第六章程 數(shù)量性狀(多基因)遺傳

第六章人類數(shù)量性狀遺傳一數(shù)量性狀的遺傳特征1、質(zhì)量性狀與數(shù)量性狀1、質(zhì)量性狀與數(shù)量性狀1).質(zhì)量性狀(qualitativetraits)--由單基因或簡單的兩對基因的互作影響的遺傳性狀，其變異是不連續(xù)的。相對性狀之間變異是不連續(xù)的，差異顯著。如：人的血型、多指、并指、白化病及紅綠色盲。變異的個體可明顯區(qū)分為2～3個群，之間差異顯著。這種變異在群體呈不連續(xù)分布的性狀稱為質(zhì)量性狀。質(zhì)量性狀變異分布圖

1．完全顯性；

2。不完全顯性單基因遺傳特點單基因遺傳性狀在群體中的變異分布是不連續(xù)的。

質(zhì)量性狀—例子

雞的冠形：玫瑰冠、胡桃冠、單冠、豆冠；

豬的毛色：白色、黑色、紅色、藍(lán)色（斑點）、花色

羽速：快羽、慢羽

羽毛形狀：絲羽、片羽質(zhì)量性狀一般由單基因控制的單基因性狀特點質(zhì)量性狀在群體中不連續(xù)分布

2).數(shù)量性狀：屬于多基因性狀，受控于二對以上基因，相對性狀之間變異是連續(xù)的，差異不顯著。性狀的變異是連續(xù)的,可以正態(tài)分布曲線表示。如：人的身高、體重、膚色、血壓和智力都是數(shù)量性狀或稱多基因性狀。

人身高由矮到高是逐漸過渡，很矮和很高的兩種極端的人只是極少數(shù)，大多數(shù)人身高接近平均值，這種變異的曲線呈正態(tài)分布（如下圖）。多基因遺傳特點多基因遺傳性狀在群體中的變異分布是連續(xù)的。如，身高、血壓、智商數(shù)量性狀—定義

象人的身高，體重以及家畜的大小，體重等這些性狀，其變異是連續(xù)的，描述它們只有通過測量的方法。這樣的性狀叫做數(shù)量性狀，它們的差異表現(xiàn)在量上或程度上身高基因型基因型身矮PAABBXaabbF1中間型AaBbXAaBbF2AABBAaBBAaBbaaBbaabb高例如：人體身高矮數(shù)量性狀是由多基因遺傳的多基因遺傳具有3個特點：①兩個極端變異（純種）個體雜交后，子1代大部分為中間型，在環(huán)境的影響下，具有一定變異范圍。

AABBXaabb②兩個中間型子1代雜交后，子2代大部分為中間型，但其變異范圍要比子1代廣泛，也可出現(xiàn)極端的個體。這除環(huán)境因素外，基因的分離和組合也有作用。

中間型AaBbXAaBb③在隨機(jī)雜交的群體中，變異范圍很廣，然而大多數(shù)個體接近中間型，極端個體很少，環(huán)境與遺傳因素都起作用。多基因遺傳性狀的特點

數(shù)量性狀在群體中連續(xù)分布近似正態(tài)分布性狀表現(xiàn)易受環(huán)境影響

若以100mmHg為基礎(chǔ)血壓，A和B可使血壓增加10mmHg，a和b不改變血壓

變員數(shù)血壓人體血壓的變異人皮膚顏色的變異白中間黑變員數(shù)2、數(shù)量性狀的遺傳機(jī)制1).多基因假說(MultipleFactorHypothesis)Nilson-Ehle,H.(1909)根據(jù)小麥粒色遺傳提出：數(shù)量性狀受許多彼此獨立的基因共同控制，每個基因?qū)π誀畋憩F(xiàn)的效果較微，但各對基因遺傳方式仍然服從孟德爾遺傳規(guī)律；同時還認(rèn)為：1.各基因的效應(yīng)相等；2.各個等位基因表現(xiàn)為不完全顯性或無顯性，或表現(xiàn)為增效和減效作用；3.各基因的作用是累加的。微效多基因與主效基因微效多基因(polygenes)或微效基因(minorgene)：控制數(shù)量性狀遺傳的一系列效應(yīng)微小的基因；由于效應(yīng)微小，難以根據(jù)表型將微效基因間區(qū)別開來；近年來，借助分子標(biāo)記作圖技術(shù)已經(jīng)可以將控制數(shù)量性狀的各個基因位點標(biāo)記在分子標(biāo)記連鎖圖上，并研究其基因的效應(yīng)。主效基因/主基因(majorgene)：控制質(zhì)量性狀遺傳的一對或少數(shù)幾對效應(yīng)明顯的基因；可以根據(jù)表型區(qū)分類別，并進(jìn)行基因型推斷。2).超親遺傳(transgressiveinheritance)超親遺傳現(xiàn)象：雜交時，雜種后代的性狀表現(xiàn)可能超出雙親表型的范圍。（eg.雜種優(yōu)勢）P

