畜禽繁殖與改良5-5

1、畜禽繁殖與改良教案第一章 畜禽遺傳基礎 第二節(jié) 遺傳規(guī)律（七）授課課時：2課時（2011-05-5）教學目的：了解遺傳的物質基礎；掌握變異的基本規(guī)律；明確遺傳的三大定律。教學重點：知道細胞的基本結構和細胞的分裂規(guī)律；運用遺傳的三大定律進行單基因行裝的遺傳分析；具備應用遺傳變異知識指導畜禽遺傳改良的實踐能力。教學難點：知道細胞的基本結構和細胞的分裂規(guī)律；運用遺傳的三大定律進行單基因行裝的遺傳分析；具備應用遺傳變異知識指導畜禽遺傳改良的實踐能力。 教學方法：以ppt教學和問答法為主，啟發(fā)法，發(fā)現(xiàn)法和學習探討法相結合。課程導入：總結上節(jié)課所學內容，開始新課學習，然后導入新課。教學內容：第五章 數(shù)量性

2、狀的遺傳分析以前所學性狀如水稻的梗與糯，豌豆種子的圓與皺等。相對性狀差異明顯，一般沒有過渡類型，這種變異為不連續(xù)變異，呈不連續(xù)變異的性狀叫質量性狀。通常把差異不明顯的變異叫連續(xù)變異，呈連續(xù)變異的性狀叫數(shù)量性狀。如作物的產(chǎn)量、成熟期，棉花的纖維長度等。數(shù)量性狀的遺傳要比質量性狀復雜得多，它是由多對基因控制的，而且它們的表現(xiàn)容易受環(huán)境的影響（則受遺傳因素的影響較小），同一品種在不同環(huán)境條件下，數(shù)量性狀的表現(xiàn)會有很大的差別。因此，研究數(shù)量性狀的遺傳時，往往要分析多對基因的遺傳表現(xiàn)，并要特別注意環(huán)境條件的影響。1 數(shù)量性狀的遺傳機制 1908年尼爾森（Nilsson）實驗：小麥子粒顏色硬質多為紅粒，粉

3、質多為白粒。紅粒×白粒 紅粒 紅粒（淺紅，最淺紅）：白=3：1紅粒×白粒 紅粒 紅粒（深紅，中紅，淺紅，最淺紅）：白=15：1 紅粒×白粒 紅粒 紅粒（最深紅，暗紅，深紅，中紅，淺紅，最淺紅）：白=63：1多基因假說：（1） 數(shù)量性狀是由多對基因控制的，每個基因對表型的影響或作用微小，把這些控制數(shù)量性狀作用微小的基因叫微效基因。把控制質量性狀的基因相對應地叫做主基因。（2） 控制同一數(shù)量性狀的非等位基因之間的效應相等，而等位基因之間的效應不同，因此把作用大的叫有效基因，把作用小的基因或無作用的叫無效基因。（3） 等位基因之間一般為不完全顯性或無顯隱性。（4） 各基

4、因的作用是累加的，呈劑量效應。 解釋：用R1r1，R2r2，R3r3表示小麥紅粒白粒。假設R為控制紅色素形成的基因，r為不能控制紅色素形成的基因。R1R2R3為非等位基因，其對紅色素的合成效應相同，且為累加效應。紅粒R1 R1R2 R2R3 R3 × 白粒r1 r1 r2 r2 r3 r3 紅粒R1r1R2r2R3r36R 5R1r 4R2r 3R3r 2R4r 1R5r 6r最深紅 暗紅 深紅 中紅 淺紅 最淺紅 白紅粒r1 r1R2 R2 R3 R3 × 白粒r1 r1r2 r2 r3 r3紅粒r1 r1R2r2R3r34R 3R1r 2R2r 1R3r 4r深紅 中紅

5、 淺紅 最淺紅 白紅粒r1 r1r2 r2R3R3 × 白粒r1 r1 r2 r2r3 r3紅粒r1 r1r2 r2R3r32R 1R1r 2r淺紅 最淺紅 白小麥株高假定有10對基因控制，用Tt表示，每個T的貢獻為（10070）÷20=1.5（cm）T與t無顯隱性關系，全部t的作用為70cm，每個T在t的基礎上增加一個效應。2 二 數(shù)量性狀和質量性狀的異同點2.1 相同點數(shù)量性狀和質量性狀都是生物體表現(xiàn)出來的生理特性和形態(tài)特征，都屬性狀范疇，都受基因控制?？刂茢?shù)量性狀和質量性狀的基因都位于染色體上。它們的傳遞方式都遵循孟德爾式遺傳，即符合分離規(guī)律，自由組合規(guī)律和連鎖互換規(guī)

