遗传规律的分析及应用（动物遗传育种课件）

分离定律的分析与应用

长白公猪——垂耳（显性性状）大白公猪竖耳——（隐性性状）相对性状相对性状:单位性状在不同个体间表现出来的差异。竖耳母猪垂耳公猪P×F1F2：3：1×显性性状（垂耳）隐性性状（竖耳）性状分离（分离现象）正交实验垂耳竖耳垂耳母猪竖耳公猪P×F1F23：1×性状分离（分离现象）反交实验显性性状

（垂耳）垂耳竖耳：基本概念杂交：具有不同遗传组成（基因型）的个体之间的交配，所得到的后代称为杂种。自交：相同基因型个体间的交配。性状：生物所表现的形态特征和生理特性的总称。相对性状：生物同一性状的不同表现型。显性性状：杂交时两亲本的相对性状能在子一代中表现出来的性状。隐性性状：杂交时两亲本的相对性状在子一代中不能表现出来的性状。相关知识基本概念等位基因：在同源染色体上占有相同位点，控制相对性状的一对基因基因（A、a）。基因型：等位基因的基因组成方式（AA、Aa、aa）表现型：生物表现出的外部形态特征和生理生化特性。纯合体：组成基因型的两个基因是相同的个体，有显性纯合体(AA)和隐性纯合体(aa)两种。杂合体：组成基因型的两个基因是不同的个体（Aa)。相关知识遗传图谱中的符号

P：亲本(parent)，杂交亲本；♀：作为母本；♂：作为父本。×：表示人工杂交过程；F1：表示杂种第一代；

：表示自交F2：F1代自交得到的生物个体称为杂种二代，即F2。由于F2总是由F1自交得到的，所以在类似的过程中

符号往往可以不标明。相关知识1.一对等位基因决定一对相对性状；等位基因占据同源染色体的相同位点，一个来自于父本，一个来自于母本，随着同源染色体的分离而分离，每个配子只能得到其中的一个。2.子一代全部表现为显性性状；F1代杂合子（Aa）能产生两种类型的配子（数目相等）。

3.子二代的基因型比为1:2:1（AA：Aa：aa），表现型比为3:1（显性：隐性）。F1代的两种配子在形成合子时，雌雄配子的结合是随机的，两两结合有4种组合形式，其基因型有3种（有2种组合是杂合子），表现型有2种。分离定律

实验材料都是能真实遗传的纯种选择有明显区别的单位性状作为观察对象进行系谱记载应用统计方法构思创建理论具有独创性分离定律F1代自交，雌雄个体各产生2种类型的配子，两两结合则有4种组合形式。一对相对性状的杂交试验父本产生一种类型的配子（A），母本产生另外一种类型的配子（a），故杂交后F1代的基因型为Aa。（红花）AA×aa（白花）亲本杂交

红花Aa

×

AaF1代自交

1/4AA：2/4Aa：1/4aa性状分离

¾红花

：¼白花

PF1F2分离定律图示AAAaAaaa（红花）AA×aa（白花）亲本杂交

红花Aa

×

aa白花

测交

1Aa

：

1aa测交结果

红花：白花

测交验证分离定律测交：子一代与隐性亲本的交配称测交。PF1测交结果的解释F1杂合子

红花Aa白花aa隐性亲本检测个体Aaa配子1Aa1aa测交后代红花：白花=1:1由于隐性亲本只能产生一种类型的配子，所以测交后代表现型的种类即说明F1代能产生几种类型的配子。黑毛猪白毛猪P×F1F2：3：1×

显性性状（显性现象）隐性性状

性状分离（分离现象）分离定律的普遍性1．遗传性状由相应的等位基因所控制。等位基因在体细胞中成对存在，一个来自母本，一个来自父本。2．体细胞内成对等位基因虽同在一起，并不融合，各保持其独立性。在形成配子时分离，每个配子只能得到其中之一。3．F1产生不同配子的数目相等，即1：1。由于各种雌雄配子结合是随机的，所以F2中等位基因组合比数是1AA：2Aa：laa，即基因型之比为1：2：1。显隐性的个体比数是3：1。分离定律的要点16

