動物遺傳學(xué)第十章-遺傳病的傳遞方式

1、本章重點和難點：遺傳病的遺傳方本章重點和難點：遺傳病的遺傳方式和分析方法，單基因遺傳病、多基因式和分析方法，單基因遺傳病、多基因遺傳病和染色體病的遺傳特點及分析。遺傳病和染色體病的遺傳特點及分析。 先證者先證者（proband）：）：指指在對某個遺傳性狀在對某個遺傳性狀進行家系調(diào)查時，進行家系調(diào)查時，發(fā)現(xiàn)其家系中最初發(fā)現(xiàn)其家系中最初具有這一遺傳性狀具有這一遺傳性狀的那個人。在遺傳的那個人。在遺傳病的家系調(diào)查中最病的家系調(diào)查中最初在醫(yī)院受到檢查初在醫(yī)院受到檢查的患者就是先證者的患者就是先證者 系譜中常系譜中常用符號用符號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

2、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2. 2. 馬多發(fā)性外生骨疣（馬多發(fā)性外生骨疣（multiple multiple exostosisexostosis）又名多發(fā)性軟骨發(fā)育異常、遺傳性變形性軟骨發(fā)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。育異常。其特征是有很多骨的軟骨外生骨疣，形成于長骨其特征是有很多骨的軟骨外生骨疣，形成于長骨干骺處，干骺端變大，表面呈不規(guī)則突起，有時干骺處，干骺端變大，表面呈不規(guī)則突起，有時在出生時就表現(xiàn)癥狀。在出生時就表現(xiàn)癥狀。3. 遺傳性肌肥大遺傳性肌肥大(Hereditary muscular hypertrophy)遺傳機制遺傳機制:MSTN

3、 基因突變失活導(dǎo)致肌肉肥大，呈基因突變失活導(dǎo)致肌肉肥大，呈現(xiàn)遺傳性的肌肥大現(xiàn)遺傳性的肌肥大HbS的溶解度下降的溶解度下降5倍，形成倍，形成管狀凝膠結(jié)構(gòu)，扭曲成鐮刀管狀凝膠結(jié)構(gòu)，扭曲成鐮刀形；局部組織缺血缺氧導(dǎo)致形；局部組織缺血缺氧導(dǎo)致腹痛和關(guān)節(jié)痛；細胞膜易破腹痛和關(guān)節(jié)痛；細胞膜易破損，引起溶血性貧血癥狀。損，引起溶血性貧血癥狀。不規(guī)則顯性遺傳不規(guī)則顯性遺傳 Callipyge基因基因5. 綿羊美臀性狀的遺傳 Callipyge基因基因1983年，在美國俄亥拉馬州的道塞特羊群發(fā)年，在美國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，其后代部分表現(xiàn)該現(xiàn)一公羊肌肉特別發(fā)達，其后代部分表現(xiàn)該性狀（雙肌

4、臀性狀）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，已被定位于引起，已被定位于18號染色體端粒區(qū)，該基號染色體端粒區(qū)，該基因便是因便是Callipyge基因基因Callipyge基因的遺傳方式、遺傳效果及遺傳機基因的遺傳方式、遺傳效果及遺傳機理理:Callipyge基因以基因以“父本極性超顯性父本極性超顯性”方式遺傳，方式遺傳，即只有從父本獲得該基因的雜臺子即只有從父本獲得該基因的雜臺子CN才能表現(xiàn)才能表現(xiàn)出雙肌臀性狀（出雙肌臀性狀（Callipyge基因，基因，N表正常野生表正常野生型）。型）。由隱性基因控制的遺傳?。河呻[性基因控制的遺

