 数量性状的遗传动态分析中运用了群数量性状的

3、遗传动态分析中运用了群体中基因频率的概念，对于数量性状的多基体中基因频率的概念，对于数量性状的多基因累加效应，运用基因频率的变化来加以解因累加效应，运用基因频率的变化来加以解释，这是数量遗传学中最重要的一条原理。释，这是数量遗传学中最重要的一条原理。v v 基因频率的变化基因频率的变化数量性状的变化数量性状的变化概念回想概念回想数量性状数量性状 概念回想概念回想数量性状数量性状 特点：特点：P171数量性状的变异表现为延续的，杂交后的分别世代不能明确分组。 例如：对虾、鲤鱼等水产动物的体长、繁衍才干、产量高低等性状，后代群体都有广泛的变异类型，杂交后代难以明确分组，只能用度量单位进展丈量，并采

4、用统计学方法加以分析。概念回想概念回想数量性状数量性状 遗传根底：多基因假遗传根底：多基因假说说P178-180概念回想概念回想数量性状数量性状 遗传规律：以鱼的体重为遗传规律：以鱼的体重为例例加性基因作用的原理，解释水产动物数量性状的遗传规律 设有甲、乙两种种类，甲种类的基因型为R1R1R2R2，其体重为4.0g，乙种类的基因型为r1r1r2r2，其体重为2.0g。基因R1和R2对鱼的体重具有累加式的奉献作用，每个基因都可以添加体重0.5g，把这类基因叫做奉献基因。基因r1和r2对体重 都没有奉献作用，把它们叫做中性基因。在没有奉献基因存在的个体中，基因型为r1r1r2r2，叫做根底基因型或

5、剩余基因型。概念回想概念回想数量性状数量性状 遗传规律：以鱼的体重为遗传规律：以鱼的体重为例例加性基因作用的原理，解释水产动物数量性状的遗传规律 设有甲、乙两种种类，甲种类的基因型为R1R1R2R2，其体重为4.0g，乙种类的基因型为r1r1r2r2，其体重为2.0g。基因R1和R2对鱼的体重具有累加式的奉献作用，每个基因都可以添加体重0.5g，把这类基因叫做奉献基因。基因r1和r2对体重 都没有奉献作用，把它们叫做中性基因。在没有奉献基因存在的个体中，基因型为r1r1r2r2，叫做根底基因型或剩余基因型。概念回想概念回想数量性状数量性状 遗传规律：遗传规律：当这两个种类鱼进展杂交时，子一代F

6、1的基因型为R1r1R2r2。由于基因R1和R2的累加作用子一代F1的体重恰好与双亲的平均值相等，为3.0g。子一代F1互交，经过基因的分别和重组，子二代F2各种基因型和表现型的情况。概念回想概念回想数量性状数量性状 遗传规律：遗传规律：v(1)体重受两对基因决议的遗传动态体重受两对基因决议的遗传动态概念回想概念回想数量性状数量性状 遗传规律：遗传规律：亲代P R1R1R2R2 r1r1r2r2 4.0g 2.0g子一代F1 R1r1R2r2() (3.0g)子二代F2 基因型 表现型 1 R1R1R2R2 4.0g 2 R1R1R2r2 3.5g 1 R1R1r2r2 3.0g 2 R1r1

7、R2R2 3.5g 4R1r1R2r2 3.0g 2R1r1r2r2 2.5g 1r1r1R2R2 3.0g 2r1r1R2r2 2.5g 1r1r1r2r2 2.0g概念回想概念回想数量性状数量性状 遗传规律：遗传规律：子二代(F2)中的表型比例: 1 4.0g4 3.5g 平均数=3.0g6 3.0g4 2.5g 全距=2.04.0g1 2.0g根据子二代(F2)的表现型可绘制成一个频数分布图，见右图。鱼体重两对基因的频率分布概念回想概念回想数量性状数量性状 遗传规律：遗传规律：v(2)体重受三对基因决议的遗传动态体重受三对基因决议的遗传动态概念回想概念回想数量性状数量性状 遗传规律：遗传

