基因互作与其和环境关系

1、关于基因互作及其与环境的关系第1页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四基因型：一个生物体的全部遗传组成的总和。表型：机体除DNA外的所有性状和特征的总和。基因型效应：通常情况下，一定的基因型会导致 一定表型的产生，这就是基因型效应。第2页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四主要内容第一节 环境的影响和基因的表型效应第二节 等位基因间的相互作用第三节 非等位基因间的相互作用类型第四节 多因一效与一因多效（育种学讲授）第五节 复等位基因第六节 不良基因第3页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四性状和基因的关系“一对一”的关系基因型改变，表现型随

2、着改变；环境改变，表现型也随之改变。表型（P）=内因+外因=基因（G）+环境 （E） 这里含义指表型的产生是一个复杂的过程，它的产生既受环境（内环境和外环境）的影响，也受基因（等位基因和非等位基因）的影响。 第4页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四第一节 环境的影响和基因的表型效应（一）外环境与表型 反应规范：遗传学上把某一基因型的个体，在各种不同的环境条件下所显示的表型变化范围成为反应规范。例如：玉米控制叶绿体形成的基因是一对等位基因，A对a是显性。AA、Aa的个体在光下可以形成叶绿体，aa个体光下不能形成叶绿体。AA在暗处也不能形成叶绿体。说明基因型不是决定某一性状的必

3、然实现，而是决定发育性状的可能性，即决定着个体的反应规范，AA和aa个体的反应规范不同。基因型和表现型之间的关系远远不是“一对一”的关系。第5页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四第一节 环境的影响和基因的表型效应环境和基因的相互关系第6页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四第7页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四第一节 环境的影响和基因的表型效应（二）内环境与表型修饰基因：能改变另一基因的表型效应的基因。它通过改变细胞的内环境来改变表型。例如：香豌豆植株的红花基因A，AA的个体红花的颜色不同，有红色，偏蓝的红颜色。发现有另外一对基因 D

4、/d基因与此有关，DD和Dd基因型的植株花色红色，而dd的花色偏蓝。原因dd植株细胞液pH高（0.6），偏碱性，花青素在酸性环境显红色，碱性条件下偏蓝色。D/d基因即修饰基因。第8页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四第一节 环境的影响和基因的表型效应（三）基因表达的变异 （1）表现度：是指杂合体在不同的遗传背景和环境因素影响下，个体间的基因表达的变化程度。例如多指是由显性基因控制的，带有一个有害基因的人都会出现多指，但多出的这一手指有的很长，有的很短，甚至有的仅有一个小小突起，表明都有一定的表型效应，但变异程度不同。又如克汀病患者，同样患病，但症状有轻有重，重者生活无法自理

5、，轻者可以从事简单劳动，可以做10以内的加减法。这就是表现度的不同。（2）外显率：指在特定环境中，某一基因型(常指杂合子)个体显示出预期表型的频率(以百分比表示)。也就是说同样的基因型在一定的环境中有的个体表达了，而有的个体可能没有表达，这样外显率就小于100。 例如：颅面骨发育不全症，是显性遗传病，应该代与代之间连续，但偶尔会出现代与代之间不连续现象，就是由于显性基因外显不全。第9页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四第一节 环境的影响和基因的表型效应（四）拟表型已知某种表型特征是基因突变的结果，而这种表型特征也可由遗传因素之外的其他因素所致。环境因素所诱导的表现型类似于基

6、因突变所产生的表现型，这种现象称为拟表型(phenocopy)或表型模拟。人的手掌骨异常黑腹果蝇高温处理第10页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四第二节 等位基因间的相互作用（显隐性关系的相对性） （一）完全显性具有一对相对性状差异的两个纯合亲本杂交后，F1只表现出一个亲本的性状，即完全显性。（二）不完全显性（半显性）具有一对相对性状差异的两个纯合亲本杂交后，F1表现双亲性状的中间型，称之为不完全显性。例如：紫茉莉的花色遗传。红花亲本（RR）和白花亲本（rr）杂交，F1（Rr）为粉红色。人的天然卷发也是由一对不完全显性基因决定的，其中卷发基因W对直发基因w是不完全显性。纯合

7、体WW的头发十分卷曲，杂合体Ww的头发中等程度卷曲，ww则为直发。有耳垂AA、Aa，无耳垂aa。眼睑单aa，双AA、Aa（日本45岁80%延迟显性）第11页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四第二节 等位基因间的相互作用（3）镶嵌显性（嵌镶显性）具有一对相对性状差异的两个纯合亲本杂交后，F1个体上双亲性状在不同部位镶嵌存在的现象。异色瓢虫鞘翅色斑的遗传。（4）共显性（并显性）双亲的性状同时在F1个体上表现出来的现象。AB血型；MN血型的遗传。MN血型人体内无天然抗体，输血是不用考虑MN血型是否一致。镶嵌显性与共显性的区别：是在显性表现的范围上存在差异，共显性的遗传表现是全身性

