動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式課件

1、第十章 遺傳病的傳遞方式,本章重點(diǎn)和難點(diǎn)：遺傳病的遺傳方式和分析方法，單基因遺傳病、多基因遺傳病和染色體病的遺傳特點(diǎn)及分析,第一節(jié) 遺傳方式及分析方法 第二節(jié) 單基因遺傳病 第三節(jié) 多基因遺傳病,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,3,第一節(jié) 遺傳方式及分析方法,一、遺傳方式 性狀的遺傳方式有多種多樣，但總體可分為單基因遺傳和多基因遺傳兩大類(lèi)。 質(zhì)量性狀多屬于單基因遺傳，而數(shù)量性狀則多為多基因遺傳,性狀的形成都是取決于內(nèi)在的遺傳因素和外界環(huán)境因素共同作用的結(jié)果 遺傳因素對(duì)于各種不同性狀形成決定的影響程度是有所不同的 對(duì)遺傳方式的分析探討將有助于弄清性狀的發(fā)生機(jī)理及遺傳因素所起的作用,二、遺傳方

2、式的分析 1.系譜分析（pedigree analysis） 這是用于分析和判斷單基因遺傳方式的經(jīng)典方法，是一種順藤摸瓜式的追溯調(diào)查法 也就是當(dāng)發(fā)覺(jué)某種特殊遺傳性狀個(gè)體時(shí)，針對(duì)其家族中所有成員進(jìn)行癥狀、體征和血緣關(guān)系的調(diào)查、記錄繪制成系譜圖,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,6,現(xiàn)在除上述常規(guī)調(diào)查外還需要按研究需要加病理檢測(cè)診斷、染色體檢查、生化檢查和分子生物學(xué)檢查，來(lái)記錄和闡明某種性狀在家族中的遺傳方式、分析和解釋某些疾病的發(fā)病規(guī)律,先證者（proband）：指在對(duì)某個(gè)遺傳性狀進(jìn)行家系調(diào)查時(shí)，發(fā)現(xiàn)其家系中最初具有這一遺傳性狀的那個(gè)人。在遺傳病的家系調(diào)查中最初在醫(yī)院受到檢查的患者就是先證者,

3、系譜中常用符號(hào),動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,8,2. 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 如何判斷實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否與理論數(shù)據(jù)相符或不相符？ 遺傳學(xué)研究要求做到3點(diǎn)： （1）按照生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原則設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 （2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的量要求盡可能多 （3）對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)必須進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析,三、遺傳病(Genetic Disease)： 1.概念 是指由于遺傳物質(zhì)變異對(duì)個(gè)體造成有害的影響,表現(xiàn)為身體結(jié)構(gòu)缺陷或功能障礙,這種有害的遺傳信息按一定遺傳方式在世代間垂直傳遞。 注意: 1）缺乏遺傳因素就不會(huì)發(fā)生遺傳病 2）遺傳病的發(fā)生并非與環(huán)境完全無(wú)關(guān)，而是在不同程度上需要環(huán)境因素的作用才能發(fā)生,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,1

4、0,遺傳病的特點(diǎn)： 1）遺傳性 2）表現(xiàn)特征性癥狀，有一定發(fā)病年齡和病程 3）終生性 4）多數(shù)在幼齡發(fā)病，早期死亡 5) 病畜很大比例在胚胎或胎兒死亡,2. 遺傳病與先天性疾病的關(guān)系,遺傳病與后者即有相同也有區(qū)別 先天性疾病是指一生下來(lái)就表現(xiàn)出疾病。大多數(shù)遺傳病也表現(xiàn)為先天性疾病。但不等于先天性疾病就是遺傳病。 先天性疾病可以由遺傳因素引起，也可以由環(huán)境因素引起，而遺傳性疾病只是由遺傳因素引起。 先天性疾病的概念比遺傳性疾病的范圍廣,遺傳病常常有家族史，表現(xiàn)為家族性疾病，但并非所有遺傳病都有家族史。 家族性疾病也不一定就是遺傳性疾病。 如由環(huán)境因素引起的家族性疾病,3.遺傳病與家族性疾病的關(guān)系