6、律。2.2 不同點質量性狀差異明顯，呈不連續(xù)變異，表型呈現(xiàn)一定的比例關系，一般受環(huán)境的影響較小。而數(shù)量性狀差異不明顯，呈連續(xù)變異，表型一般不呈現(xiàn)一定的比例關系，一般受環(huán)境的影響較大。質量性狀受單基因控制，數(shù)量性狀受多基因控制。前邊講任何一個性狀都有多基因的基礎（多因一效），而此處卻說單基因控制。這里的單不是單個基因，而是不同基因作用方式不同（實際還是多基因控制）。ABCD 紅花ABcD 白花2.3 聯(lián)系： 有些性狀因區(qū)分的標準不同而不同，可以是質量性狀又可以是數(shù)量性狀。如小麥粒色，非此即彼即質量性狀，若測其含紅色素多少則為數(shù)量性狀。 有些性狀因雜交親本相差基因對數(shù)的不同而不同（相差越多則連續(xù)性

7、越強）。 有些基因既控制數(shù)量性狀又控制質量性狀。例白三葉草中，兩種獨立的顯性基因相互作用引起葉片上斑點的形成，這是質上的差別，但這兩種顯性基因的不同劑量又影響葉片的數(shù)目，這是量上的差別。 控制數(shù)量性狀的基因和控制數(shù)量性狀的基因可以連鎖、互換、自由組合。菜豆種皮有紫、白，紫對白顯性。紫（PP）與白（pp）雜交，F(xiàn)2紫白比例為3：1，屬質量性狀；但稱不同顏色種子質量時，PP30.7厘克，Pp28.3厘克，pp26.4厘克，屬數(shù)量性狀。紫白基因與種子質量基因緊密連鎖。3 數(shù)量性狀的研究方法要求群體數(shù)量要大，“稱、量、數(shù)”（劉祖洞255頁玉米穗長分布）3.1 平均數(shù)mean x=xi/n=(fx)/n

8、只反映某一群體的平均表現(xiàn)，并不反映該群體的離散程度。3.2 方差方差V= s2=(x-x)2/n，x-x稱離均差。 n只限于平均數(shù)是由理論假定的時候，如果平均數(shù)是從實際觀察數(shù)計算出來的，則分母就必須用n-1。F2比F1的方差大，表明F2的離散程度變異程度大。這是因為：F1個體基因型一樣，其方差是環(huán)境造成的，稱為環(huán)境方差；F2基因型有分離，方差=遺傳方差+環(huán)境方差。3.3 標準差標準差s= V，可以反映群體內部的離散程度，衡量x的代表性。V越小，則代表性越大，反之則代表性越小。4 數(shù)量性狀的表型在統(tǒng)計學上的特征（1）兩個純合親本雜交，F(xiàn)1往往表現(xiàn)為中間類型；（2）F1和F2的平均表現(xiàn)接近，但F2

9、的變異程度大于F1；（3）數(shù)量性狀的表型特征體現(xiàn)在群體而不是個體；（4）表型變化服從于正態(tài)分布。解釋： AA×aaAa 從基因型（遺傳學角度上），親本為2A，F(xiàn)1為1A，介于兩親本之間F1為Aa，每個個體平均含有有效基因的數(shù)量；F2平均下來也為Aa（1/4AA+1/2Aa+1/4aa）=Aa，但方差不同。 5 遺傳力的估算（遺傳度）表型值P：數(shù)量性狀任何一個個體的數(shù)值。決定P的因素有遺傳和環(huán)境，由遺傳因素決定的部分叫基因型值（G），由環(huán)境因素決定的部分叫環(huán)境因子（E）。 P=G+EE是G偏離P的部分。G是上代對下代的期望值，反映了上代對下代要求的具體的基礎。G/P表示遺傳力。推論到群

10、體中，P=G+E，P=G+E，PP=（G+E）（G+E）=（GG）+（EE）（PP）2=（GG）2+（EE）2+2（GG）（EE）表型方差VP=(PP)2/n = (GG)2/n+(EE)2/n+2(GG) (EE)/n =VG+VE+2COVEG其中VG為遺傳方差，VE為環(huán)境方差，VEG為協(xié)方差（為環(huán)境與遺傳的相互作用，當環(huán)境與遺傳獨立時，其值為0）。5.1 廣義遺傳力 遺傳方差與總方差（表型方差）的比值。H2=VG/VP×100%=(VP-VE) /VP×100%5.2 狹義遺傳力遺傳方差中可固定遺傳的加性方差與總方差的比值，比廣義遺傳力更為精確一些。 顯性方差VD：由

11、等位基因之間的顯隱性造成的方差（不完全顯性也有部分顯性）。AA、Aa和aa在表型上有區(qū)別，雖然都含有A基因，但因基因的顯隱性不同造成。 加性方差VA：群體里不同個體所含有有效基因多少不同而造成的方差。如：小麥籽粒顏色6R、5R、4R中含R數(shù)不同造成。 互作方差VI：非等位基因之間的相互作用不同造成的不同個體表現(xiàn)不同，這樣造成的方差。 如：A1B1的作用值=1；A1B2在一起時的作用值為1.1；A2B1在一起時作用值為1.2；A2B2在一起時的作用值為1.3。 VG=VD+VA+VI VP=VD+VA+VI+E 隨著雜交代數(shù)的增加，雜合體的頻率變小，VD值變?。籚A比較固定，目前已知道；VI目前