用来杂交的亲本必须是纯合体

显性基因对隐性基因的作用是完全的

F1形成的两种配子数目相等，生活力相同，结合是随机的。

F2中三种基因型个体存活率相等

研究的生物体是二倍体分离比实现的条件171.明确相对性状间的显隐性关系2.判断家畜某种性状是纯合体或杂合体3.淘汰带有遗传缺陷性状的种畜4.亲子鉴定、产前诊断5杂合体不能留作种用分离定律的应用等位基因的互作（一）完全显性:豌豆花色（二）不完全显性

1、镶嵌型显性:沙毛马

2、中间型：紫茉莉,金鱼体色（三）共显性：MN血型不完全显性：指具有相对性状的纯合亲本杂交后，F1显现中间类型的现象。镶嵌显性：双亲的性状在后代的同一个体不同部位表现出来。中间型：F1的表现型是介于亲本性状的中间性状。不完全显性红花×

白花粉红花1/4红花

：2/4粉红花

：1/4白花×不完全显性—紫茉莉LMLM×LNLN

LM

LN1/4

LM

LM

：2/4

LM

LN

：1/4LNLN

×共显性—MN血型双亲的性状同时在F1个体表现（等位基因间无显隐性关系）三、复等位基因1、有显性等级的复等位基因等位基因基因型表型CC

C

，

C

Cch，

C

Ch，Cc全色CchCchCch，

CchCh，

Cchc

青蓝紫ChChCh，

Chc

喜马拉雅型ccc白化在群体中，占据同源染色体的相同位点2个以上的基因。三、复等位基因2、共显性的复等位基因

MFIAIBiIAIAIAIAIBIAiIBIAIBIBIBIBiiIAiIBiii血型基因型AIAIA

IAiBIBIB

IBiABIAIBOiiI对于i为完全显性；A和B是共显性；每个个体最多只能获得2种等位基因。四、致死基因致死基因：是指当其发挥作用时导致个体死亡的基因，分为显性致死和隐性致死。思考题1.说明基因分离定律的实质。2.鸡的毛腿（B）对光腿（b）为显性。现让毛腿雌鸡甲、乙分别与光腿雄鸡丙交配，甲的后代有毛腿，也有光腿，比为1:1，乙的后代全部是毛腿，请写出甲、乙、丙的基因型。3.先天性聋哑是一种常染色体隐性遗传病。若一对夫妇双亲均无此病，但他们所生的第一个孩子患先天性聋哑，则他们今后所生子女中患此病的可能性是多少。自由组合定律分析与应用相关知识基因分离、自由组合与染色体行为的一致性孟德尔规律的关键在于等位基因的分离，等位基因分离的细胞学基础是减数分裂，在同源染色体分离的同时，等位基因也随之分离。染色体的行为与基因自由组合也是一致的。根据细胞学提供的材料和实际观察证明，在减数分裂时同源染色体分离，非同源染色体自由组合。一、自由组合规律（一）两对相对性状的杂交试验

F2代中亲本原有的性状组合，称为亲本型；亲本原来没有的性状组合，称为重组型。一、自由组合规律（二）自由组合现象的解释YYRR

×

yyrr

YyRr（双杂合子）

一、自由组合规律（二）自由组合现象的解释9:3:3:1

F2基因型和表型分离情况9黄圆：1YYRR

2YYRr

2YyRR

4YyRr3绿圆：1yyRR

2yyRr3黄皱：1YYrr

2Yyrr1绿皱：1yyrr16种组合方式；9种基因型；4种表现型一、自由组合规律（三）自由组合理论的验证F1与双隐性亲本正反测交结果

表型测交方式黄圆黄皱绿圆绿皱总数

F1♀×双隐♂31272626110

F1♂×双隐♀2422252697

总数55495152207理论值51.7551.7551.7551.75207自由组合规律的实质F1在形成配子时，等位基因分离，非等位基因自由组合。两对基因分别进入不同的配子，形成4种类型的配子。在形成配子时，一对基因与另一对基因在分离时各自独立、互不影响；不同对基因之间的组合是完全自由的、随机的；雌雄配子在结合时也是自由组合的、随机的。34一、自由组合规律（五）两大规律在畜禽育种实践中的意义1、通过分离规律的应用可以明确相对性状间的显隐性关系2、判断家畜某种性状是纯合体或杂合体3、淘汰带有遗传缺陷性状的种畜4、培育优良新品种二、非等位基因的互作（一）互补作用：指两对独立遗传的基因，分别处于纯合显性或杂合状态时，共同决定一种性状的发育，当只有一对是显性或两对基因都是隐性时，则表现为另一种性状。胡桃冠(草莓冠)豆冠（三叶冠）