5、,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,13,如顯性遺傳病表現(xiàn)為家族性，隱性遺傳病沒(méi)有家族性 或者即使是顯性遺傳病，也可因外顯率低或表現(xiàn)度各不相同，而不一定表現(xiàn)出明顯的家族史,3.遺傳病與家族性疾病的關(guān)系,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,14,4.遺傳病的分類(lèi),遺傳病,基因病,染色體病,單基因病,多基因病,常染色體病,性染色體病,顯性,隱性,隱性,顯性,常染色體病,性染色體病,數(shù)目異常,結(jié)構(gòu)變異,數(shù)目異常,結(jié)構(gòu)變異,第二節(jié) 單基因遺傳病,受一對(duì)等位基因控制的遺傳病稱(chēng)單基因遺傳病（monogenic disease，single gene disorder,一、常染色體顯性遺傳（autosom

6、al dominant inheritance, AD） (一) 完全顯性遺傳（complete dominance） 致病基因P位于常染色體上,且對(duì)其等位基因p完全顯性 下列基因型哪些發(fā)病? PP Pp pp,二)常染色體顯性遺傳的特點(diǎn)： （1）連續(xù)遺傳，世代間無(wú)中斷 （2）患者的雙親往往有一方是患者 （3）患者的同胞（半同胞）中，約有1/2個(gè)體發(fā)病，其子女中約有1/2個(gè)體發(fā)病 （4）患病個(gè)體與性別無(wú)關(guān) （5）雙親無(wú)病時(shí)，子女中一般不出現(xiàn)患者,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,18,常染色體顯性遺傳典型系譜,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,19,三)實(shí)例： 1.人類(lèi)短指癥是常見(jiàn)的手指（

7、足趾）先天畸形，是由于指骨或掌骨變短，或者是指骨缺少，導(dǎo)致手指（足趾）變短,成骨不全,短指癥,2. 馬多發(fā)性外生骨疣（multiple exostosis） 又名多發(fā)性軟骨發(fā)育異常、遺傳性變形性軟骨發(fā)育異常。 其特征是有很多骨的軟骨外生骨疣，形成于長(zhǎng)骨干骺處，干骺端變大，表面呈不規(guī)則突起，有時(shí)在出生時(shí)就表現(xiàn)癥狀,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,23,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,24,3. 遺傳性肌肥大(Hereditary muscular hypertrophy,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,25,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,26,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式

8、,27,遺傳機(jī)制: MSTN 基因突變失活導(dǎo)致肌肉肥大，呈現(xiàn)遺傳性的肌肥大,上述完全顯性遺傳的出現(xiàn)需要一定的條件： 一是必須有相當(dāng)?shù)臄?shù)量，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理 二是致病基因必須具有完全的外顯率和表現(xiàn)度,四)顯性遺傳的特殊形式,1. 不規(guī)則顯性（irregular dominance）遺傳 某些顯性致病基因在雜合子中受到某種遺傳背景和環(huán)境因素的影響,有時(shí)表現(xiàn)顯性而發(fā)病,有時(shí)不表現(xiàn)顯性而不發(fā)病,四)顯性遺傳的特殊形式,不全外顯率和不同表現(xiàn)度的存在，反映了一種遺傳性狀或遺傳病的形成，不僅受一對(duì)等位基因的影響，而且受內(nèi)外環(huán)境的影響，基因與環(huán)境間存在著復(fù)雜的關(guān)系,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,31,在單