140千克×80千克F1

130千克F2

＞140千克或＜80千克超親遺傳現(xiàn)象的解釋（A=200g；a=100g）P

A1A1A2A2a3a3×a1a1a2a2A3A3（1000）（800）F1

A1a1A2a2A3a3

（900）F2

A1A1A2A2A3A3ora1a1a2a2a3a3（1200）（600）3).數(shù)量性狀遺傳機(jī)制的發(fā)展

傳統(tǒng)觀點：基于多基因假說認(rèn)為數(shù)量性狀均受微效、等效的微效基因控制。采用分子標(biāo)記對基因效應(yīng)的研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)量性狀：可能是受微效基因控制；也可能受少數(shù)幾對主效基因控制，加上環(huán)境作用而表現(xiàn)連續(xù)變異；有時由少數(shù)主基因控制，但另外存在一些微效基因(修飾基因，modifyinggene)的修飾作用。

微效基因的效應(yīng)：微效基因的效應(yīng)值(對性狀的影響)也不盡相等3、數(shù)量性狀表型值的剖析

1).表型值分解表型值的效應(yīng)分解：性狀表現(xiàn)由遺傳因素決定、并受環(huán)境影響，可得：

表型值=基因型值+環(huán)境偏差

P=G+E.P為個體表現(xiàn)型值(phenotypicvalue)(也即性狀觀察值)；G為個體基因型(效應(yīng))值(geneticvalue)，也稱遺傳效應(yīng)值；E為環(huán)境效應(yīng)值(environmentvalue)，當(dāng)無基因型與環(huán)境互作時，E=e為隨機(jī)誤差(randomerror)符合正態(tài)分布N(0,σ2)。2).遺傳力遺傳力的概念與定義公式

遺傳力(heritability)：遺傳變異占總變異(表型變異)的比率，用以度量遺傳因素與環(huán)境因素對性狀形成的影響程度，是對雜種后代性狀進(jìn)行選擇的重要指標(biāo)。（均為正值）

廣義遺傳力(hB2):遺傳方差占總方差(表型方差)的比率；VP=VG+VEHB2=VG/VE

狹義遺傳力(hN2)：加性方差占總方差的比率。VP=VA+VEh2=VA/VE或h2=σA2/σP2遺傳度（率）：疾病的易患性高低受遺傳基礎(chǔ)和環(huán)境因素雙重影響，其中遺傳基礎(chǔ)所起作用的大小稱為遺傳度（率）哮喘病遺傳度為80％精神分裂癥為80％高血壓遺傳度為62％冠心病遺傳度為65％糖尿病遺傳度（幼年型）為75％糖尿病遺傳度（老年型）為35％唇裂＋腭裂遺傳度為76％人類數(shù)量性狀或疾病遺傳

高血壓、糖尿病、哮喘，這些常見的疾病屬于多基因遺傳病。多基因遺傳的性狀是一種數(shù)量性狀，在群體中呈正態(tài)分布。多基因遺傳病的發(fā)生，不僅受遺傳的影響，而且受環(huán)境的影響。在多基因遺傳病中，遺傳因素和環(huán)境因素的共同作用決定一個個體的易患性。易患性達(dá)到一定限度，個體就會患病。由此，估計多基因遺傳病的發(fā)病率，要考慮到家族中的親屬級別、患病人數(shù)、病情等多種因素。

多基因遺傳病的易患性和閾值模式易患性：在多基因遺傳病中，遺傳基礎(chǔ)和環(huán)境因素的共同作用，決定了一個個體是否易于患某種疾病的可能性，稱為易患性易感性：由多基因遺傳基礎(chǔ)決定一個個體患某種多基因遺傳病的風(fēng)險閾值：一個個體的易患性達(dá)到一定程度即可發(fā)病，這個限度稱為閾值。閾值代表在一定條件下患病所必需的最低的易患基因的數(shù)量多基因遺傳病的閾值模式多基因病的遺傳因素證據(jù)1特定疾病或畸形的患者親屬發(fā)病率明顯增高（家族傾向），并與親屬級別成正比?；颊哂H屬發(fā)病率>群體發(fā)病率患者同胞、雙親、子女具有相同發(fā)病風(fēng)險隨親屬級別降低，發(fā)病風(fēng)險迅速降低多基因病的遺傳因素證據(jù)唇裂±腭裂患者多基因病的遺傳因素證據(jù)親屬受累親屬百分?jǐn)?shù)同群體相比親屬的發(fā)病率一級4.1×40同胞級0.7×8