5、傳病： 豬應(yīng)激綜合征；豬應(yīng)激綜合征； 牛的無毛癥；牛的無毛癥； 白化??；白化病； 先天性聾??；先天性聾??； 苯丙酮尿癥；苯丙酮尿癥； 進行性肌營養(yǎng)不良進行性肌營養(yǎng)不良 HAL (halothane) gene in swine Halothane gene - variants H and h HH pigs are normal hh pigs susceptible to halothane gas porcine stress syndrome (PSS) pale soft exudative (PSE) meat higher lean percent Hh pigs - mostl

6、y like HH pigs HH hh-GCG T- -GC C- HHhhPCR-RFLPMeat quality testing 第第3、4、5、7、8道的個體的基因型是道的個體的基因型是PSSNN，第，第2道的個體基因型是道的個體基因型是PSSnn，而第，而第6道則是道則是PSSNn。 氟烷基因氟烷基因PCR-RFLP檢測檢測牛的無毛癥：牛的無毛癥：白化病白化病苯丙酮尿癥：由于基因突變導(dǎo)致肝臟中苯丙酮尿癥：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。酸代謝障礙，引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷。進行性肌營養(yǎng)不良進行

7、性肌營養(yǎng)不良三、性連鎖遺傳三、性連鎖遺傳（sex-linked inheritance) 1. X1. X連鎖隱性遺傳連鎖隱性遺傳（X-linkage recessive inheritance）致病基因位于X染色體上, 且對其等位基因呈隱性患者遠多于；患者遠多于； 患者的雙親都無病，致病基因是由患者的雙親都無病，致病基因是由攜帶者母親交叉遺傳而來；患者的全同胞，姨表兄弟，攜帶者母親交叉遺傳而來；患者的全同胞，姨表兄弟，外甥中均可能有患者外甥中均可能有患者抗維生素佝僂病抗維生素佝僂病3.Y3.Y連鎖遺傳（連鎖遺傳（Y-linkage inheritanceY-linkage inheritan

8、ce）致病基因位于致病基因位于Y Y染色體上染色體上,X ,X 染色體上染色體上無相應(yīng)等位基因無相應(yīng)等位基因, ,致病基因始終隨致病基因始終隨Y Y染色體染色體在公畜上下代之間傳遞在公畜上下代之間傳遞, ,母畜全不發(fā)病母畜全不發(fā)病動物中未發(fā)現(xiàn)動物中未發(fā)現(xiàn)人人: :外耳道多毛癥外耳道多毛癥一、質(zhì)量性狀（一、質(zhì)量性狀（qualitative traitqualitative trait）與）與 數(shù)量性狀（數(shù)量性狀（quantitative traitquantitative trait）“人種人種”為質(zhì)量性狀，為質(zhì)量性狀，“成績成績”為數(shù)量性為數(shù)量性狀狀多基因遺傳多基因遺傳 ( Polygenet

9、ic Inheritance ) :是指生物和人類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，故又稱為數(shù)量性狀遺傳。質(zhì)量性狀（質(zhì)量性狀（qualitative traitqualitative trait）：）：性狀的變異可以截然區(qū)分為幾種明顯不同的類性狀的變異可以截然區(qū)分為幾種明顯不同的類型，一般用語言來描述型，一般用語言來描述 。數(shù)量性狀（數(shù)量性狀（quantitative traitquantitative trait）：）：變異是連續(xù)的，個體間表現(xiàn)的差異只能用變異是連續(xù)的，個體間表現(xiàn)的差異只能用數(shù)量來區(qū)別。數(shù)量來區(qū)別。一、質(zhì)量性狀與數(shù)量性狀一