9、基因遺傳中，性狀的表現(xiàn)除了受主基因影響外，尚可受修飾基因的修飾。另一方面，一種主基因也并非只對(duì)一種遺傳性狀有效應(yīng)，而可以影響到幾種性狀，這就是一因多效。這表明基因與性狀間并非簡(jiǎn)單的一對(duì)一的關(guān)系,2.共顯性遺傳（codominace） 等位基因基因之間不存在顯性與隱性關(guān)系雜合體中兩種等位基因的作用都得以表現(xiàn) ABO血型,HbS的溶解度下降5倍，形成管狀凝膠結(jié)構(gòu)，扭曲成鐮刀形；局部組織缺血缺氧導(dǎo)致腹痛和關(guān)節(jié)痛；細(xì)胞膜易破損，引起溶血性貧血癥狀,3.延遲顯性遺傳 有些顯性遺傳病并非是一出生就表現(xiàn)出來(lái)的，而往往要到一定年齡后才會(huì)陸續(xù)發(fā)生，這被稱(chēng)為延遲顯性。 例如：Huntington舞蹈癥，這種顯性遺

10、傳病在20歲發(fā)病的僅占患者總數(shù)的1%，到40歲時(shí)有38發(fā)病，而到60歲時(shí)才達(dá)到94發(fā)病?；颊弑憩F(xiàn)精神異常，智力衰退，伴隨出現(xiàn)面部、軀體和四肢不由自主的舞蹈動(dòng)作,4.不同表現(xiàn)度的顯性遺傳 具有同樣基因型的不同患畜雖然都有該病的病理性狀,但其嚴(yán)重程度卻有所不同 如豬的并趾癥,不規(guī)則顯性遺傳,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,37,Callipyge基因,5. 綿羊美臀性狀的遺傳,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,38,Callipyge基因 1983年，在美國(guó)俄亥拉馬州的道塞特羊群發(fā)現(xiàn)一公羊肌肉特別發(fā)達(dá)，其后代部分表現(xiàn)該性狀（雙肌臀性狀） 研究表明，該性狀由常染色體上的基因突變引起，已被定位于

11、18號(hào)染色體端粒區(qū)，該基因便是Callipyge基因,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,39,Callipyge基因的遺傳方式、遺傳效果及遺傳機(jī)理: Callipyge基因以“父本極性超顯性”方式遺傳，即只有從父本獲得該基因的雜臺(tái)子CN才能表現(xiàn)出雙肌臀性狀（Callipyge基因，N表正常野生型,二、常染色體隱性遺傳（autosomal recessive inheritance, AR） 控制遺傳性狀或遺傳病的基因位于常染色體上，其性質(zhì)是隱性的，在雜合狀態(tài)時(shí)不表現(xiàn)相應(yīng)性狀，只有隱性基因純合子（aa）方得以表現(xiàn),特 點(diǎn)： （1）呈散發(fā)狀態(tài)的不連續(xù)遺傳現(xiàn)象 （2）患者的雙親表現(xiàn)皆正常 （3）患

12、者在家庭同胞人數(shù)之中約占 1/4，且無(wú)性別差異 （4）近交導(dǎo)致AR發(fā)病概率顯著升高,由隱性基因控制的遺傳?。?豬應(yīng)激綜合征； 牛的無(wú)毛癥； 白化??； 先天性聾??； 苯丙酮尿癥； 進(jìn)行性肌營(yíng)養(yǎng)不良,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,43,1. 豬應(yīng)激綜合征(Porcine stress syndrome, PSS,豬應(yīng)激綜合征是指在應(yīng)激因子（如運(yùn)輸、轉(zhuǎn)欄、高溫、預(yù)防注射、配種等 ）的作用下，豬發(fā)生呼吸急促、心跳亢進(jìn)、體溫升高、肌肉僵直、后肢呈現(xiàn)痙攣性收縮，并伴隨突然死亡的一種征候群,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,44,應(yīng)激是指機(jī)體受到體內(nèi)外非特異性的有害因子(應(yīng)激原)的刺激所表現(xiàn)的機(jī)能障

