遗传学第4章数量遗传遗传课件

1、第4章 数量性状遗传1主要内容第一节 数量性状遗传分析第二节 数量性状的基本统计方法第三节 遗传率的估算第四节 近亲繁殖第五节 杂种优势2一、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（p99）：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。3二、 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。

2、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4二、数量性状的特征5二、数量性状的特征6早熟a1a1a2a2A3A3 A1A1A2A2a3a3 晚熟 F1 A1a1A2a2A3a3 F2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7(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15：18(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63：19三、数量性状遗传多基因假说数量性状是许多对基因共同作

3、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10杂合等位基因数目分离的等位基因数目F2中极端表型的比例F2中的基因型数F2中的表型数F2中各表型比为二项式各项系数1231=3 3(R+r)2 2432=9 5(R+r)43633=27 7(R+r)64834=81 9(R+r)8n2n3n 2n+1(R+r)2n多基因控制的数量性状遗传11数量性状基因累加效应估计 AABB 16.8cm aabb 6.6cm AaBbA=B=(16.8-6.6)/4=2.55cmAaBb=6.6+22.55=11.7cmAabb=

4、6.6+2.55=9.15cm12AABBcc(90cm) aabbCC(70cm) AaBbCc（80cm） F2求F2表型效应？（累加、倍加）90cm40cm60cm131、区分性状的方法不同，有些性状既有数量性状的特点又有质量性状的特点。2、双亲之间相差的基因对数不同，某些性状有时表现质量性状，有时表现为数量性状。四、数量性状与质量性状的划分不是绝对的14例如： P ： 高杆 矮杆 T1T1T2T2T3T3 t1t1t2t2t3t3 F1 ：T1t1T2t2T3t3F2： 6T 5T 4T 3T 2T 1T 0T比率 ：1 6 15 20 15 6 1四、数量性状与质量性状的划分不是绝对

5、的15 P 高杆 矮杆T1T1T2T2T3T3 T1T1T2T2t3t3 F1 T1T1T2T2 T3t3 高杆 F2 3T3t3 : 1t3t3 高杆 ：矮杆四、数量性状与质量性状的划分不是绝对的163、因观察的层次不同，性状的遗传方式不同宏观层次上不连续分布，则表现质量性状，但决定性状的基本物质是连续分布的，则表现为数量性状。四、数量性状与质量性状的划分不是绝对的17数量性状和质量性状的区别基因控制 变异分布 表型分布 受环境影响 遗传规律 性状特点 研究对象 数量性状 多基因 正态分布 连续 大 孟德尔遗传(多基因假说) 易度量 群体 质量性状 单基因 二项分布 分散 小 孟德尔遗传 不

6、易度量 个体和群体 18数量性状和质量性状的区别19 19世纪初，约翰逊用市上买来的菜豆做实验，这些菜豆有轻有重，参差不齐，轻的只有15厘克，重的可达90厘克。他从轻重不一的19粒菜豆出发，建立了19个纯系。五、数量性状和选择纯系：指从一个基因型纯合个体自交产生的后代，其后代群体的基因型也是纯一的。20五、数量性状和选择纯系学说：认为在自花授粉植物的天然混杂群体中可分离出许多基因型纯合的纯系。因此，在一个混杂群体中选择是有效的。但在纯系内个体所表现的差异，是环境的影响，是不能遗传的。所以在纯系内继续选择是无效的。优点：区分了遗传的变异与不遗传的变异，指出选择遗传变异的重要性。21第二节 数量性

7、状的统计分析一、平均数二、方差三、标准差22一、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：23二、 方差24标准差：表明平均数的可能变异范围。三、 标准差25例题：57个玉米穗长度(cm， x ) 5 6 7 8观察数 (个 ) 4 21 24 81. 平均数 5x4+6x21+7x24+8x8 57 =6.63262. 方差：变数与平均数的偏差的平均平方和。 积加X2=52x4+62x21+72x24+82x8 =2544 积加X5x4+6x21+7x24+8x8=378 n=57S2= 2544(378)

8、2/57 0.67 5713. 标准差27（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 PGE P：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 遗传率的估算 28基因型值：GADI A：累加效应(additive effect)，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(dominance deviation)，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 (epistatic deviation)

