遗传学9第八章数量性状的遗传ppt课件

1、第八章 数量性状的遗传遗传性状：遗传性状：质量性状：表现型具有质量性状：表现型具有 不延续的变异不延续的变异数量性状：表现型具有数量性状：表现型具有 延续的变异延续的变异第一节第一节 数量性状的特征数量性状的特征 一、数量性状的特征一、数量性状的特征1 延续性变异，不延续性变异，不 能明确分组，用能明确分组，用 统计学方法分析统计学方法分析2易受环境条件的易受环境条件的 影响而发生变化影响而发生变化3存在基因型与环存在基因型与环 境的互作境的互作 玉米穗长遗传玉米穗长遗传图图 8-2 8-2 玉米玉米4 4个种类在个种类在3 3个环境中的产量表现个环境中的产量表现 二、数量性状的遗传特征二、数

2、量性状的遗传特征 1 0 0 c m ( A 1 A 1 A 2 A 2 a 3 a 3 ) 70cm(a1a1a2a2A3A3) 85cm(A1a1A2a2A3a3) 1 3 0 c m ( A 1 A 1 A 2 A 2 A 3 A 3 ) 40cm(a1a1a2a2a3a3) F1 (P1+P2)/2 F1 F2 F2延续性变异，幅度大，正态分布延续性变异，幅度大，正态分布 F2现超出双亲的变异类型现超出双亲的变异类型三、数量性状的遗传解释三、数量性状的遗传解释例如小麦子粒颜色的遗传动态例如小麦子粒颜色的遗传动态 P 红红R1R1R2R2 白白r1r1r2r2 F1 R1r1R2r2 红

3、红 F2 1 4 6 4 1 4R 3R 2R 1R 0R 深红深红 中深红中深红 中红中红 淡红淡红 白色白色 P 红R1R1R2R2R3R3 白r1r1r2r2r3r3 F1 R1r1R2r2R3r3 红 F2 1 6 15 20 15 6 1 6R 5R 4R 3R 2R 1R 0R 最深红 深红 中红 淡红 白色 由于由于F1产生产生1/2R和和1/2r的的、配子配子，那么，那么F2表现型为：表现型为： (1/2R+1/2r)2当性状由当性状由n对独立基因决议时，那对独立基因决议时，那么么F2表现型频率：表现型频率： (1/2R+1/2r)2n多基因控制多基因控制的性状普通的性状普通均

4、表现数量均表现数量遗传的特征遗传的特征为什么数量性状表现延续变异？为什么数量性状表现延续变异？ 1909年年Nilson-Ehle提出多基因假说：提出多基因假说：1 数量性状受许多彼此独立的基数量性状受许多彼此独立的基 因作用，每个基因作用微小，因作用，每个基因作用微小， 但仍符合孟德尔遗传但仍符合孟德尔遗传2各基因的效应相等各基因的效应相等3各个等位基因表现为不完全显性各个等位基因表现为不完全显性 或无显性，或增效和减效作用或无显性，或增效和减效作用4各基因作用是累加性的各基因作用是累加性的借助于分子标志和数量性状基因位点借助于分子标志和数量性状基因位点(QTL)作图技术，曾经可以在分子标作

5、图技术，曾经可以在分子标志连锁图上标志出单个基因位点的位志连锁图上标志出单个基因位点的位置，并确定其基因效应：置，并确定其基因效应：主主(效效)基因：效应明显的基因基因：效应明显的基因微效基因：效应微小的基因微效基因：效应微小的基因修饰基因：加强或减弱其他主基因对修饰基因：加强或减弱其他主基因对 表现型的作用表现型的作用加性效应、显性效应、上位性效应加性效应、显性效应、上位性效应及与环境的互作及与环境的互作三、超亲遗传三、超亲遗传后代性状表现超越某一亲本的景象。后代性状表现超越某一亲本的景象。可用多基因假说解释：可用多基因假说解释：早熟早熟a1a1a2a2A3A3A1A1A2A2a3a3晚熟晚

6、熟 A1a1A2a2A3a3 A1A1A2A2A3A3a1a1a2a2a3a3更晚熟更晚熟 更早熟更早熟四、数量性状与质量性状之间的关系四、数量性状与质量性状之间的关系1. 某性状既有数量又有质量性状的特点某性状既有数量又有质量性状的特点2. 同一性状，因杂交亲本不同而表现不同一性状，因杂交亲本不同而表现不同同3. 某些基因能够同时影响质量和数量性某些基因能够同时影响质量和数量性状状 白三叶草，叶斑与叶片数共同由两对白三叶草，叶斑与叶片数共同由两对独立基因互作和剂量影响独立基因互作和剂量影响4. 多基因与主基因有连锁景象多基因与主基因有连锁景象 四季豆，色泽的主基因四季豆，色泽的主基因PP、P