13、礙和防御反應(yīng)(應(yīng)激反應(yīng)) 機(jī)體在生理范圍內(nèi)能夠適應(yīng)的正常應(yīng)激叫自然應(yīng)激,適當(dāng)?shù)淖匀粦?yīng)激可以使機(jī)體逐步適應(yīng)環(huán)境，提高生產(chǎn)性能,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,45,如果缺乏正常的應(yīng)激即應(yīng)激不足時(shí)，也會(huì)給動(dòng)物帶來(lái)不利影響。 如果應(yīng)激過(guò)度即機(jī)體受到長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度的應(yīng)激刺激時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的不利影響。 如生產(chǎn)性能的下降、發(fā)病、甚至死亡，即發(fā)生所謂應(yīng)激綜合征,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,46,PSS的主要表現(xiàn)特征 （1）PSE肉 豬屠宰后肌肉的顏色蒼白（pale），質(zhì)地松軟無(wú)彈性（soft）和汁液滲出（exudative）， 是劣質(zhì)肉的主要特征。 PSE肉宰后45分鐘pH低于5.8-5.9，系

14、水力60以下，肌肉顏色反射值25以上，肌肉紋理粗糙，肌肉塊互相分開(kāi),動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,47,2)DFD肉 豬在屠宰前所受的應(yīng)激強(qiáng)度較小而時(shí)間較長(zhǎng)，肌糖原消耗較多，體內(nèi)產(chǎn)生的乳酸少，被呼吸性堿中毒中和，肌肉出現(xiàn)切面干（dry），質(zhì)地較硬（firm）和色澤深暗（dark）, 是劣質(zhì)肉的另一種表現(xiàn),動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,48,HAL Gene Effects on Quality,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,49,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,50,3) MHS 惡性高溫綜合征（Maliglant Hyperthermia Synarome ）： 應(yīng)激敏

15、感豬在受到應(yīng)激刺激或吸入氟烷、琥珀酰膽堿和氯仿后就會(huì)發(fā)生一種稱(chēng)為惡性高溫綜合征候群，體表有充血紫斑,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,51,PSS受常染色體上一隱性氟烷基因（haln）控制，呈簡(jiǎn)單的孟德?tīng)柺竭z傳方式，基因型有3種（ halNN ，halNn ，halnn ），具有可變的外顯率和表現(xiàn)度,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,52,4) 豬氟烷基因的檢測(cè) 氟烷檢測(cè) 氟烷（CF3CHBrCl）又稱(chēng)三氟溴氯乙烷，是一種麻醉劑。 氟烷測(cè)驗(yàn)（halothane testing）是指借助麻醉儀，使幼豬吸入混有氟烷的氧氣以觀察其反應(yīng)，從而推斷應(yīng)激敏感性,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,53

16、,根據(jù)其征狀可分為三種類(lèi)型： 氟烷陽(yáng)性（halothane positive, HP）， 即應(yīng)激敏感豬（stress susceptible，SS） 氟烷陰性（halothane negative, HN）， 即應(yīng)激抵抗豬（stress resistant, SR） 可疑豬（doubtful for halothane, HD,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,54,氟烷測(cè)驗(yàn)的局限性： 無(wú)法檢測(cè)出雜合子； Haln基因外顯率不完全，有些Halnn呈陰性反應(yīng)，而有些HalNn呈陽(yáng)性反應(yīng),動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,55,PSS的分子機(jī)制： 大量的研究發(fā)現(xiàn)蘭尼啶受體（ryanodine

17、receptor, RYR1）基因作為氟烷基因的主要候選基因,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,56,MHS是由骨骼肌肌漿內(nèi)Ca2濃度調(diào)節(jié)異常造成的,而Ca2濃度調(diào)節(jié)異常又是由于肌漿網(wǎng)Ca2釋放通道（CRC）缺陷所造成的。 Meissner(1986)發(fā)現(xiàn)了一種植物堿蘭尼啶與鈣釋放通道蛋白特異結(jié)合，并與HalNN ，HalNn 和Halnn豬的肌漿網(wǎng)中CRC結(jié)合力有差異,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,57,當(dāng)應(yīng)激發(fā)生時(shí)，Ca2+大量非正常釋放，引起肌肉持續(xù)收縮，因而引起應(yīng)激綜合征,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,58,RYR1基因已被精確地定位于6q1121。 通過(guò)對(duì)RYR1cDN