姑和叔級0.3×3堂、表兄妹多基因病的遺傳因素證據(jù)2雙生子研究對某種多基因病，單卵雙生子發(fā)病的一致性明顯高于異卵雙生子多基因病的遺傳因素證據(jù)單卵雙生子異卵雙生子唇裂±腭裂40%4%幽門狹窄22%2%精神分裂癥46%14%胰島素依賴性糖尿病30%6%一致性性狀人類多基因病的遺傳特點1發(fā)病有家族聚集傾向，患者親屬的發(fā)病率高于群體發(fā)病率，不符合任何一種單基因病遺傳方式，同胞中的發(fā)病率遠(yuǎn)低于1/2或1/4，不符合AD、AR、XD或XR2患者雙親、同胞、子女的親緣系數(shù)相同，均為1/2，有相同的

發(fā)病風(fēng)險。這與AR病不同，AR病患者雙親和子女一般不發(fā)病而是肯定攜帶者，患者同胞的發(fā)病風(fēng)險為1/4多基因病遺傳特點3隨著親屬級別的降低，患者親屬的發(fā)病風(fēng)險迅速降低，群體發(fā)病率愈低的病種中，這種特征愈明顯。這與AD病中親屬級別每降低一級，發(fā)病風(fēng)險降低1/2的情況也是不同4近親婚配時，子女的發(fā)病風(fēng)險增高，但不如AR病顯著5發(fā)病率有種族差異一級親屬三級親屬二級親屬隨親屬級別的降低，患者親屬的發(fā)病風(fēng)險迅速降低。多基因病發(fā)病風(fēng)險估計1

發(fā)病風(fēng)險代表平均風(fēng)險，在不同家庭中各不相同與遺傳度密切相關(guān)當(dāng)多基因病的群體發(fā)病率為0.1%~1%，遺傳率為70%~80%時，用Edward公式估計患者一級親屬發(fā)病風(fēng)險f=√P例如：唇裂±腭裂的發(fā)病率為0.17%，遺傳率為76%，患者一級親屬的發(fā)病率為f=√0.0017＝4%

將遺傳度、群體發(fā)病率、患者一級親屬發(fā)病率的關(guān)系制成圖，可以看出，當(dāng)群體發(fā)病率為1/100～1/1000時，遺傳度如果是70％～80％，則患者一級親屬發(fā)病率近于群體發(fā)病率的平方根，可以用公式f=√p求得。f代表患者一級親屬的發(fā)病率，p代表一般群體發(fā)病率。例如唇裂在我國人群中的發(fā)病率為0.17%，其遺傳度為76%，患者一級親屬的發(fā)病率(f)＝√0.17%≈4%。如果遺傳度高于或低于此范圍，患者一級親屬的發(fā)病率也高于或低于群體發(fā)病率的平方根。例如，原發(fā)性高血壓的群體發(fā)病率約為6%，遺傳度為62％，患者一級親屬的發(fā)病率從圖中可看出為16%，如果按公式f＝√p，√0.06＝24.5％，這時該公式就不再適用。多基因病發(fā)病風(fēng)險估計2一個家庭中患病人數(shù)越多，發(fā)病風(fēng)險越高3患病嚴(yán)重程度越重，發(fā)病風(fēng)險越高4隨著群體發(fā)病率降低，患病親屬發(fā)病風(fēng)險增高群體發(fā)病率低，提示疾病閾值高多基因病發(fā)病風(fēng)險估計5群體發(fā)病率存在性別差異時，發(fā)病率低的性別的后代發(fā)病風(fēng)險相對高。一般人群的遺傳易患性多基因病發(fā)病風(fēng)險估計女性先證者的一級親屬多基因遺傳病的特征1.每種病的發(fā)病率一般高于1/1000。

