第四章數(shù)量性狀遺傳

1、《遺傳學(xué)》,麗江師范高等?？茖W(xué)校 生命科學(xué)系王石華 博士/教授410531564@qq.com,第八章 數(shù)量性狀的遺傳,第一節(jié) 數(shù)量性狀的特征第二節(jié) 數(shù)量性狀遺傳研究的基本統(tǒng)計(jì)方法第三節(jié) 數(shù)量性狀的遺傳模型和方差分析第四節(jié) 遺傳率的估算及其應(yīng)用,質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀,生物界遺傳性狀的變異有連續(xù)變異和不連續(xù)變異兩種。表現(xiàn)不連續(xù)變異的性狀為質(zhì)量性狀。如豌豆的花色、小麥的芒（有或無(wú)）表現(xiàn)連續(xù)變異的性狀稱為數(shù)量性狀。如

2、植株的高矮、果實(shí)的大小、產(chǎn)量、生育期等。,第一節(jié) 數(shù)量性狀的特征,一、數(shù)量性狀的特征與質(zhì)量性狀相比，數(shù)量性狀有兩個(gè)顯著的特征：數(shù)量性狀是可以度量的；表現(xiàn)為連續(xù)變異；數(shù)量性狀一般比質(zhì)量性狀更容易受環(huán)境條件的影響而發(fā)生變異。,數(shù)量性狀例子,玉米果穗長(zhǎng)度不同的兩個(gè)品系進(jìn)行雜交：F1的穗長(zhǎng)介于兩個(gè)親本之間；F2各植株的果穗長(zhǎng)度表現(xiàn)明顯的連續(xù)變異。,數(shù)量性狀例子,數(shù)量性狀例子,由于環(huán)境條件的影響，即使基因型純合的親本(P1、P2)和

3、基因型雜合一致的F1代，各個(gè)體的穗長(zhǎng)也呈現(xiàn)連續(xù)的分布。F2群體既有由于基因所造成的基因型差異，又有由于環(huán)境的影響所造成的差異，所以F2的連續(xù)分布比親本和F1都更廣泛。,質(zhì)量性狀與數(shù)量性狀的比較,質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀的相對(duì)性,區(qū)分性狀的方法不同，或觀察層次的不同，質(zhì)量性狀與數(shù)量性狀可能相互轉(zhuǎn)化。株高是一個(gè)數(shù)量性狀，但在有些雜交組合中，高和矮卻表現(xiàn)為簡(jiǎn)單的質(zhì)量性狀遺傳。小麥子粒的紅色與白色，在一些雜交組合中表現(xiàn)為一對(duì)基因的分離，而在有些

4、組合中表現(xiàn)為連續(xù)變異，即具有數(shù)量性狀的特征。,二、數(shù)量性狀的遺傳基礎(chǔ),數(shù)量性狀的遺傳規(guī)律與質(zhì)量性狀的遺傳規(guī)律有一定的區(qū)別。 1909年，瑞典遺傳學(xué)家Nilson-Ehle （尼爾遜· 埃爾）對(duì)小麥籽粒顏色的遺傳進(jìn)行研究后，提出多基因假說(shuō)，經(jīng)后人的試驗(yàn)得以論證而得到公認(rèn)。,（一）多基因假說(shuō)的實(shí)驗(yàn)根據(jù),（一）多基因假說(shuō)的實(shí)驗(yàn)根據(jù),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋,假設(shè)R基因使子粒呈紅色，每增加一個(gè)R，子粒的顏色就深一些。R，紅色增效基因R的效