18、A序列分析，發(fā)現(xiàn)HP和HN有18處堿基改變，其中只有一個(gè)堿基突變引起了氨基酸的改變，即C1843突變?yōu)門(mén)，引起氨基酸（Arg615 Cys），從而引起結(jié)構(gòu)與功能的改變,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,59,該位點(diǎn)突變引起了限制性?xún)?nèi)切酶酶切位點(diǎn)改變，即由HhaI（-5GCG C-，HalN）酶切位點(diǎn)變?yōu)镠giAI（-5GTGCT C， Haln ）的酶切位點(diǎn)，可通過(guò)PCR-RFLP進(jìn)行檢測(cè)。 Cys-半胱氨酸,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,60,HAL (halothane) gene in swine,Halothane gene - variants H and h HH pigs

19、 are normal hh pigs susceptible to halothane gas porcine stress syndrome (PSS) pale soft exudative (PSE) meat higher lean percent Hh pigs - mostly like HH pigs,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,61,HH hh,GCG T- -GCGC,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,62,HH,hh,PCR-RFLP,Meat quality testing,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,63,第3、4、5、7、8道的個(gè)體的基因型是PSS

20、NN，第2道的個(gè)體基因型是PSSnn，而第6道則是PSSNn,氟烷基因PCR-RFLP檢測(cè),動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,64,牛的無(wú)毛癥,白化病,苯丙酮尿癥：由于基因突變導(dǎo)致肝臟中 苯丙氨酸羥化酶缺陷，從而引起苯丙氨 酸代謝障礙，引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷,進(jìn)行性肌營(yíng)養(yǎng)不良,三、性連鎖遺傳（sex-linked inheritance) 1. X連鎖隱性遺傳（X-linkage recessive inheritance） 致病基因位于X染色體上, 且對(duì)其等位基因呈隱性,患者遠(yuǎn)多于； 患者的雙親都無(wú)病，致病基因是由攜帶者母親交叉遺傳而來(lái)；患者的全同胞，姨表兄弟，外甥中均可能有患者,特點(diǎn) （

21、1）男性患者遠(yuǎn)多于女性患者 （2）男性患者的隱性致病基因是來(lái)自其攜帶者母親，而女性患者的父親肯定也是患者 （3）男性患者的同胞兄弟，外祖父，外孫，姨表兄弟和外甥中也常見(jiàn)患者 （4）一般世代間呈現(xiàn)不連續(xù)的隔代遺傳現(xiàn)象 如紅綠色盲,2 .X連鎖顯性遺傳（X-linkage dominant inheritance） 特點(diǎn): （1）男性（XAY）和女性（XA Xa）都會(huì)發(fā)??； （2）女患者致病基因既傳兒子又傳女兒，且機(jī) 會(huì)均等； （3）男患者的致病基因只傳女兒； （4）女患者人數(shù)多于男患者，但病情比男患者 輕,抗維生素佝僂病,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,74,3.Y連鎖遺傳（Y-linkag

22、e inheritance,致病基因位于Y染色體上,X 染色體上無(wú)相應(yīng)等位基因,致病基因始終隨Y染色體在公畜上下代之間傳遞,母畜全不發(fā)病 動(dòng)物中未發(fā)現(xiàn) 人:外耳道多毛癥,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,75,一、質(zhì)量性狀（qualitative trait）與 數(shù)量性狀（quantitative trait,第三節(jié) 多基因遺傳,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,76,第三節(jié) 多基因遺傳,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,77,第三節(jié) 多基因遺傳,人種”為質(zhì)量性狀，“成績(jī)”為數(shù)量性狀,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,78,多基因遺傳 ( Polygenetic Inheritance

