數(shù)量性狀遺傳分析演示

數(shù)量性狀遺傳分析數(shù)量性狀遺傳分析9.1數(shù)量性狀及其特性9.1.1質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀質(zhì)量性狀（qualitativecharacter/trait）：表現(xiàn)間斷的或質(zhì)的變異，可以明確分組，可用文字描述。如紅花、白花。數(shù)量性狀：連續(xù)變異的性狀(quantitativetraits)，分為嚴(yán)格的連續(xù)變異性狀和閾性狀。嚴(yán)格的連續(xù)變異性狀：如人的身高、作物的株高、產(chǎn)量等。閾性狀：如分蘗數(shù)（穗數(shù)）、產(chǎn)蛋量、產(chǎn)仔數(shù)、死亡率、抗病力等。9.1.2數(shù)量性狀的特征5

liuxd(C)

1玉米果穗的遺傳56781314151617181920219101112131415

789101112131415161718192021通經(jīng)鏈：連接兩親緣個(gè)體之間完整的通路，即各條通經(jīng)的總稱。（4）F1和F2的均值皆位于雙親之間，且接近于雙親的中間值。顯性離差（D）：基因在雜合狀態(tài)時(shí)，顯性效應(yīng)所產(chǎn)生的方差.或：RJH=(1/2)5+(1/2)5=1/16①VE可用F1的表型方差來(lái)計(jì)算，VE=VF1（4）F1和F2的均值皆位于雙親之間，且接近于雙親的中間值。B小麥子粒顏色受兩對(duì)差異基因決定5678131415161718192021已知一般人群的發(fā)病率時(shí)：F1產(chǎn)生同等數(shù)目的♀♂配子:（1/2R+1/2r）數(shù)量性狀：連續(xù)變異的性狀(quantitativetraits)，分為嚴(yán)格的連續(xù)變異性狀和閾性狀?！鼺1粉紅?；颍篟JH=(1/2)5+(1/2)5=1/16（1）數(shù)量性狀的變異表現(xiàn)為連續(xù)性個(gè)體表型值的頻率分布近似于正態(tài)分布（1）數(shù)量性狀的變異表現(xiàn)為連續(xù)性2數(shù)量性狀的遺傳特征（2）對(duì)環(huán)境條件敏感（3）F2群體的變異幅度明顯大于兩親本和F1。F2代中多出來(lái)的變異是由遺傳分離引起的。這也證明了數(shù)量性狀是受遺傳控制的。

（4）F1和F2的均值皆位于雙親之間，且接近于雙親的中間值。這暗示，在數(shù)量性狀中，高表型值的親本（簡(jiǎn)稱高值親本）與低表型值的親本（簡(jiǎn)稱低值親本）之間沒(méi)有明顯的顯隱性關(guān)系。3數(shù)量性狀與質(zhì)量性狀的區(qū)別質(zhì)量性狀數(shù)量性狀變異類型種類上的變化數(shù)量上的變化表現(xiàn)型分布不連續(xù)連續(xù)基因數(shù)目一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)微效多基因?qū)Νh(huán)境的敏感性不敏感敏感研究方法系譜或概率分析統(tǒng)計(jì)分析9.1.3數(shù)量性狀遺傳的多基因假說(shuō)⑴小麥籽粒顏色的遺傳（Nilson-Ehle，1908）

A：P紅粒×白?！?/p>

F1粉紅粒↓

F2?紅粒：?白粒↓

?紅粒：2/4中紅：1/4白

自交B：P紅?！涟琢?/p>

↓

F1粉紅色(介于兩親之間)

↓自交

F2紅色∶白色=15∶1

↓

深紅紅中紅淡紅白

1/16

4/16

6/164/161/16Ｃ：P紅?！涟琢?/p>

↓

F1粉紅（介于雙親之間）

↓自交

F2紅色∶白色=63∶1

↓

極深紅深紅次深紅中等紅中淡紅淡紅白

1/646/6415/6420/6415/646/641/64

A、B、C三組實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，小麥子粒顏色至少受三對(duì)基因控制。假設(shè)為R1r1、R2r2、R3r3.A組實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)2

紅粒：白粒=3:1，表明子粒顏色由1對(duì)差異基因決定。B組實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)2

紅粒：白粒=15:1，表明子粒顏色由2對(duì)差異基因決定。C組實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)2

紅粒：白粒=63:1，表明子粒顏色由3對(duì)差異基因決定。（2）小麥籽粒顏色的遺傳分析

R1R1r2r2r3r3×r1r1r2r2r3r3或：r1r1R2R2r3r3×r1r1r2r2r3r3或：r1r1r2r2R3R3×r1r1r2r2r3r3A小麥子粒顏色受一對(duì)差異基因決定白中紅

紅

一對(duì)基因差異

紅粒：白粒=3：1♀♂配子受精后,F2表現(xiàn)型頻率為：F1產(chǎn)生同等數(shù)目的♀♂配子:（1/2R+1/2r）2/42R1R0RB小麥子粒顏色受兩對(duì)差異基因決定

