實(shí)驗(yàn)七數(shù)量性狀的遺傳分析

實(shí)驗(yàn)七數(shù)量性狀的遺傳分析一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)量性狀遺傳分析的幾種基本方法，通過估算其遺傳率和雜種優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)的程度，進(jìn)一步了解數(shù)量性狀遺傳的特點(diǎn)。二、 實(shí)驗(yàn)原理生物界遺傳性狀的變異有連續(xù)的和不連續(xù)的兩種。表現(xiàn)不連續(xù)的變異，稱為質(zhì)量性狀。質(zhì)量性狀在雜種后代的分離群體中，對(duì)于各個(gè)體所具相對(duì)性的差異，可以采用經(jīng)典遺傳學(xué)的分析方法，通過對(duì)群體中各個(gè)體分組并求不同組間的比例，研究它們的遺傳動(dòng)態(tài)。表現(xiàn)連續(xù)變異的性狀，稱為數(shù)量性狀。數(shù)量性狀是生物界廣泛存在的重要性狀，例如，人的身高、牲畜的體重、植株的生育期、果實(shí)的大小，以及種子產(chǎn)量的多少等。這類性狀在自然群體或雜種后代群體內(nèi)，很難對(duì)不同個(gè)體的性狀進(jìn)行明確的分組，不能采用質(zhì)量性狀的分析方法，通過對(duì)表現(xiàn)型變異的分析推斷群體的遺傳變異，借助于數(shù)理統(tǒng)計(jì)的分析方法，可以有效地分析數(shù)量性狀的遺傳規(guī)律。數(shù)量性狀受多基因控制，且各基因間的關(guān)系復(fù)雜，因此進(jìn)行數(shù)量必狀遺傳分析時(shí)，往往從一對(duì)基因的遺傳模型及其基因效應(yīng)分析著手。設(shè)一對(duì)基因（A,a）構(gòu)成的三個(gè)基因型AA,Aa，aa。d為純合型AA、aa的加性效應(yīng)值，一正一負(fù)，平均為0（即中親值）。匹

1=1h為雜合型Aa的顯性效應(yīng)值，是加性效應(yīng)基礎(chǔ)上偏離平均值的增量，其值可正可負(fù)也可等于0，主要依顯性作用的大小，方向而定。當(dāng)無匹

1=1顯性時(shí)，雜合型為加性效應(yīng)（h=0）,據(jù)此，可作出一對(duì)基因的模式如下。aa.-d0IAa『AA+d以此一對(duì)基因的模式為基礎(chǔ)，提出若干假定，推廣到多對(duì)基因。多基因作用有二種：（1）加性效應(yīng)（多基因作用累加起來的）；（2）非加性效應(yīng)包括顯性作用（等位基因間互作）及上位效應(yīng)（非等位基因間的互作）。多基因的作用形式仍可表達(dá)如下：純合型（AA和aa）,其加性效應(yīng)值分別為d和-d［加性效應(yīng)基因基因作用等位基因間L雜合型（Aa）非等位基因間基因基因作用等位基因間L雜合型（Aa）非等位基因間「無顯性（h=0）部分顯性（-d<h<d）完全顯性（h=d或h=-d）超顯性（h>d或h<-d）…上位性非加性效應(yīng)在對(duì)數(shù)量性狀進(jìn)行遺傳分析時(shí)，一般常用方差（V）來度量群體內(nèi)的變異程度。由于性狀的發(fā)育不僅由基因型決定，同時(shí)也受到環(huán)境條件的影響，故群體表型方差（V）應(yīng)為基因型方差（V）和環(huán)境方差（V）所組成。假定基因型與環(huán)境之間沒有相關(guān)和互作，則:V=V+V因?yàn)榛蛐头讲钍怯杉有苑讲睿╒d），顯性方差（Vh）和非等位基因間的上位性方差（V）所組成，故上式可進(jìn)一步列為:

Vp=Vd+Vh+Vj+VE根據(jù)f2、擴(kuò)F唁?、鬲「*2）群f的方差組成分析為:寸2+2土d￥H+2V （2）2X（1）--?）得2：2: EF2的基因加性方差為：匕二D=2VF2-（Vb1+VB2）式中D=￡d2,是客基因加性效應(yīng)方差的總和；H=￡h2是各基因顯性偏差方差的總和。根據(jù)上述群體方差的組成分析室統(tǒng)計(jì)分析數(shù)量性狀遺傳試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，并按公式分別估算遺傳率、雜種優(yōu)勢(shì)、優(yōu)勢(shì)指數(shù)、勢(shì)能比值、平均顯性度及控制所測(cè)性狀的最少基因?qū)?shù)。三、實(shí)驗(yàn)材料水稻不同穗長(zhǎng)品種間雜交組合的親本七與P2,F「F2回交子代B和（FXP）和B（FXP）的試驗(yàn)考種資料（數(shù)據(jù)附后）（水稻穗1 1 1 2 1 2長(zhǎng)這性狀是由多基因控制數(shù)量性狀。分析數(shù)量性狀的遺傳點(diǎn)常常通過考查基因的顯性程度，控制該數(shù)量性狀的最小基因數(shù)以及遺傳率等指標(biāo)來描述。四、實(shí)驗(yàn)用具電子計(jì)算器五、實(shí)驗(yàn)步老五、實(shí)驗(yàn)步老分析數(shù)量性狀遺傳重點(diǎn)常常通過考查基因的顯性程度、控制該數(shù)量性狀的最小基因數(shù)以及遺傳率等指標(biāo)來描述。1、基本參數(shù)的計(jì)算（1）計(jì)算各世代的平均數(shù)（&）、方差（V）及標(biāo)準(zhǔn)差（S）7=EX/N ①V=L（--X）2/（N-1）=（ZX2-（￡X）2）（N-1） ②=（Lfx2-（Lfx）2/N））/'N-1S*V（7為平均數(shù)，N為總個(gè)體數(shù)，L（X--）2為各個(gè)小區(qū)個(gè)體值與該小區(qū)平均數(shù)之差的平方和，f指分組的各組次數(shù)）⑵計(jì)算環(huán)境方差（七）F的環(huán)境言差一般可根據(jù)不同情況采用下列估算Ve=1/3（Vp1+Vp2+VF1）（水稻自花授粉作物）=1/2（Vp1+Vp2）（適用于無F的數(shù)據(jù)）F12、遺傳率的估算遺傳率是指一個(gè)群體內(nèi)某數(shù)量性狀由于遺傳原因引起的變異在表現(xiàn)型變異中所占的比值。廣義遺傳率（白2）指基因型方差占表現(xiàn)B型①?gòu)V義遺傳率傳率（）^）指加性方差表現(xiàn)型方差的比值。h2BEV/VpX1。。％=也-VE）/VF2X1。。％④②狹義遺傳率%*Tf1）］/臨xl00%h2Nh疽V/VpX1。。％=［2VF2-%+、）］/Vf2X1。。％ ⑤3、雜種優(yōu)勢(shì)和顯性程度的估算雜種優(yōu)勢(shì)是指雜種一代（叩在產(chǎn)量、生活力、生長(zhǎng)勢(shì)、抗逆性及適應(yīng)性等方面優(yōu)于雙親的現(xiàn)象，一般用雜種優(yōu)勢(shì)率（RH）,即平均優(yōu)勢(shì)、超親優(yōu)勢(shì)、或雜種優(yōu)勢(shì)指數(shù)（IH）進(jìn)行度量，并可用勢(shì)能比值和平均顯性程度表示雜種一代與親本數(shù)量性狀之間的相互關(guān)系。（1）優(yōu)勢(shì)率（RH）F1平均值同雙親的平均值比較，用百分比表示.-1/2?（曾）X100%平均優(yōu)勢(shì)= X100%1/2.（匕+P2）超親優(yōu)勢(shì)F1平均值同較好的一個(gè)親本（皿）平均值比較用百分服示超親優(yōu)勢(shì)=(F1-HP)/HPX100%（2）優(yōu)勢(shì)指數(shù)（IH） F1平均值與雙親平均值之比為優(yōu)勢(shì)指數(shù)，用下式估算：F1IH= 1/2.（p+P，（3）勢(shì)能比值：在多基因系統(tǒng)下，假定①基因均朝同一方向（d或-d）分布，且作用相等；②所有h增量均有同等符號(hào)，且效應(yīng)相等，而且雙親均為純合體，具有k對(duì)基因，則中親值離F1的差數(shù)為:巴-1/2.（F+P2）=Sh（顯性效應(yīng)總和）兩親本的差數(shù)平均為：1/2?（P1+p2）=Sd（加性效應(yīng)）由于上述兩個(gè)假定不能證實(shí)，所以一般將F1離中親值的差數(shù)與其兩親本差數(shù)平均的比值，稱為勢(shì)能比例比值，用下式估算：Fi-1/2(Pi+P2)勢(shì)能比值(Hp)= 1/2,(Pi--P2)=Lh/Ed ⑨實(shí)際應(yīng)用上，令hp二±0.05 無顯性hp=±0.06—±0.95正向(負(fù)向)部分顯性hp=±0.96—±1.05正向(負(fù)向)完全顯性hp>+1.05時(shí)或<-1.05時(shí)正向(或負(fù)向)超親優(yōu)勢(shì)平均顯性度因?yàn)镈=Ed2,H=Eh2，故D和H值不受基因相聯(lián)度的影響，也不受顯性方向的影響?平均顯性度就是對(duì)顯性度的直接估算,公式如下：平均顯性度乙嬴須=而 ⑩式中H=4(Vb1+Vb2-Vf「Ve)D=4Vf2-2(Vb1+Vb2)平均顯性度=0,為無顯性>0或<1,為部分顯性=1為完全顯性>1為超顯性4、最少基因數(shù)目的估算假定某數(shù)量性狀受K對(duì)基因控制，雙親均為極端類型，一個(gè)親本中全為正向基因，另一個(gè)親本中全為負(fù)向基因；各個(gè)基因效應(yīng)大小相同；無顯隱性關(guān)系和上位性作用；所有基因都無連鎖關(guān)系，則:P1-P2=kd-(-kd)=2kd >d=(P1-P2)/2kD=Ld2=kd2卜k=D/d2故k=D/d2=4k2d2/4kd2=(2Ld)2/4Ld2=(P1-P2)2/4D匚[1(P-P)]2/D2因此，控制某一數(shù)量性狀的最少基因數(shù)目(?？捎孟率焦浪悖簁="(P-P)]2/D QD式中D4￥^22^B^^2^5、資料分析二人為一組，統(tǒng)計(jì)計(jì)算所給資料各世代的