23、 ) : 是指生物和人類(lèi)的許多表型性狀由不同座位的較多基因協(xié)同決定，而非單一基因的作用，因而呈現(xiàn)數(shù)量變化的特征，故又稱(chēng)為數(shù)量性狀遺傳,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,79,質(zhì)量性狀（qualitative trait）：性狀的變異可以截然區(qū)分為幾種明顯不同的類(lèi)型，一般用語(yǔ)言來(lái)描述,數(shù)量性狀（quantitative trait）：變異是連續(xù)的，個(gè)體間表現(xiàn)的差異只能用數(shù)量來(lái)區(qū)別,一、質(zhì)量性狀與數(shù)量性狀,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,80,質(zhì)量性狀（qualitative trait）：性狀的變異可以截然區(qū)分為幾種明顯不同的類(lèi)型，一般用語(yǔ)言來(lái)描述,數(shù)量性狀（quantitative tr

24、ait）：變異是連續(xù)的，個(gè)體間表現(xiàn)的差異只能用數(shù)量來(lái)區(qū)別,數(shù)量性狀特征: 可以度量 呈連續(xù)變異 易受環(huán)境影響 多基因（polygenic）控制 如 產(chǎn)奶量、豬的瘦肉率、生長(zhǎng)速度等,表1 質(zhì)量性狀與數(shù)量性狀的比較,質(zhì)量性狀 數(shù)量性狀,性狀主要類(lèi)型 品種特征、外貌特征 生產(chǎn)、生長(zhǎng)性狀 遺傳基礎(chǔ) 少數(shù)主基因控制 微效多基因 遺傳關(guān)系簡(jiǎn)單 復(fù)雜 變異表現(xiàn)方式 間斷型 連續(xù)型 考察方式 描述 度量 環(huán)境影響 不敏感 敏感 研究水平 家庭 群體 研究方法 系譜分析、概率論 生物統(tǒng)計(jì),二、數(shù)量性狀的遺傳方式 1.中間遺傳 中間遺傳的特點(diǎn)： (1)子一代的平均表型值介于兩親本平均表型值之間，其變異范圍不大 (

25、2)子二代的平均表型值與子一代相近，但變異范圍比子一代大,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,84,二、數(shù)量性狀的遺傳方式 2.超親遺傳與雜種優(yōu)勢(shì) 雜種優(yōu)勢(shì)（heterosis） 超親遺傳(transgressive inheritance,三、數(shù)量性狀的遺傳基礎(chǔ),一）多基因假說(shuō) 1、小麥粒色遺傳 （The inheritance of grain color in wheat） 1909年,瑞典植物育種學(xué)家 Nilsson-Ehle 提出,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,86,P 紅粒 白粒 A1A1A2A2 A3A3 a1a1a2a2 a3a3 F1 A1 a1A2 a2A3 a3 F

26、2有效基因數(shù) 6R 5R 4R 3R 2R 1R 0R 表現(xiàn)型 最深紅 暗紅 深紅 中深紅 淺紅 最淺紅 白 表型比率 1 6 15 20 15 6 1 紅： 白 63： 1,P: A1A1A2A2A3A3a1a1a2a2a3a3 F1 : A1a1A2a2A3a3 F2: 6A 5A1a 4A2a 3A3a 2A4a 1A5a 6a 頻率：1/64：6/64：15/64：20/64：15/64：6/64：1/64 穗長(zhǎng)： 18 ：17 ：16 ： 15 ： 14 ： 13 ：12,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,88,2. 數(shù)量性狀的多基因假說(shuō) (The polygene hypothe