玫瑰冠

单冠

鸡冠型的遗传玫瑰冠（PPrr）×豆冠

（ppRR）胡桃冠（PpRr）9胡桃冠：3玫瑰冠：3豆冠：1单冠互补作用（P-R-）（P-rr）（ppR-）（pprr）

不抱（AAcc）×不抱（aaCC）抱窝（AaCc）

9A-C-：3aaC-：3A-cc：1aacc9抱窝：7不抱鸡的抱窝性（A与C互补）互补作用

二、非等位基因的互作（二）累加作用：当两种或两种以上的显性基因共同存在且决定同一性状时，将进一步加强性状的累加效果。杜洛克猪毛色遗传

棕色（AAbb）×棕色（aaBB）红色（AaBb）

9A-B-：3A-bb：3aaB-：1aabb9红色：6棕色：1白色

（三）上位作用：当影响同一性状的2对基因互作时，其中一对基因抑制或遮盖了另一对非等位基因的作用，这种不同对基因间的抑制或遮盖作用称为上位作用。

白色（BBII）×褐色（bbii）白色（BbIi）

9B-I-：3bbI-

：3B-ii

：1bbii12白色：3黑色：1褐色

狗毛色遗传二、非等位基因的互作显性上位隐性上位家兔毛色遗传

灰色（CCGG）×白色（ccgg）灰色（CcGg）

9C-G-：3C-gg

：3ccG-：1ccgg9灰色：3黑色：4白色

二、非等位基因的互作

（四）重叠作用：

2个显性基因都能分别对同一性状的表现起作用，即只要其中有一个显性基因存在，这个性状就能表现出来。二、非等位基因的互作

阴囊疝公猪

h1h1h2h2

×H1H1H2H2正常母猪正常公猪

H1H1H2H2

×h1h1h2h2外表正常的母猪

H1h1H2h2正常

9H1-

H2-：3H1-

h2h2

：3h1h1

H2

–：1h1h1h2h2

15正常

1阴囊疝公猪

两大规律的扩展小结1：2：1不完全显性、共显性等2：1

致死基因9：(3:3:1)鸡的冠型（互补作用）9：7鸡的抱窝性9：6：1杜洛克猪毛色（累加作用）12：3：1

狗毛色（显性上位）9：3：4

家鼠毛色（隐性上位）15：1

猪的阴囊疝（重叠作用）基因互作三、多因一效与一因多效多因一效：多对基因控制一对性状主基因t:决定是否有花斑；修饰基因：控制花斑大小。这些性状的改变都是因为卷羽基因的差异--鸡毛的翻与不翻，从而影响到鸡的体温、代谢、心跳等。三、多因一效与一因多效一因多效：一对基因控制多种性状思考题1.用无角黑毛（PPRR）安格斯牛与有角红毛（pprr）的海福特牛两品种杂交，其后代基因型表现如何？2.基因型为AaBbCCddEeFF的个体，可能产生配子类型数是多少？3.在鹰类中，当亲本条纹绿色鹰与全黄色鹰交配时，子代全绿色和全黄色，其比例为1:1。当全绿色F1彼此交配时，可产生全绿色、全黄色、条纹绿色、条纹黄色四种颜色的小鹰，分离比数为6:3:2:1。试分析：①该雕羽色亲本基因型。②若F2中条纹绿色鹰彼此交配，写出其子代的表现型及比例。连锁互换定律的分析与应用连锁（linkage）——同一染色体上的不同基因连在一起共同遗传的现象，称为连锁。交换（crossing－over）——同源染色体非姐妹染色单体之间发生基因片段交换的现象。一、连锁互换的概念摩尔根（1866~1945）果蝇（双翅目昆虫）二、连锁互换规律（一）完全连锁--雄果蝇杂交实验BBVVbbvvBVbvbbvvBVbvbvbbvvBVbvPF1测交后代××灰身长翅灰身长翅灰身长翅黑身残翅黑身残翅黑身残翅♂雄果蝇杂交实验♀不完全连锁(incompletelinkage)指的是在配子形成过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间发生交换，其上的基因也随之发生交换，出现了和完全连锁不同的遗传现象。二、连锁互换规律（二）不完全连锁--家鸡杂交实验白色卷羽有色常羽纯合白色卷羽鸡与纯合有色常羽鸡杂交，白色（I）对有色（i）为显性，卷羽（F）对常羽（f）为显性。P：白卷♀