8、的，而镶嵌显性的遗传表现是局部性的。第12页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四人的血型系统1901年生物学家兰德斯特勒发现了第一个血型系统，即ABO血型系统。他将人类的血型分为A型、B型和O型三种。两年后，他的学生又发现了AB型，因而形成了沿用至今的完整的ABO血型系统。 随着医学、生物学的发展，新的血型系统不断被发现，至今为止，仅根据红细胞抗原的差异而确定的血型系统(简称红细胞型)，被世界公认的已达15个之多，如ABO、MN、Rh血型系统等等。其中每一个血型系统又可以分出若干个亚型。 MN血型系统：MN血型系统是由兰德斯特勒和列维利两人在1927年发现的，它根据红细胞上所

9、含M、N抗原的不同，将人体血液分为M型、N型和MN型三种。红细胞中含有M抗原的为M型，含有N抗原的为N型，MN两种抗原都有的为MN型。MN血型系统是独立于ABO血型系统之外的又一个红细胞型系统。M、N抗原在ABO系统四种血型的血液中都可以见到，因而A、B、O和AB四型中的每一型又可以划分为M、N和MN三型，形成12种血型。 MN血型系统也是法医实践中运用得比较广泛的一个系统. 在ABO血型系统中，有一种RH血型。1940年科学家发现人红细胞上的Rhesus(Rh)系统的抗原。他们把恒河猴的红细胞注射给兔子，发现被免疫的兔子血清内含有一种抗体，能凝集85%欧洲血统人的红细胞。这些被凝集的红细胞叫

10、做“恒河猴阳性”。Rh,是英文恒河猴(Rhesus monkeys)头两个子母。在临床上，凡带有D抗原者称为Rh阳性，不带D抗原者称为Rh阴性。 Rh血型与ABO血型无关，但与种族有关。白种人Rh阳性者占85，我国汉族占99以上，各少数民族互有差异。Rh血型无天然抗体，其抗体多由输血（Rh阴性者被输人Rh阳性血液）或妊娠（Rh阴性母亲孕育着Rh阳性胎儿）免疫生成，具有重要临床意义。一旦形成抗体，如再输入Rh阳性血液，可发生严重输血反应。再孕育Rh阳性胎儿可发生新生儿溶血症。第13页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四第二节 等位基因间的相互作用（5）条件显性由于环境条件的改变

11、，显性从一种性状变为另一种性状的现象。（6）显隐性关系随判定标准而改变鉴别相对性状表现完全显性或不完全显性，也取决于观察的分析水平。第14页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四第三节 非等位基因间的相互作用类型任何性状都会受许多对基因的影响，不同对基因间也不完全是独立的，有时它们会共同作用影响某一性状。这种现象称为基因的互作。1、等位基因位于一对同源染色体的相同位置上控制某一性状的不同形态的基因。不同的等位基因产生例如发色或血型等遗传特征的变化。等位基因控制相对性状的显隐性关系及遗传效应，可将等位基因区分为不同的类别。在个体中，等位基因的某个形式（显性的）可以比其他形式（隐性

12、的）表达得多。等位基因是同一基因的另外“版本”。2、非等位基因就是可以是同源染色体的不同位置 也可以是非同源染色的的不同位置。例如，红花基因C和高茎基因D。第15页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四例：基因间的交互作用对鸡繁殖性状的影响 太湖鸡基因间的交互作用（n=79）基因名称PRLRexon3PRLRexon6FSHproPRLpro-0.1050.123-0.062PRLRexon3-0.291-0.025PRLRexon6-0.018注：数据上标者表示P0.01因为PRLintron2是RFLP结果，未参与SSCP分析的基因间交互作用分析第16页，共39页，2022

13、年，5月20日，5点51分，星期四PRLR基因外显子3和外显子6的交互作用分析合并 PRLR基因外显子3和6的基因型并分析与产蛋性状的关系基因型N开产50%后9-11周开产50%后9-11周开产50%后平均蛋型指数蛋重平均20周产蛋数CCEE371. 330.0442. 563.4878. 5112.23CCFF141. 340.0541. 643.1582 .5718.11DDEE271. 350.0541. 362.3173. 8519.99DDFF11.441. 538. 00注：因为DDFF个体数太少（n2)，未能参与组间均数的显著性检验第17页，共39页，2022年，5月20日，5点