27、sis of quantitative trait,數(shù)量性狀的遺傳是由多基因系統(tǒng)控制的，也即其表型是由多個(gè)基因的共同作用形成的。每個(gè)基因?qū)Ρ硇偷挠绊懕容^微小，故稱(chēng)這類(lèi)基因?yàn)槲⑿Ф嗷?polygene)或微效基因(minor gene)。而相應(yīng)地把控制質(zhì)量性狀的基因稱(chēng)為主（效）基因(major gene)，以示區(qū)別。 微效基因與主效基因一樣，都是位于細(xì)胞核的染色體上，服從于Mendel的遺傳法則，具有分離和重組、連鎖和交換、突變等性質(zhì)。 微效基因的效應(yīng)是相等而且相加的，故又被稱(chēng)為累加基因。 各個(gè)等位基因之間往往表現(xiàn)為不完全顯性或無(wú)顯性，但也有表現(xiàn)完全顯性的。在數(shù)量遺傳學(xué)中，用大寫(xiě)字母表示增效基

28、因，用小寫(xiě)字母表示減效基因，也即大小寫(xiě)字母并不用以表示顯隱性,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,89,由于涉及的基因數(shù)量多，每個(gè)基因?qū)Ρ硇偷挠绊懕容^微小，加上數(shù)量性狀對(duì)環(huán)境比較敏感，所以極難把微效基因個(gè)別的效應(yīng)區(qū)別開(kāi)來(lái)，需要用統(tǒng)計(jì)學(xué)的分析方法進(jìn)行研究。而控制質(zhì)量性狀的主基因?qū)π誀畹淖饔帽容^明顯，容易從雜種分離世代鑒別出來(lái)。 有些性狀雖然主要是受一對(duì)或少數(shù)幾對(duì)主效基因控制的，但另外還有一組效果微小的基因能增強(qiáng)或削弱主效基因?qū)Ρ憩F(xiàn)型的作用，這類(lèi)微效基因稱(chēng)為修飾基因(modifying factors)。例如，牛的毛色花斑是由一對(duì)隱性基因所控制的，但花斑的大小則是一組修飾基因影響主效基因的結(jié)果。又

29、例如，小家鼠有一種引起白斑的顯性基因，因不同品系各具不同數(shù)目的修飾基因，所以不同品系所表現(xiàn)的白斑大小也有差別。 微效基因往往具有多效性，即一個(gè)基因往往同時(shí)對(duì)若干性狀起作用，并且既可以都表現(xiàn)為微效基因，也可對(duì)某性狀是微效基因，而對(duì)另一性狀是主效基因。 由于基因的重組和交換，在雜種后代中由微效基因控制的數(shù)量性狀可以出現(xiàn)超親遺傳(transgressive inheritance)現(xiàn)象,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,90,二）數(shù)量性狀基因座 數(shù)量性狀基因座（quantitative trait locus, QTL）: 對(duì)數(shù)量性狀有較大影響的基因座 傳統(tǒng)數(shù)量遺傳學(xué)理論認(rèn)為, 數(shù)量性狀的遺傳基礎(chǔ)

30、是遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的微效多基因。 然而后來(lái)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)一些數(shù)量性狀, 尤其是經(jīng)濟(jì)重要性狀是由巨效基因(或稱(chēng)主基因) 和微效多基因共同控制的,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,91,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,92,Testing program,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,93,二）數(shù)量性狀基因座,對(duì)這類(lèi)基因或位點(diǎn)的識(shí)別與定位, 也就是對(duì)數(shù)量性狀的分子遺傳基礎(chǔ)數(shù)量性狀位點(diǎn)的研究將數(shù)量遺傳學(xué)推向了一個(gè)新的層次,四、多基因遺傳病,一些常見(jiàn)的先天性畸形 ( Congenital Malformation ) 和常見(jiàn)而病因復(fù)雜的疾病，其發(fā)病率一般都超過(guò) 1/1000，疾病的發(fā)生都有一定