12、尚不清楚。定義狹義遺傳力h2=VA/P×100%5.3 遺傳力的估算 一般為F2群體的表型方差。所以H2=（VF2VE）/VF2×100% 種于同一地點保持環(huán)境一致，則VEP1=VEP2=VEF1=VEF2， F1的表型方差VF1=VGF1+VEF1，因為VGF1=0（F1基因型相同），所以VF1=VEF1=VE，所以H2=（VF2VF1）/VF2 親本的表型方差VP1=VEP+VGP=VEP（純合親本的基因型相同，VGP=0） 所以H2=（VF2VF1）/VF2×100%=VF21/2（VP1+VP2）/VF2=VF21/3（VP1+VP2+VF1）/VF2 因

13、為VP1、VP2和VF1理論上相同，但也有差異，故用平均數(shù)計算 狹義遺傳力 VA=2VF2（VB1+VB2），（B1、B2分別為F1與P1、P2回交一代） h2=VA/VF2=2VF2（VB1+VB2）/VF25.4 遺傳力的應用 指導育種工作，如何指導育種工作？選擇G=sh2G：遺傳獲得量（或遺傳進展），s：選擇差一個群體中，上代x上=6，當代選x=10，則遺傳進展表現(xiàn)為x=8，G=8-6=2，選擇差為s=10-6=4，x-=s若h2=50%，s=4，則G =4×50%=2，因此預測后代平均數(shù)x= x上代+2=86 近親繁殖與雜種優(yōu)勢6.1 近親繁殖血緣關系比較近的個體之間進行交配

14、。包括：自交、回交、全同胞、半同胞、表兄妹 自交：（植物或特別低等動物之間發(fā)生）世代 自交代數(shù) 基因型及比例 雜合體比例 純合體比例F1 0 1Aa 1 0F2 1 1/4AA，2/4Aa，1/4aa 1/2 1/2F3 2 1/4AA，2/16AA，4/16Aa，2/16aa，1/4aa 1/4 3/4F4 3 6/16AA，4/64AA，8/64Aa，4/64aa，6/16aa 1/8 7/8. . . . . Fr r-1 (1/2)r-1 1-(1/2)r-1Fr+1 r (1/2)r 1-(1/2)r一對等位基因隨著自交代數(shù)的增加，純合體的比例越來越多，雜合子的比例越來越?。籲對等位

15、基因隨著自交代數(shù)r的增加，純合體的比例1-(1/2)rn，雜合體的比例1-1-(1/2)rn，純合速度減慢。自交的遺傳學效應： 導致基因純合； 形成多種基因型的純合體（或純系）； 導致生活力下降（自然狀態(tài)下，雜交繁殖的個體人為自交則生活力下降）。 回交回交代數(shù) 基因型及比例 雜合體比例 純合體比例B0 Aa 1 1-1B1 1/2Aa，1/2aa 1/2 1-1/2B2 1/4Aa，1/4aa，1/2aa 1/4 1-1/4B3 1/8Aa，1/8aa，3/4aa 1/8 1-1/8 . . . .Br . (1/2)r 1-(1/2)r一對等位基因回交后代純合體的速率同自交一樣。回交的遺傳學

16、效應： 導致基因純合，純合的速度同樣是1-(1/2)r，但自交是所有純合體加起來的速度，回交只一種純合體。對于某一純合體來說，回交純合速度是更快的。AaBb自交，產(chǎn)生AABB、Aabb、aaBB、aabb，共占4/16，其中aabb僅1/16；AaBb與aabb回交，產(chǎn)生aabb的比例為4/16。 后代純合體的基因型只有一種，即輪回親本的基因型（aa）。 同樣導致生活力下降。6.2 近交系數(shù)：一個個體從某一祖先得到一對純合的、而且遺傳上等同的基因的概率。常記作F。同一座位的兩個基因如果分別來自無親緣關系的兩個祖先，盡管這兩個基因的結構相同，不是遺傳上等同的，只有同一祖先的特定基因的兩個拷貝，才可稱為遺傳上等同的。6.3 雜種優(yōu)勢親緣關系比較遠的兩個親本雜交一代在產(chǎn)量、株高、抗性、生活能力等方面優(yōu)于雙親的現(xiàn)象。優(yōu)于雙親的平均數(shù)(P1+P2)/2； 優(yōu)于雙親中最好的Pm； 優(yōu)于當?shù)赝茝V的最優(yōu)良品種。 現(xiàn)在有多種作物里面使用雜交種：水稻、玉米、小麥 如何制備雜交種？（不同生物采取方