14、51分，星期四结论基因间交互作用分析时发现，太湖鸡催乳素受体基因外显子3和外显子6有极显著的交互作用(p0.01)，合并基因型产生的CCFF型产蛋量较高可以作为太湖鸡选育的参考。总之，我们需要利用各种分子生物学技术尽可能多的检测出影响鸡产蛋性能的基因位点和突变，构建完整的基因数据库，为育种提供更为完整和准确的理论依据。 第18页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四一、互补作用Four types of combs in fowlIndependent assortment in the determination of comb type in fowl.第19页，共39页，

15、2022年，5月20日，5点51分，星期四互补作用的解释独立遗传的两对基因，分别处于纯合显性或杂合状态时，共同决定一种新性状的发育。当只有一对基因是显性（纯合或杂合），或两对基因都是隐性时，则表现为另一种性状，这种作用称为互补作用，F2性状的分离比是9:7。发生互补作用的基因称为互补基因。控制豌豆冠的显性基因P与控制玫瑰冠的显性基因R相互作用，其结果是出现了胡桃冠(P_R_)，这是基因间的互补作用。第20页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四例如，香豌豆花色遗传：两个白花品种，杂交F1代开紫花，F2代分离出9/16紫花和7/16白花。P 白花CCppppCC白花 F1 紫花C

16、cPp 自交F2 9紫花（C_P_）：7白花（3C_pp+3ccP_+1ccpp）第21页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四二、上位作用两对基因共同影响一对性状，其中一对基因能抑制另外一对基因的表现，这种作用称为上位作用（epistasis）。起抑制作用的称上位基因，被抑制的基因称为下位基因。上位基因可以是隐性基因，也可以是显性基因。第22页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四（1）显性上位作用B_iiB_I_，bbI_bbii具有B基因的萨卢基狗，其皮毛呈黑色，但具有bb基因型时，狗的皮毛呈褐色，含有I基因的均呈白色。第23页，共39页，2022年，5月

17、20日，5点51分，星期四显性上位作用bbii褐色BBII白色BbIi9B_I_ 3bbI_ 3B_ii 1bbii解释：由于I基因抑制了B或b的作用，使狗体内不能形成色素而使狗的皮毛呈白色，只有那些带有ii基因的狗才能产生色素而呈黑色或褐色。P1F1F2第24页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四（2）隐性的上位作用A_C_aa_C_A_cc，aa_cc第25页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四隐性的上位作用Epistasis in the coat color of mice. 9A_C_ 3aaC_ 3A_cc,1aaccAgouti : Black

18、 : Albino9 : 3 : 4P1F1F2第26页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四隐性上位作用的解释隐性上位基因c，当其纯合时，能起到抑制其他（毛色）基因表现的作用，这种作用即为隐性上位作用。第27页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四三、重迭作用所谓重叠作用，指有两对基因的显性作用是相同的，个体内只要有任何一对基因中的一个显性基因，其性状即可表现出来，只有当这两对基因均为隐性纯合时，性状才不被表现，而这两对基因同时存在显性时，其性状的表现与只有一个显性时是一样的。第28页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四porcine her

19、nia inguinalis Photo: Inger CatriniusPig with inguinal hernia is examined by veterinary students 阴囊疝是限性性状，只有公猪表现，母猪不表现。当阴囊疝公猪与正常母猪杂交或正常公猪与外表正常母猪杂交，F1代全是正常，F1自交的F2代公猪，正常：阴囊疝者=15：1；母猪全部正常。只要有一个显性基因存在就表现相同的影响，而隐性性状只有在隐性纯合的条件下才表现。 第29页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四P1F1F2： S1S1S2S2正常： s1s1s2s2正常/：S1s1S2s2正常

20、：s1s1s2s2阴囊疝1其余的基因型：雌雄全为正常31第30页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四四、积加作用（累加作用）两种显性基因同时存在时产生一种性状，单独存在时则能产生第二种相似的性状，当2对都是隐性基因时则表现出第三种性状。F2产生9:6:1的比例第31页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四南瓜果形遗传：用两种不同基因型的圆球形品种杂交，F1产生扁盘形，F2出现三种果形：9/16扁盘形，6/16圆球形，1/16长圆形。P 圆球形AAbb圆球形aaBB F1 扁盘形AaBb 自交F2 9扁盘形（A_B_）：6圆球形（3A_bb+3aaB_ ）：1长圆形（aabb）可知，两对基因都是隐性时，为长圆形，只有A或B存在时，为圆球形；A和B同时存在时，则形成扁盘形。 第32页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四五、抑制作用在两对独立基因中，其中一对显性基因，本身并不控制性状的表现，但对另一对基因的表现有抑制作用，称之基因抑制。起抑制作用的基因叫抑制基因，抑制基因一般不产生表型效应（不控制具体性状），只是抑制其它基因。第33页，共39页，2022年，5月20日，5点51分，星期四例如，白羽菜航鸡白羽温德鸡 显性的I是抑制基因，