9、，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 29（二）群体方差的理论构成 由于： PGE 表型方差 遗传方差环境方差 VP VG VE 又因： GADI 所以：VG VA + VD + VI 只有1个座位的基因控制的性状 VG VA + VD 30（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。31 遗传方差占总方差的比值。2、广义遗传率32 基因加性方差占表现型总方差的比值。 3、狭义遗传率334、遗传率的公式和运算AAaa =2a, m为AA和aa的平均值; 杂合体Aa和m之间的数量差异为

10、d; d/a为显性程度。 - aadAAAaaam344.1 F2遗传方差的计算F2的遗传方差VG=x2-(x)2= a2+ d235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=1/2 a12+1/4d12+1/2a22+1/4d22+1/2an2 +1/4dn2 设： VA= a12+a22+an2 VD= d12+d22+dn2 则表型方差VF2=1/2 VA+1/4 VD+VE（表型方差可由观察值来计算）4.2 广义遗传率的计算36VP= VG+VEVP1= VGP1+VE VP2= VGP2+VE VGP1=VGP2=0 VP1= VE VP2=VE VF

11、1= VG1+VE VG1=0 VF1= VEVP1+ VP2 = 2 VE ； VP1+ VP2 + VF1 = 3 VE VE=(1/2) (VP1+VP2)或 VE=(1/3) (VP1+VP2+VF1) VF2= VG2+VE 4.2 广义遗传率的计算37 VF1VE1 V E1VE2 VE2VE1VF1 =(1/2VA+1/4VD)/(1/2VA+1/4VD+VE)4.2 广义遗传率的计算38例题：玉米穗长度 57个世代 P1 P2 F1 F2S2 0.67 3.56 2.31 5.07 h2 5.07(0.67 + 3.56 + 2.31 )/3 5.07 574.2 广义遗传率的

12、计算39狭义遗传率： =VA / VP=(1/2 VA）/ 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40B1遗传方差的计算(AA Aa)fxfxfx2AA1/2 a a a2Aa1/2 d d d2合计1 (a+d) (a2+d2)B1的遗传方差：VB1= (a2+d2) (a+d)2 =1/4 (a-d)2 = 1/4 (a2-2ad+d2)41B2遗传方差的计算（Aa aa）B2的遗传方差：VB2= (a2+d2) (d-a)2 =1/4 (a+d)2 = 1/4 (a2+2ad+d2)f

13、xfxfx2aa1/2- a- a a2Aa1/2 d d d2合计1 (d-a) (a2+d2)42由VB1,VB2可分离出加性方差VAB1,B2遗传方差的平均值： （VGB1+VGB2）=1/4 (a2+d2)如果控制同一性状有n对基因：A,a;B,b;N,n 则回交一代的平均遗传方差:（VGB1+VGB2） = VA+ VD 回交一代的平均表型方差= VA+ VD +VE而F2的表型方差 VF2= VA+ VD+VE43狭义遗传率为VF2-1/2(VB1+VB2)=1/4VA而F2的表型方差 VF2= VA+ VD+VEhN2= (1/2 VA）/ VF2 =44世代 小麦抽穗期 表型方

14、差 P1 13 11.04 P2 27 10.32 F1 18.5 5.24F2 21.2 40.35B1 15.6 17.35B2 23.4 34.29例题:45 （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= 2 X ( 14.53 )/40.35= 72% 465、遗传率的意义及性质(1)指导人工育种 50%高；20-50%中； 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

15、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。4 超显性假说62 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 F2 1 : 2 : 1 淡红色蓝色F1紫色63 许多生化遗传学证据 Pa1a1a2a2各抗一个生理小种 F1a1a2能抗两个生理小种。 64显性假说与超显性假说的比较共同点：杂种优势来源于双亲间基因型的相互关系。 不同点： 显性假说：优势源于双亲显性基因间互补； 超显性假说：源于双亲等位基因间互作（无显隐性）。 事实上，上述两种情况都存在。 杂种优势是由于双亲显性基因互补、异质等位基因互作 和非等位基因互作的单一作