白色

淺紅

中紅

中深紅深紅

兩對(duì)基因差異

紅粒：白粒=15：1C小麥子粒顏色受三對(duì)差異基因決定白色

淺紅

中紅

中深紅

深紅

最深紅

暗紅

三對(duì)基因差異

紅粒：白粒=63：10R1R2R3R4R5R6RD小麥子粒顏色受n對(duì)差異基因決定

則F2的表現(xiàn)型頻率為：

(1/2R+1/2r)2n

可歸結(jié)為(p+q)n的一般形式，其中p+q=1。這種二項(xiàng)式的展開(kāi)項(xiàng)構(gòu)成了一種概率分布，稱為二項(xiàng)分布。也就是說(shuō)，小麥粒色在F2群體中的分離比例符合二項(xiàng)分布。n對(duì)基因差異

暗紅白色

紅粒：白粒=[（2）2n-1]：11數(shù)量性狀受一系列微效多基因支配，每個(gè)基因的效應(yīng)是獨(dú)立、微小、相等的，每個(gè)基因的作用可以累加，使后代的分離表現(xiàn)為連續(xù)變異。（3）數(shù)量性狀遺傳的微效多基因假說(shuō)（multiplefactorhypothesis）微效基因（minorgene）：控制數(shù)量性狀的遺傳因子，又稱為多基因（polygene）。主效基因（majorgene）：控制質(zhì)量性狀的遺傳因子，又稱為寡基因（oligogene）。2微效多基因之間通常不存在顯隱性關(guān)系，表現(xiàn)為不完全顯性或無(wú)顯性，或表現(xiàn)為增效和減效作用。3微效多基因的遺傳仍遵守遺傳的基本規(guī)律，同樣有分離、重組、連鎖和互換。（4）數(shù)量性狀遺傳的復(fù)雜性數(shù)量性狀和質(zhì)量性狀的劃分不是絕對(duì)的，許多性狀既受主效基因的控制，又受微效基因的影響。這種同時(shí)受主效基因和微效基因控制的性狀稱為質(zhì)量－數(shù)量性狀（qualitative-quantitativecharacter/trait），其中微效基因?qū)χ餍Щ虻男?yīng)起修飾（增強(qiáng)或削弱）作用，因而又稱為修飾基因（modifyinggene）。

9.1.4閾性狀及其特性1閾性狀（thresholdcharacter/trait）：性狀數(shù)值達(dá)到某一特定值時(shí)表現(xiàn)為正常，達(dá)不到則為不正常，由多基因控制，表現(xiàn)呈非連續(xù)型變異，如血壓，血糖含量、生物的抗病力、患病性，還有如單胎動(dòng)物品種的產(chǎn)仔數(shù)表現(xiàn)單胎、雙胎和稀有的多胎等。

2人類的多基因遺傳病多基因遺傳病是遺傳信息通過(guò)兩對(duì)以上致病基因的累積效應(yīng)所致的遺傳病，其遺傳效應(yīng)較多地受環(huán)境因素的影響。如小兒精神分裂癥、脊柱裂、無(wú)腦兒、少年型糖尿病、先天性肥大性幽門狹窄、消化性潰瘍、冠心病、重度肌無(wú)力、先天性巨結(jié)腸、氣道食道瘺、先天性腭裂、先天性髖脫位、先天性食道閉鎖、馬蹄內(nèi)翻足、原發(fā)性癲癇、躁狂抑郁精神病、尿道下裂、先天性哮喘、睪丸下降不全、腦積水、原發(fā)性高血壓等。9.2數(shù)量性狀遺傳分析的基本方法9.2.1數(shù)量性狀分析的統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)⑴平均數(shù):反應(yīng)數(shù)據(jù)集中趨勢(shì)的統(tǒng)計(jì)量,某一性狀的幾個(gè)觀察數(shù)(表現(xiàn)型值)的平均值。⑵方差(V):表示一組資料的分散程度,是全部觀察數(shù)偏離平均數(shù)的重要參數(shù).V越大,表示變異程度越大?？蓺w結(jié)為(p+q)n的一般形式，其中p+q=1。F1與2個(gè)親本回交后，回交后代分別為B1、B2。2人類的多基因遺傳病2數(shù)量性狀的遺傳特征F1粉紅粒嚴(yán)格的連續(xù)變異性狀：如人的身高、作物的株高、產(chǎn)量等。①?gòu)V義遺傳率：遺傳方差占表型方差的比率?！?）F2群體的變異幅度明顯大于兩親本和F1。①近交使基因純合，雜交使基因雜合。①近交使基因純合，雜交使基因雜合。多基因遺傳病是遺傳信息通過(guò)兩對(duì)以上致病基因的累積效應(yīng)所致的遺傳病，其遺傳效應(yīng)較多地受環(huán)境因素的影響。CMZ：一卵雙生子的同病率，CDZ：二卵雙生子的同病率。②VE=VF1=1/2(VP1+VP2)3微效多基因的遺傳仍遵守遺傳的基本規(guī)律，同樣有分離、重組、連鎖和互換。9.2.2數(shù)量性狀的遺傳率表型由遺傳因素和環(huán)境因素共同決定，即：P=G+E各種變異可用方差來(lái)表示，表型變異用VP表示，遺傳變異用VG表示，環(huán)境變異用VE表示。則：VP=VG+VE⑴表型值及方差的分量基因型值由3部分組成：G=A+D+I基因的累加效應(yīng)（A）：許多微效基因的總和，可遺傳,且固定,育種值。顯性離差（D）：基因在雜合狀態(tài)時(shí)，顯性效應(yīng)所產(chǎn)生的方差.基因純合時(shí)消失,可遺傳但不固定,與雜種優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)生有關(guān)。上位效應(yīng)(I)：非等位基因間互作產(chǎn)生的方差,與雜種優(yōu)勢(shì)有關(guān)。⑵遺傳率（heritability）：親代將其遺傳特性傳遞給子代的能力。①?gòu)V義遺傳率：遺傳方差占表型方差的比率。②狹義遺傳力（heritabilityinthenarrowsense）:加性方差占總表型方差中的比值。①VE可用F1的表型方差來(lái)計(jì)算，VE=VF1H2=VG/VP×100%