7、p紫色，紫色，pp白色。三种类型粒重均为延续性变异白色。三种类型粒重均为延续性变异，平均粒重不同。阐明控制粒重的多基，平均粒重不同。阐明控制粒重的多基因中，有一部分能与因中，有一部分能与P和和p基因连锁。基因连锁。五、基因数量效应的分析五、基因数量效应的分析(一一)基因数目的估算基因数目的估算1. 据分别的群体内出现极端类型的比据分别的群体内出现极端类型的比例估算例估算据公式算据公式算 XP1 - XP22 n = - 8S2F2- S2F1(二二)多基因的作用方式多基因的作用方式1. 累加作用累加作用 每个有效基因的作用按一定数值与每个有效基因的作用按一定数值与尽余值相加或相减尽余值相加或相

8、减倍加作用倍加作用 每个有效基因的作用按一定数值每个有效基因的作用按一定数值与尽余值相乘或相除与尽余值相乘或相除 第二节第二节 数量性状遗传研讨的根本数量性状遗传研讨的根本 统计方法统计方法 平均数平均数 方差方差 V/S2规范差规范差Snxnxxxxxn32112nxxV122nnxxV12nxxS第三节第三节 数量性状的遗传模型数量性状的遗传模型 和方差分析和方差分析 一、数量性状的遗传模型一、数量性状的遗传模型表现型值表现型值:对个体某性状度量或观对个体某性状度量或观测到的数值，是个体基因型在一测到的数值，是个体基因型在一定条件下的实践表现，是基因型定条件下的实践表现，是基因型与环境共同

9、作用的结果与环境共同作用的结果 P - 表现型值表现型值 G - 基因型值基因型值 E - 环境离差环境离差那么那么 P = G + E VP = VG + VE基因型值可进一步剖分为基因型值可进一步剖分为3个部分：个部分： 加性效应，加性效应，A：等位基因和非等位基因：等位基因和非等位基因 的累加效应，可固定的分量的累加效应，可固定的分量 显性效应，显性效应，D：等位基因之间的互作：等位基因之间的互作 效应效应, 属于非加性效应属于非加性效应上位性效应上位性效应, I: 非等位基因之间的相非等位基因之间的相 互作用互作用, 属于非加性效应属于非加性效应IDAG加性加性-显性模型显性模型G =

10、 A + D VG = VA + VD P = A + D + E VP = VA+VD+VE加性加性-显性显性-上位性模型上位性模型G = A + D + I VG = VA + VD + VIP = A + D + I + E VP = VA+VD+VI+VE 无显性 ，加性效应 部分显性 完全显性 超显性CCCccc0cdcaca0cdccad ccad ccad 二、几种常用群体的方差分析二、几种常用群体的方差分析P1、P2和和F1是不分别世代，群体内个是不分别世代，群体内个体间无遗传差别，所表现出的不同都体间无遗传差别，所表现出的不同都是环境要素引起的。故：是环境要素引起的。故： V

11、P1=VE VP2=VE VF1=VE VE=VF1 =1/2(VP1+VP2) =1/3(VP1+VP2+VF1) =1/4VP1+1/2VF1+1/4VP2VF2=VG+VE =VA+VD+VE =VA+VD+VI+VEVB1+VB2=VA+2VD+2VEVA=2VF2-(VB1+VB2) 第四节第四节 遗传率的估算及其运用遗传率的估算及其运用遗传率遗传率( (力力): ): 遗传方差在总方差遗传方差在总方差( (表型方差表型方差) )中所占的比值，作为杂中所占的比值，作为杂种后代进展选择的一个目的种后代进展选择的一个目的 VGVG广义遗传率广义遗传率hB2 = hB2 = 100%100

12、% VPVP VF2- VEVF2- VE = = 100% 100% VF2VF2 VA狭义遗传率狭义遗传率hN2 = 100% VP VA = 100% VA+VD+VI+VE 2VF2-(VB1+VB2) = 100% VF21 1广义遗传力广义遗传力(heritability in the broad (heritability in the broad sense) sense) %100%100%2EGGPGBVVVVVh表现型方差基因型方差2 2狭义遗传力狭义遗传力(heritability in the narrow sense)(heritability in the nar