IF

IF╳ifif有色常羽♂F1：

IF

if白色卷羽╳

if

if配子：

if

If

if

测交结果

IFiF

IiFfiiffIiffiiFf

白色有色白色有色卷羽常羽常羽卷羽

15只12只4只2只

亲本型占81.8%重组型占18.2%家鸡的测交试验有色常羽♂（二）不完全连锁不完全连锁现象的解释

IFIFififIFIfiFif联会交叉互换4种配子(亲本型、重组型)雌果蝇的不完全连锁雌果蝇不完全连锁的解释

×BV

bV

bvBvbvBVBVbbvv灰长

黑残

灰残

黑长

81.94%

18.06%灰长黑残

重组型配子的产生是由于减数分裂时，在一部分细胞中同源染色体的两条非姐妹染色单体之间发生了交换。因此，在产生的4种配子中，大多数为亲本型配子，少数为重组型配子，而且其数目分别相等。1.不论是F2还是测交后代，比例都不符合自由组合规律。2.亲本型远多于重组型，且各自基本相等。连锁交换现象的共同特征二、连锁互换规律互换率（交换率）是测交试验中重组型配子数占总配子数的百分比，或重组型个体数占测交后代总数的百分比。三、互换率及测定交换率=重组型配子数总配子数×100%重组型个体数测交后代总数×100%=两对基因相距愈近，互换率愈低；相距越远，互换率愈高。58计算交换率的意义1.互换率的大小反映出基因之间的连锁强度（负相关）。2.互换率去掉百分号表示基因间的距离，以1%互换率作为一个图距单位，或称厘摩（cM）。3.互换率一般小于50%。互换率=0，完全连锁互换率=50%，自由组合互换率大于0，小于50%，不完全连锁。例题：果蝇的不完全连锁

灰残

×黑长

灰长×黑残（雄）

灰残

黑长灰长黑残实际15521315338294交换率=重组型个体数测交后代总数×100%338+2941552+1315+338+294×100%==18.06%黑体和残翅两基因的相对距离鸡羽毛的连锁

IIFF×iiff

白色卷羽有色常羽

IiFf×iiff

IiFfiiff

Iiff

iiFf15124

2三、互换率及测定四、连锁互换定律的应用1、基因交换和自由组合是出现新的性状组合类型的重要原因，是变异的主要来源。基因重组为选种提供理论依据和原始材料。2、基因连锁群的测定和基因定位。基因定位是指基因在染色体上的位置的测定（系谱分析法、非整倍体测交法、连锁群法、同线法）3、基因间连锁是性状间相关的基础，为间接选种提供了理论依据。如性连锁基因：快慢羽基因、金银羽基因★摩根1911年指出重组率反映了基因在染色体上距离的远近。★

Stuetevant1913年：把基因的重组率去掉％作为基因间的距离。依此可以绘出连锁遗传图（linkagemap）。

★用两点测验和三点测验法测定基因间的图距。果蝇X染色体上部分基因基因定位1、两点测验

白眼黄体×红眼灰体

红眼灰体×白眼黄体

白眼黄体红眼灰体白眼灰体红眼黄体

亲本型98.5%

重组型1.5%

基因定位两点测验基因图示基因定位遗传作图W

y

1.5

★后来又发现粗翅脉(bi)也位于X染色体上,那么,它与w和y的距离和位置又如何?仍需要两两测验。基因定位再做两点测验

红眼粗翅脉

×白眼正常翅脉红眼正常×白眼粗翅脉(雄)