=(VP-VE)/VP×100%假如兩親本雜交得F1和F2,則VP用VF2表示兩個(gè)純合親本，VG=0，表型變異則完全來(lái)自環(huán)境變異；F1的表型變異也完全來(lái)自環(huán)境變異，即VE1=VF1,VE2=VE1.9.2.3估計(jì)遺傳率的方法②VE=VF1=1/2(VP1+VP2)或③=1/3(VP1+VP2+VF1)h2=VA/VG×100%需知道回交世代VB1、VB2的方差組成：F1與2個(gè)親本回交后，回交后代分別為B1、B2。人類群體中多基因遺傳病的遺傳率（或遺傳度）的估算方法：h2=b/r其中，b:回歸系數(shù)，r：親緣系數(shù)已知一般人群的發(fā)病率時(shí)：b=(xg-xr)/ag若缺乏一般人群的發(fā)病率時(shí)：b=pc(xc-xr)/ac利用雙生子資料：CMZ：一卵雙生子的同病率，CDZ：二卵雙生子的同病率。9.3近交繁殖與雜種優(yōu)勢(shì)9.3.1近交及其遺傳學(xué)效應(yīng)雜交(crossbreeding):基因型不同的純合子之間的交配，又稱異型交配(nonassortativemating)。同型交配(assortativemating)：相同基因型之間的交配。1）相關(guān)概念近交(inbreeding)：完全或不完全的同型交配。近交又分為：全同胞（同父母兄妹）、半同胞（同父異母兄妹）、表兄妹、祖孫等交配。植物中的自花授粉、動(dòng)物中的自體受精。①近交使基因純合，雜交使基因雜合。2）近交的遺傳效應(yīng)Aa:按Hn=(1/2)Hn-1遞減,則Hn=（1/2n）H0,當(dāng)：H0=1，則：Hn=1/2n→0AA×aa→Aa→AA+Aa+aa同型交配(P226)AA:遞增Hn=Hn-1+(1/2)n+1,=(2n-1)/2n+1→1/2

aa:遞增Hn=Hn-1+(1/2)n+1,=(2n-1)/2n+1→1/2近交系數(shù)(coefficientofbreeding,F或f)：個(gè)體X的雙親的配子間的遺傳相關(guān)系數(shù)。隨機(jī)婚配F為0，非隨機(jī)婚配F介于0～1。親緣系數(shù)(coefficientofrelationship):個(gè)體間親緣關(guān)系遠(yuǎn)近的程度。用Rxy表示。近交系數(shù)和親緣系數(shù)的的計(jì)算通經(jīng)分析法通經(jīng)：連接結(jié)果與原因的每一條箭頭。通經(jīng)鏈：連接兩親緣個(gè)體之間完整的通路，即各條通經(jīng)的總稱。通經(jīng)系數(shù)：度量各原因?qū)Y(jié)果影響的系數(shù)。親緣系數(shù):Rxy=∑(1/2)L,L通經(jīng)鏈的箭頭數(shù)

=(1/2)2+(1/2)2=1/2ABXY全同胞系譜⑴ABXY全同胞通徑圖⑵⑴

Fx=RSD×1/2近交系數(shù):ABCDEFXABCDEFX親表(堂)兄妹婚配后代X的通徑圖ABCDEFXREF=(1/2)4+(1/2)4=1/8FX=1/2×1/8=1/162數(shù)量性狀的遺傳特征可歸結(jié)為(p+q)n的一般形式，其中p+q=1。0R1R2R3R4R5R6R通經(jīng)系數(shù)：度量各原因?qū)Y(jié)果影響的系數(shù)。②VE=VF1=1/2(VP1+VP2)Ｃ：P紅?！涟琢?/p>

↓

F1粉紅（介于雙親之間）

↓自交

F2紅色∶白色=63∶1

↓

極深紅深紅次深紅中等紅中淡紅淡紅白

1/646/6415/6420/6415/646/641/64通經(jīng)鏈：連接兩親緣個(gè)體之間完整的通路，即各條通經(jīng)的總稱。