5、應(yīng)可以累加R的等位基因?yàn)閞，r為減效基因,最簡(jiǎn)單的數(shù)量性狀，可假定由2對(duì)或3對(duì)基因決定小麥籽粒顏色2對(duì)基因的遺傳動(dòng)態(tài)圖示如下：,小麥籽粒顏色3對(duì)基因的遺傳動(dòng)態(tài)圖示如下,補(bǔ)充資料：楊輝三角形,兩個(gè)未知數(shù)和的n次方運(yùn)算后的各項(xiàng)系數(shù)依次為楊輝三角的第(n+1)行。,（二）多基因假說(shuō)的要點(diǎn),1、數(shù)量性狀由許多微效基因的聯(lián)合效應(yīng)所控制。2、多基因中的每一對(duì)基因?qū)π誀畋憩F(xiàn)型所產(chǎn)生的效應(yīng)是微小的。3、微效基因的效應(yīng)是相等而且相加的，故又稱多基

6、因?yàn)槔奂踊颉?、微效基因之間往往缺乏顯性。有時(shí)用大寫字母表示增效，小寫字母表示減效。,5、微效基因?qū)Νh(huán)境敏感。6、多基因往往有多效性，起微效基因的同時(shí)在其他性狀上可以作為修飾基因。7、多基因與主效基因一樣都處在細(xì)胞核的染色體上，并且具有分離、重組、連鎖等性質(zhì)。,（二）多基因假說(shuō)的要點(diǎn),三、超親遺傳,在植物雜交時(shí)，雜種后代出現(xiàn)的一種超越雙親的現(xiàn)象。,復(fù)習(xí)思考題,1、名詞解釋質(zhì)量性狀數(shù)量性狀,復(fù)習(xí)思考題,2、質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀的

7、區(qū)別。,復(fù)習(xí)思考題,3、什么是多基因假說(shuō)？4、判斷題多基因假說(shuō)同樣遵循分離規(guī)律，并可解釋超親遺傳。許多數(shù)量性狀具有超親遺傳現(xiàn)象，當(dāng)兩個(gè)純合親本雜交后，F(xiàn)1就表現(xiàn)出超親遺傳的現(xiàn)象。,（√）,（×）,對(duì)數(shù)量性狀的研究，一般是采用相應(yīng)的度量單位進(jìn)行度量，然后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。最常用的統(tǒng)計(jì)參數(shù)：平均數(shù)（mean）、方差（variance）標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation)相關(guān)系數(shù),第二節(jié) 數(shù)量性狀遺傳研究的基本

8、統(tǒng)計(jì)方法,一、平均數(shù),表示一組資料的集中性。通常應(yīng)用算術(shù)平均數(shù)。是某一性狀全部觀察值的平均值。,二、方差,表示一組資料的分散程度或離中性。全部觀察值偏離平均數(shù)的度量參數(shù)。方差愈大，平均數(shù)的代表性愈小。計(jì)算方法：先求出全部資料中每一個(gè)觀察值與平均數(shù)的離差的平方的總和，再除以觀察值個(gè)數(shù)。,三、標(biāo)準(zhǔn)差,方差的平方根值。方差和標(biāo)準(zhǔn)差是全部觀察值偏離平均數(shù)的重要度量參數(shù)。,四、相關(guān)系數(shù),相關(guān)系數(shù)是變量之間相關(guān)程度的指標(biāo)。相關(guān)系數(shù)的取

9、值范圍為[-1,1]。如兩者呈正相關(guān)，r呈正值，r=1時(shí)為完全正相關(guān)；如兩者呈負(fù)相關(guān)則r呈負(fù)值，而r=-1時(shí)為完全負(fù)相關(guān)。,第三節(jié) 數(shù)量性狀的遺傳模型和方差分析,（一）表現(xiàn)型值對(duì)個(gè)體某個(gè)性狀度量或觀察到的數(shù)值。如：某玉米的穗長(zhǎng)10cm；某水稻穗上有300粒稻谷；某人身高168cm；等。表現(xiàn)型值（P）是由基因型（G)和環(huán)境（E）共同決定的。P = G + E,一、數(shù)量性狀的遺傳模型,（二）基因型值的分解,加性效應(yīng) (additv