10、、質(zhì)量性狀與數(shù)量性狀質(zhì)量性狀（質(zhì)量性狀（qualitative traitqualitative trait）：）：性狀的變異可以截然區(qū)分為幾種明顯不同的類性狀的變異可以截然區(qū)分為幾種明顯不同的類型，一般用語言來描述型，一般用語言來描述 。數(shù)量性狀（數(shù)量性狀（quantitative traitquantitative trait）：）：變異是連續(xù)的，個體間表現(xiàn)的差異只能用變異是連續(xù)的，個體間表現(xiàn)的差異只能用數(shù)量來區(qū)別。數(shù)量來區(qū)別。表表1 質(zhì)量性狀與數(shù)量性狀的比較質(zhì)量性狀與數(shù)量性狀的比較 質(zhì)量性狀質(zhì)量性狀 數(shù)量性狀數(shù)量性狀 性狀主要類型性狀主要類型 品種特征、外貌特征品種特征、外貌特征 生產(chǎn)、

11、生長性狀生產(chǎn)、生長性狀遺傳基礎(chǔ)遺傳基礎(chǔ) 少數(shù)主基因控制少數(shù)主基因控制 微效多基因微效多基因 遺傳關(guān)系簡單遺傳關(guān)系簡單 復(fù)雜復(fù)雜變異表現(xiàn)方式變異表現(xiàn)方式 間斷型間斷型 連續(xù)型連續(xù)型考察方式考察方式 描述描述 度量度量環(huán)境影響環(huán)境影響 不敏感不敏感 敏感敏感研究水平研究水平 家庭家庭 群體群體研究方法研究方法 系譜分析、概率論系譜分析、概率論 生物統(tǒng)計生物統(tǒng)計二、數(shù)量性狀的遺傳方式二、數(shù)量性狀的遺傳方式中間遺傳的特點：(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(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。二、數(shù)量性狀的遺傳方式二、數(shù)量性狀的遺傳方式雜種優(yōu)勢（he

12、terosis）超親遺傳(transgressive inheritance)P: A1A1A2A2A3A3a1a1a2a2a3a3F1 : A1a1A2a2A3a3 F2: 6A 5A1a 4A2a 3A3a 2A4a 1A5a 6a頻率：頻率：1/64：6/64：15/64：20/64：15/64：6/64：1/64穗長：穗長： 18 ：17 ：16 ： 15 ： 14 ： 13 ：12 2. 2. 數(shù)量性狀的多基因假說數(shù)量性狀的多基因假說(The polygene hypothesis of quantitative trait)TestingprogramTestingprogramQ

13、qQqqqQqqqQQ Q對這類基因或位點的識別與定位對這類基因或位點的識別與定位, 也就是也就是對數(shù)量性狀的分子遺傳基礎(chǔ)對數(shù)量性狀的分子遺傳基礎(chǔ)數(shù)量性數(shù)量性狀位點的研究將數(shù)量遺傳學(xué)推向了一個新狀位點的研究將數(shù)量遺傳學(xué)推向了一個新的層次。的層次。一些常見的先天性畸形先天性畸形 ( Congenital Malformation ) 和常見而病因復(fù)雜的疾病，其發(fā)病率一般都超過 1/1000，疾病的發(fā)生都有一定的遺傳基礎(chǔ)，并表現(xiàn)有家族性傾向，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)，故稱為多基多基因病因病 ( Pol

14、ygenic Disease )。多基因遺傳病的特點：多基因遺傳病的特點： 家族聚集性。家族聚集性。無明顯的遺傳方式，在系譜分無明顯的遺傳方式，在系譜分析中，不符合單基因遺傳方式。疾病在子代析中，不符合單基因遺傳方式。疾病在子代的再發(fā)風(fēng)險表現(xiàn)出家族聚集性。的再發(fā)風(fēng)險表現(xiàn)出家族聚集性。多基因遺傳病的特點：多基因遺傳病的特點：2. 2. 隨著親屬級別的降低，患者親屬的發(fā)病風(fēng)隨著親屬級別的降低，患者親屬的發(fā)病風(fēng)險迅速降低險迅速降低 在發(fā)病率低的疾病中更為明顯。多基因遺傳病的特點：多基因遺傳病的特點：3. 近親婚配時子女患病風(fēng)險增高。近親婚配時子女患病風(fēng)險增高。但是不如但是不如常染色體隱性遺傳病顯著，