8、规律：v上面杂交实验都阐明，当基因的作用为上面杂交实验都阐明，当基因的作用为累加时，即每添加一个体重的奉献基因，累加时，即每添加一个体重的奉献基因，体重就添加一些。由于各个基因型所含体重就添加一些。由于各个基因型所含的体重奉献基因数的不同，就构成体重的体重奉献基因数的不同，就构成体重不同的许多中间类型。不同的许多中间类型。概念回想概念回想数量性状数量性状 遗传规律：遗传规律：v上面杂交实验都阐明：上面杂交实验都阐明：假设不思索环境条件的作用，控制某一数量性状的微效基因的数目愈多，子二代表型的等级区别就愈小，其变异范围也就愈大，也就更接近“正态分布。概念回想概念回想数量性状数量性状 遗传规律：遗

9、传规律：v 在进展杂交时，杂种后代往往出现一种超亲遗传的景在进展杂交时，杂种后代往往出现一种超亲遗传的景象。这个景象可用多基因假说予以解释。这就出现比象。这个景象可用多基因假说予以解释。这就出现比原亲本消费性能更高和更低的类型，经过选择，就有原亲本消费性能更高和更低的类型，经过选择，就有能够育成比原来种类或品系消费性能更高的新种能够育成比原来种类或品系消费性能更高的新种类或品系。类或品系。v 例如，两个不同种类一个性成熟早、一个性成熟晚，例如，两个不同种类一个性成熟早、一个性成熟晚，杂种第一代表现为中间型，生育期介于两亲本之间，杂种第一代表现为中间型，生育期介于两亲本之间，但其后代能够出现比早

10、熟亲本更早熟，或比晚熟亲本但其后代能够出现比早熟亲本更早熟，或比晚熟亲本更晚熟的个体，这就是超亲遗传。更晚熟的个体，这就是超亲遗传。概念回想概念回想数量性状数量性状 遗传规律：根括起来有以下遗传规律：根括起来有以下几点：几点：1、数量性状是由数量很多、单个基因的作用很小的微效多基因决议的，微效基因的效应相等并且可加。2、由多基因支配的数量性状的变异的延续的，在一个相当大的群体中构成一个“正态分布。概念回想概念回想数量性状数量性状 遗传规律：根括起来有以下遗传规律：根括起来有以下几点：几点：3、由环境所呵斥的环境偏向可以在群体平均数中相互抵消，所以群体的表型平均数phenctypic mean接

11、近或等于基因型平均数Genotypic mena，因此两个亲本间平均数的差别就可以为是遗传的差别。4、等位基因中通常不存在显隐性效应，在多基因的遗传中相互抵消，所以，子一代F1表型平均数接近双亲平均值。5、子二代F2表型平均数接近子一代F1平均值，由于多基因的分别和重组，子二代F2的变异范围也随之增大。概念回想概念回想数量性状数量性状数量性状遗传研讨的根本统计方法P185-P189数量性状的遗传模型：数量性状的遗传模型：表型值的剖分：P=G+E+IGE (P190)P=A+D+I+E (P192)-基因型值的剖分遗传参数遗传参数v这样，这样，VPVGVEVAVDVIVEv根据此式，只需能估算出

12、环境方差根据此式，只需能估算出环境方差(例如可用例如可用纯系亲本或杂种一代的方差来表示纯系亲本或杂种一代的方差来表示)，就可丈，就可丈量杂种分别世代表型方差中遗传型方差的大量杂种分别世代表型方差中遗传型方差的大小。以此为根底，也可以估算出育种实际上小。以此为根底，也可以估算出育种实际上一系列有指点意义的遗传参数如遗传力、反一系列有指点意义的遗传参数如遗传力、反复力、遗传相关、遗传进度以及选择指数等。复力、遗传相关、遗传进度以及选择指数等。利用这些参数就可以分析和预测数量性状变利用这些参数就可以分析和预测数量性状变异的遗传动态，作为动、植物育种的参考。异的遗传动态，作为动、植物育种的参考。 遗传

13、参数遗传参数v参数参数parameterv反映总体特征的数反映总体特征的数v遗传参数遗传参数 (genetic parameter)v反映总体遗传特征的参数反映总体遗传特征的参数v数量性状的三个最重要的遗传参数：反复力，数量性状的三个最重要的遗传参数：反复力，遗传力，遗传相关遗传力，遗传相关v不可观测，只能用统计学方法进展估计不可观测，只能用统计学方法进展估计 遗传力的定义遗传力的定义v遗传力遗传力heritabilityv表型变异中遗传变异所占的比重表型变异中遗传变异所占的比重P = G + E = A + D + I + Es + Er = A + RRAEIDAEGPVVVVVVVVV遗