10、e effect)，A等位基因間和非等位基因間的累加效應(yīng)。顯性效應(yīng) (dominance effect)，D基因座位內(nèi)等位基因之間的互作效應(yīng)。上位性效應(yīng) (epistasis effect)，I非等位基因之間的相互作用。,二、常用的幾種群體的方差,,VP：表現(xiàn)型方差VG：基因型方差VE：環(huán)境方差,基因型方差是群體內(nèi)個(gè)體間基因型差異引起的變異量。基因型方差可以進(jìn)一步分解成：VG ＝VA＋VD＋VIVP ＝VA＋VD＋V

11、I＋VE,基因型方差,不分離群體的方差,一般來(lái)說(shuō)，純系農(nóng)作物品種親本P1、P2群體中各個(gè)個(gè)體的基因型是純合一致的。F1群體的各個(gè)個(gè)體的基因型是雜合一致的。這兩種群體均為不分離群體。不分離群體內(nèi)個(gè)體間沒有遺傳差異，所有的變異都是環(huán)境因素引起的。VE = 1/2（VP1 + VP2）或1/3(VP1 + VP2 + VF1),第四節(jié) 遺傳率的估算及其應(yīng)用,一、遺傳率的概念遺傳率（heritability）或稱遺傳力，是遺傳方差在總

12、方差中所占的比值。遺傳率是指某一性狀（表現(xiàn)型）由遺傳成分（基因型）所決定的比率。廣義遺傳率（H2B）狹義遺傳率（H2N）,二、遺傳率的估算,三、人和動(dòng)植物的一些性狀的狹義遺傳率,1、人類一些性狀的遺傳率,2、動(dòng)植物部分性狀的遺傳率,四、遺傳率在植物育種上的應(yīng)用,性狀的表現(xiàn)（表現(xiàn)型）是基因型和環(huán)境共同作用的結(jié)果，但對(duì)某一具體性狀而言，了解它的遺傳作用和環(huán)境影響在其表現(xiàn)中各占多大的比重，對(duì)于雜交育種極為重要。,四、遺傳率在植物育種上的

13、應(yīng)用,一般地說(shuō)，遺傳率高的性狀，容易選擇，遺傳率低的性狀，選擇的效果較小。遺傳率高的性狀，在雜種的早期世代選擇，收效較好。而遺傳率較低的性狀，則應(yīng)在雜種后期世代選擇才能收到較好的效果。,五、間接選擇,例如：產(chǎn)量等經(jīng)濟(jì)性狀遺傳率低，但是若這些性狀與某些遺傳率高的簡(jiǎn)單性狀密切相關(guān)，可以用這些簡(jiǎn)單性狀作為指標(biāo)進(jìn)行間接選擇，以提高選擇的效果。,復(fù)習(xí)思考題,1、名詞解釋遺傳率 基因加性方差顯性方差上位性方差遺傳方差,復(fù)習(xí)思考題,2、

14、遺傳方差占總方差的比重愈大，求得的遺傳率數(shù) ，說(shuō)明這個(gè)性狀受環(huán)境的影響 。,大,較小,復(fù)習(xí)思考題,3、遺傳方差的組成可分為（ ）和 兩個(gè)主要成分，而狹義遺傳力是指 占 的百分?jǐn)?shù)。,加性方差,非加性方差,加性方差,總方差,復(fù)習(xí)思考題,4、一個(gè)早熟小麥品種與

15、一個(gè)晚熟品種雜交，先后獲得F1、F2、B1、B2的種子在相同的試驗(yàn)條件下，得到各世代的表現(xiàn)型方差為：VP1=7、VP2 =5、VF1 =6、VF2 =30、VB1 =21、VB2 =19，試估計(jì)該性狀的環(huán)境方差VE= ，廣義遺傳率h2B= ，狹義遺傳率h2N= ，加性方差VA= 。,6,80%,66.6%,20,復(fù)習(xí)思考題,5、測(cè)得矮腳雞（P1）和蘆花雞以及它們雜種的體重的表