2.有家族聚集傾向，但不符合單基因病的遺傳方式。3.隨著親屬級別的降低，患者親屬的發(fā)病率也迅速降低，向群體發(fā)病率靠攏。

4.近親婚配時子女發(fā)病風(fēng)險增高，但不如常染色體隱性遺傳那樣顯著。這可能與多基因的累加作用有關(guān)。

5.有些多基因病的發(fā)病率有種族差異。一些常見多基因遺傳病的群體發(fā)病率和遺傳度疾病與畸形群體發(fā)病率（%）患者一級親屬發(fā)病率（%）遺傳度（%）唇裂±腭裂0.17476腭裂0.04276先天性髖關(guān)節(jié)脫位

0.1～0.2

男性先證者4女性先證者170先天性幽門狹窄

0.3

男性先證者2女性先證者1075先天性畸形足0.1368先天性巨結(jié)腸

0.02

男性先證者2女性先證者880疾病與畸形群體發(fā)病率（%）患者一級親屬發(fā)病率（%）遺傳度（%）脊柱裂0.3460無腦兒0.5460先天性心臟病0.52.835精神分裂癥0.5～1.010～1580早發(fā)型糖尿病0.22～575原發(fā)性高血壓4～1015～3062冠心病2.5765哮喘1～21280消化性潰瘍4837強(qiáng)直性脊椎炎

0.2

男性先證者7女性先證者270性別與發(fā)病風(fēng)險的關(guān)系某些多基因遺傳病的發(fā)病率存在著性別差異，發(fā)病率低的性別患者一級親屬的發(fā)病風(fēng)險高于發(fā)病率高的性別患者一級親屬的發(fā)病風(fēng)險。因為在這種情況下，兩種性別的發(fā)病閾值是不同的，發(fā)病率低的性別必須攜帶較多的易患性基因，才能達(dá)到閾值而發(fā)病。如果已經(jīng)發(fā)病，表明其一定攜帶更多的易患性基因，其后代的發(fā)病風(fēng)險將會相應(yīng)增高。例如先天性幽門狹窄，人群中男性發(fā)病率為0.5%，女性發(fā)病率為0.1%,男性發(fā)病率是女性的5倍，即男性發(fā)病閾值低于女性。男性患者的兒子發(fā)病風(fēng)險是5.5%，女兒的發(fā)病風(fēng)險是2.4%；而女性患者兒子的發(fā)病風(fēng)險為19.4%，女兒的發(fā)病風(fēng)險為7.3%。二人類的皮膚紋理與遺傳引言

皮膚紋理(簡稱皮紋)概念

皮紋是由皮膚表面凸起的嵴紋和兩條嵴紋之間的凹陷而形成的溝紋組成，這些凹凸的紋理在人體皮膚上某些特定部位構(gòu)成各種特定的紋理圖形。每個人都有特殊的皮膚紋理，皮膚紋理呈多基因遺傳，在胚胎發(fā)育第13周開始出現(xiàn)，第19周左右形成，且終生不變。目前，皮紋學(xué)的知識和技術(shù)，廣泛應(yīng)用于人類學(xué)、遺傳學(xué)、法醫(yī)學(xué)以及作為臨床某些疾病的輔助診斷。

皮膚紋理（dermatoglyphy）：是指人體皮膚某些特定部位出現(xiàn)的紋理圖形，簡稱皮紋。皮紋是由真皮乳頭向表皮突出形成許多排列整齊、平行的乳頭線——嵴紋（ridge）和嵴紋之間的凹陷——皮溝（dermalfurrow）組成的。㈠正常人的皮膚紋理

1.指紋手指末端腹面（頂端掌面）的皮紋稱為指紋。根據(jù)紋理的走向和三叉點的有無及數(shù)目，可將指紋分為三種類型：弓形紋箕形紋斗形紋

三叉：是指由三條嵴線相交成“Y“或”人“形的標(biāo)記。弓形紋箕形紋斗形紋指紋類型弓型紋——弓形紋、蓬帳式弓型紋箕形紋——尺箕、橈箕斗形紋——環(huán)形斗、螺形斗、絞形斗指紋是指手指末端腹面的皮紋。

①指紋類型：主要分弓形紋、箕形紋和斗形紋三種類型。

指紋類型特點分類弓形紋由平行排列的弓形嵴紋從一側(cè)走向另一側(cè)，中間隆起呈弓形；無三叉點簡弓帳弓箕形紋嵴紋從一側(cè)起始發(fā)出后，斜向上彎曲后又回到原側(cè)，形似簸箕狀；一般在箕頭下側(cè)有一個三叉點。正箕（尺箕）反箕（橈箕）斗形紋其紋理大多呈環(huán)形、螺形、囊形；一般有兩個三叉點。環(huán)形斗螺旋斗雙箕斗⑴弓形紋（A