31、的遺傳基礎(chǔ)，并表現(xiàn)有家族性?xún)A向，但又不是單基因遺傳，患者的同胞的發(fā)病率不遵循1/2，或者是1/4的規(guī)律，大約僅1% 10%，表明這些疾病有多基因的遺傳基礎(chǔ)，故稱(chēng)為多基因病 ( Polygenic Disease,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,95,四、多基因遺傳病,多基因遺傳病的特點(diǎn),家族聚集性。無(wú)明顯的遺傳方式，在系譜分析中，不符合單基因遺傳方式。疾病在子代的再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)表現(xiàn)出家族聚集性,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,96,四、多基因遺傳病,多基因遺傳病的特點(diǎn),2. 隨著親屬級(jí)別的降低，患者親屬的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)迅速降低 在發(fā)病率低的疾病中更為明顯,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,97,

32、四、多基因遺傳病,多基因遺傳病的特點(diǎn),3. 近親婚配時(shí)子女患病風(fēng)險(xiǎn)增高。但是不如常染色體隱性遺傳病顯著，這可能與多因子的積累有關(guān)。 病情（畸形）越嚴(yán)重，再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)越大。這說(shuō)明遺傳因素起這主要作用,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,98,四、多基因遺傳病,多基因遺傳病的特點(diǎn),5. 當(dāng)發(fā)病率有性別差異時(shí)，發(fā)病率高的性別閾值低，發(fā)病率低的性別閾值高,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,99,五、易患性與閾值 易患性（liability）: 是指由遺傳因素和環(huán)境因素共同作用所決定的患某種遺傳病的可能性大小,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,100,五、易患性與閾值 閾值（threshold）:在一個(gè)

33、群體中，多基因遺傳病的易患性的變異呈現(xiàn)連續(xù)的正態(tài)分布，即大部分個(gè)體的易患性接近平均值，易患性很低和很高的個(gè)體很少，當(dāng)個(gè)體的易患性達(dá)到一定界限后就要發(fā)病，這個(gè)易患性界限就叫做閾值,六、遺傳力（Heritability,遺傳力(率):它是指某一性狀的遺傳方差在表型總方差中的比率,在多基因遺傳病中，易患性受遺傳因素和環(huán)境因素的雙重影響，其中遺傳因素對(duì)群體變異所起作用的部分用遺傳力（heritability）度量,一)個(gè)體表型值的剖分 P = G + E = (A + D + I)+ E,P: 表型值 G: 基因型值 E: 環(huán)境效應(yīng)值 A: 加性效應(yīng) D: 顯性效應(yīng) I: 上位效應(yīng),動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-

34、遺傳病的傳遞方式,105,二)群體表型方差的剖分,Vp = VA + VE,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,106,三)遺傳力的概念,Vp = VA + VE 這個(gè)公式對(duì)我們有何啟示? J Lush 1937 年提出遺傳力的概念,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,107,三)遺傳力的概念,1. 廣義遺傳力(Heritability in the broad sense)：數(shù)量性狀總的遺傳方差（VG）占表型方差(VP )的比例,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,108,三)遺傳力的概念,2. 狹義遺傳力(Heritability in the narrow sense)：數(shù)量性狀加性遺傳方差（VA）占表型方差的比例,動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,109,三)遺傳力的概念,3. 實(shí)現(xiàn)遺傳力(Realized Heritability) ：指對(duì)數(shù)量性狀進(jìn)行選擇時(shí)，通過(guò)親代獲得的選擇效果，在子代能得到的選擇反應(yīng)大小所占的比值，這一概念反映了遺傳力的實(shí)質(zhì),動(dòng)物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式,110,七、多基因遺傳病復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的估計(jì) (一) 概念與意義 特定交配類(lèi)型所生后代中患者所占百分率，稱(chēng)為復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)率。它表示某一缺陷復(fù)發(fā)的概率或風(fēng)險(xiǎn)性。 經(jīng)驗(yàn)復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)率：通