红眼粗白眼正常红眼正常白眼粗翅脉

亲本型94.6%

重组型5.4%

基因定位两点测验图示基因定位不能确定三个位点的顺序1.5

5.4y

wbi

?w

y

bi

?需要再做一次黄体和粗翅脉两点测验才能确定1.5

3.9？6.9?(1)(2)基因定位再做一次两点测验黄体正常翅脉×灰体粗翅脉

灰体正常×黄体粗翅脉

黄体正常灰体粗黄体粗灰体正常翅脉

亲本型93.1%

重组型6.9%

基因定位三个位点的顺序应该是第一种1.5

5.4y

wbi

w

y

bi

?1.5

3.9？6.9?（1）（2）y与bi的距离是6.9，可以断定是第一种推测基因定位2.三点测验白眼黄体正常翅脉×红眼灰体粗翅脉

红眼灰体正常翅脉×白眼黄体粗翅脉

基因定位F1雌蝇与三隐性雄蝇的测交结果表现型X染色体携带的基因观察数百分率y与w互换率w与bi互换率y与bi互换率黄体.白眼.正常翅脉灰体.红眼.粗翅脉y,w,++,+,bi23224093.28黄体.红眼.粗翅脉灰体.白眼.正常翅脉y,+,bi+,w,+341.381.381.38黄体.白眼.粗翅脉灰体.红眼.正常翅脉y,w,bi+,+,+15125.34

5.345.34总数5061001.385.34

6.72基因定位注意事项：1、在测交后代中，如果有6种表型说明没有双交换发生，两两位点间分别发生了一次单交换（见图）。基因定位2、牢记亲本类型，然后一次只考虑两个位点与亲本的连锁关系比较。连锁图y

w

bi1.385.34

6.72

注：亲本中y与w连在一起，后代中不在一起的必然是发生了交换，即它们的交换率为1.38，其他位点依次类推。基因定位三点测验具有双交换时的测交后代表现型X染色体携带的基因观察数各类后代的%y与w的互换率w与m的互换率y与m的互换率灰体.红眼.长翅黄体.白眼.短翅+++ywm1087104266.2灰体.白眼.短翅黄体.红眼.长翅+wm

y++17151.01.01.0灰体.红眼.短翅黄体.白眼.长翅++myw+54350232.5

32.532.5灰体.白眼.长翅黄体.红眼.短翅+w+y+m640.30.30.3

总数32161001.332.833.5基因定位三个位点间可能有单交换也可能有双交换

基因定位CACBcbacbAaB测交后代中可以观察到8种表型，说明有双交换发生。分析时，测交后代数目最多的类型是亲本型，最少的是双交换的产物。双交换：在一段染色体区域同时发生两次交换的现象。基因定位遗传作图

y

w

m

1.3

33.5？

34.1

32.8

1.3+32.8=34.1（理论值）

为什么y与m的观察值为33.5？

少了正好2倍的双交换率（2×0.3），因此在计算时要加上2倍的双交换率。

34.1=33.5+2×0.3基因定位三点测验的意义

比两点测交方便、准确，一次测交可以得到三次两点测交的结果，并且更准确。能获得双交换的数据。证实了基因在染色体上是直线排列的。基因定位基因定位：把已发现的某一突变基因用各种不同的方法确定在生物体的某一染色体的一定的位置上。系谱分析法非整倍体测交法连锁群法同线法基因定位常见方法：伴性遗传的分析与应用遗传因素使受精卵向雌性或雄性方向发育现象内外环境条件相互作用发育为某一性别的表型动物性别性别是一种表型，其发育必须经过两个步骤：

性别决定

性别分化影响因素染色体数目决定环境温度决定营养条件的影响年龄的影响激素的影响时间分配决定性别性染色体决定2.类型XY型：哺乳类、两栖类♀：XX♂：XY一、性染色体决定性别1.概念决定性别的关键基因位于一对染色体上，这对染色体称为性染色体。22+X22+Y配子22+X22对+XX子代22对+XY受精卵

22对+XY22对+XX亲代比例

1

：

1

1

：

1XY型性别决定2.性染色体类型ZW型：家禽和鸟类♀：ZW♂：ZZXO型与ZO型：昆虫XO型：♀XX