15、這可能與多因常染色體隱性遺傳病顯著，這可能與多因子的積累有關(guān)。子的積累有關(guān)。 病情（畸形）越嚴重，再發(fā)風(fēng)險越大。病情（畸形）越嚴重，再發(fā)風(fēng)險越大。這這說明遺傳因素起這主要作用。說明遺傳因素起這主要作用。多基因遺傳病的特點：多基因遺傳病的特點：5. 5. 當(dāng)發(fā)病率有性別差異時，發(fā)病率高的性當(dāng)發(fā)病率有性別差異時，發(fā)病率高的性別閾值低，發(fā)病率低的性別閾值高。別閾值低，發(fā)病率低的性別閾值高。( (一一) )個體表型值的剖分個體表型值的剖分P = P = G G + E = ( (A + D + I)+ E + E P: 表型值表型值G: 基因型值基因型值 E: 環(huán)境效應(yīng)值環(huán)境效應(yīng)值A(chǔ): 加性效應(yīng)加性效

16、應(yīng)D: 顯性效應(yīng)顯性效應(yīng)I: 上位效應(yīng)上位效應(yīng)( (二二) )群體表型方差的剖分群體表型方差的剖分Vp = VA + VE RAEIDAEGPVVVVVVVVV(三)遺傳力的概念遺傳力的概念Vp = VA + VE 這個公式對我們有何啟示這個公式對我們有何啟示?J Lush 1937 年提出遺傳力的概念年提出遺傳力的概念(三)遺傳力的概念遺傳力的概念 1. 1. 廣義遺傳力廣義遺傳力(Heritability in the broad sense)：數(shù)量性狀總的遺傳方差（數(shù)量性狀總的遺傳方差（V VG G）占表型方差）占表型方差( (V VP P ) )的比例的比例 。 EGGPGGVVVVV

17、h2(三)遺傳力的概念遺傳力的概念2. 2. 狹義遺傳力狹義遺傳力(Heritability in the narrow (Heritability in the narrow sense)sense)：數(shù)量性狀加性遺傳方差（數(shù)量性狀加性遺傳方差（VA）占表型方）占表型方差的比例。差的比例。 RAAPAVVVVVh2(三)遺傳力的概念遺傳力的概念3. 3. 實現(xiàn)遺傳力實現(xiàn)遺傳力(Realized Heritability) ：指對數(shù)指對數(shù)量性狀進行選擇時，通過親代獲得的選擇效果，量性狀進行選擇時，通過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，這一在子代能得到的選擇反應(yīng)大小所占的

18、比值，這一概念反映了遺傳力的實質(zhì)概念反映了遺傳力的實質(zhì) 。SRh2pf f f為患者一級親屬的發(fā)病率為患者一級親屬的發(fā)病率P P代表一般群體的發(fā)病率代表一般群體的發(fā)病率一級親屬：親子、全同胞一級親屬：親子、全同胞二級親屬：半同胞、祖孫二級親屬：半同胞、祖孫例:唇裂在人類中的發(fā)生率為1.7/1000,遺傳力為0.76, 患者一級親屬的發(fā)病率是多少? 遺傳力、群體發(fā)病率和患者一級親屬發(fā)病率的關(guān)系遺傳力、群體發(fā)病率和患者一級親屬發(fā)病率的關(guān)系群群 體體 發(fā)發(fā) 病病 率率 (%) 0.1 1 10 遺遺 傳傳 力力 0.5 患者一級親屬發(fā)病率（）患者一級親屬發(fā)病率（） 1 5 20 2 6 24 3 8 28 4 10 30 6 13 33 8 16 36 隨著親屬級別的降低患者親屬的發(fā)病率迅速隨著親屬級別的降低患者親屬的發(fā)病率迅速降低，尤其是在發(fā)病率低的疾病中，這一點特降低，尤其是在發(fā)病率低的疾