14、传力的定义遗传力的定义广义遗传力广义遗传力(heritability in the broad sense)GPPGdVVH2PrGEGEH狭义遗传力狭义遗传力heritability in the narrow senseAPPAdVVh2PrGEARh遗传力遗传力=0.25遗传力的定义遗传力的定义期望的后代平均性能期望的后代平均性能亲本的性能与群体均数的离差亲本的性能与群体均数的离差遗传力的定义遗传力的定义h2 = 0.5h2 = 0.25h2 = 0.10遗传力的估计遗传力的估计v根本原理根本原理v根据亲属之间的相关性估计根据亲属之间的相关性估计 P1A1R1hP2A2R2hrA假定：亲

15、属间不存在非加性效应相关和环境相关假定：亲属间不存在非加性效应相关和环境相关AAPrhhrhr2APrrh 2遗传力的估计遗传力的估计在非近交群体中在非近交群体中亲属关系遗传相关 rAh2亲子1/22rP全同胞1/22rP祖孙1/44rP半同胞1/44rP同卵双生1rP遗传力的估计遗传力的估计v估计方法估计方法v利用亲子资料：利用亲子资料：v子亲回归子亲回归 OPPOPPOOPOPbCOVCOVr2观测值亲代(P)p1p2pn子代(O)o1o2on亲代观测值：单亲观测值或双亲平均值中亲值亲代观测值：单亲观测值或双亲平均值中亲值子代观测值：一个后代观测值或多个后代平均值子代观测值：一个后代观测值

16、或多个后代平均值遗传力的估计遗传力的估计nppnopopbiiiiii22OP子亲回归系数子亲回归系数遗传力估计值遗传力估计值单个亲本：单个亲本：OP22bh OP2bh 中亲：中亲：留意：留意：- 不同亲本之间不能有亲缘关系不同亲本之间不能有亲缘关系 不同亲子对之间不能有系统环境差别不同亲子对之间不能有系统环境差别- 当性别对性状表达有影响时，应采用同一性别的当性别对性状表达有影响时，应采用同一性别的 子亲回归，常用女母回归子亲回归，常用女母回归 公畜内子母回归公畜内子母回归 适用于在不同公畜家系间存在系统环境差别的情形适用于在不同公畜家系间存在系统环境差别的情形遗传力的估计父亲父亲 母亲母

17、亲 后代后代数据资料数据资料S1D11D12O11 O12O1nS2D21D22D2nO21O22O2nD1n遗传力的估计遗传力的估计计算公畜内平方和及乘积和计算公畜内平方和及乘积和母亲平方和：母亲平方和：后代平方和：后代平方和：子母乘积和：子母乘积和：kiinjijnjijSDnDDSSii12112)()(kiinjijnjijSOnOOSSii12112)()(kiinjijnjijnjijijSODnDODOSPiii1111)()(遗传力的估计遗传力的估计公畜内子母回归系数公畜内子母回归系数)()()(SDSODSODSSSPb遗传力估计值遗传力估计值)(22SODbh 遗传力的估计

18、遗传力的估计 利用同胞资料利用同胞资料 - 同胞分析同胞分析 sib analysis 父系半同胞资料父系半同胞资料S1D11D12O11 O12O1nS2D21D22D2nO21O22O2nD1n遗传力的估计遗传力的估计rHS = 半同胞组内相关半同胞组内方差半同胞组间方差半同胞组间方差)(42HSrh半同胞间的相关遗传力的估计遗传力的估计数据构造数据构造公畜半同胞后代观测值x111x12x11nxjx1221x22x22nxjx2k1kx1kxkknxkjx模型模型ijiijesx遗传力的估计遗传力的估计方差分析方差分析变异来源自由度平方和均方期望均方公畜间k 1SSSMSS202SWn公

19、畜内N - kSSWMSW2W总变异N - 1SSTinNNnNkni201122)(11ijijijijiSxNxnSSijijiijijWxnxSS22)(1遗传力的估计遗传力的估计半同胞组内相关系数半同胞组内相关系数WWMS202nMSMSWSSWSWSWSSHSMSnMSMSMSr) 1(0222留意：留意：- 一切亲本间不能有亲缘关系一切亲本间不能有亲缘关系- 不同家系间不能有系统环境差别不同家系间不能有系统环境差别遗传力的估计遗传力的估计 利用半同胞利用半同胞-全同胞混合资料全同胞混合资料 1资料构造资料构造 父亲 母亲 后代观测值 遗传力的估计遗传力的估计3方差分析方差分析变异变异来源来源自由度自由度平方和平方和均方均方期望均方期望均方公畜