13、row sense)%1001002EIDAAPANVVVVVVVh表现型方差加性方差一、广义遗传力的估算方法一、广义遗传力的估算方法 1表型方差的估算：表型方差的估算： 2 2环境方差的估算环境方差的估算 (1) (1)EGFVVV22121PPEVVV(2)1FEVV (3)12131FPPEVVVV(4)121412141FPPEVVVV3遗传方差的估算遗传方差的估算 EFGVVV24 4广义遗传力的估算广义遗传力的估算 %10031212122FFPPFBVVVVVh二、狭义遗传力的估算方法二、狭义遗传力的估算方法 利用两个回交一代和一个利用两个回交一代和一个F2F2代的资料估代的资料

14、估算算 1 1F2F2代群体的方差组成代群体的方差组成 F2 F2 基因型基因型 AA Aa AA Aa aa aa 分别比例分别比例 1/4 2/4 1/4 1/4 2/4 1/4 基因型值基因型值 a d a d -a -a F2 F2代的平均基因型值代的平均基因型值 dadaF214121412狭义遗传力的估算方法狭义遗传力的估算方法 1 1F2F2代群体的方差组成代群体的方差组成 F2F2代的遗传方差代的遗传方差 2222241212141212121412dadadddaVGFF2F2代群体的方差组成代群体的方差组成 多基因时多基因时F2代的遗传方差代的遗传方差22222222212

15、141212121412141212dadadadaVnnGF令22dDaA,2241212daVGFF2代群体的方差组成 同时思索环境影响所产生的环境方差VEF2代的遗传方差)(141212EFVDAVDAVGF41212狭义遗传力的估算方法2回交世代的方差组成回交世代的方差组成 (1)Aa AAB1的基因型的基因型 AA AaB1的比率的比率 1/2 1/2B1的基因型值的基因型值 a dB1的群体基因型平均值的群体基因型平均值 daB212112回交世代的方差组成回交世代的方差组成 (1)Aa AAB1的群体基因型平均值的群体基因型平均值 daB21211B1B1的遗传方差的遗传方差22

16、222241412121212121211dadadadaddaaVGB狭义遗传力的估算方法2回交世代的方差组成回交世代的方差组成 (2)Aa aaB2的基因型的基因型 Aa aaB2的比率的比率 1/2 1/2B2的基因型值的基因型值 d -aB的群体基因型平均值的群体基因型平均值 adB21212回交世代的方差组成回交世代的方差组成 (2)Aa AAB2的群体基因型平均值的群体基因型平均值 adB21212B2的遗传方差的遗传方差22222241412121212121212dadadaadaaddVGB(3)两回交世代的合并方差思索多基因 222411dadaVGB222412dadaV

17、GB合并遗传方差 22222121224121dadaVVGBGBDAdaVVGBGB212121212221(3)两回交世代的合并方差引入环境方差 VEEGBBVVV11EGBBVVV22回交一代表型方差的总和EGBGBBBVVVVV22121DAVVGBGB212121)(22212121EBBVDAVV狭义遗传力的估算方法3F2加性方差的估值 )(141212EFVDAV)(22212121EBBVDAVV由(1)2(2) ABBFVAVVV212212狭义遗传力的估算方法4狭义遗传力估值 %100221221222FBBFFNVVVVVAh5举例：小麦抽穗期的遗传分析 35402.FV

18、35171.BV29342.BV%722Nh三、平均显性度的估算三、平均显性度的估算 假设各位点的效应相等 ad平均显性度naandd，其中adandnadAD2222显性遗传方差的求法 EFVAVD21412平均显性度的估算平均显性度的估算【举例】04111.PV32102.PV2451.FV87831121.FPPEVVVV【解】062921.A42241.D410062924224.AD35402.FV小麦抽穗期的小麦抽穗期的hN2=72%, 两亲本两亲本的平均表型方差为的平均表型方差为10.68，F2表表型方差为型方差为 40.35。 求：求：VE VA VD hB2 (1) 不易受环境影响的性状的遗传率比不易受环境影响的性状的遗传率比较较 高，易受环境影响的性状那么较低高，易受环境影响的性状那么较低； (2) 变异系数小的性状遗传率高，变异变异系数小的性状遗传率高，变异系系 数大的那么较低；数大的那么较低； (3) 质量性状普通比数量性状有较高的质量性状普通比数量性状有较高的遗遗 传率；传率； (4) 性状差距大的两个亲本的杂种后代性状差距大的两个亲本的杂种后代， 普通表现较高的遗传率；普通表现较高的遗传率； (5) 遗传率