数量性状的遗传研究实用教案

1、qualitative traitquantitative trait-质量性状 个体差异不连续 经典遗传学数量性状 个体差异为连续 数量遗传学 生物的性状(xngzhung)可分为两类第1页/共23页第一页，共23页。在杂种后代的分离群体(qnt)中，质量性状可统计相对性状的分离比例 了解性状的传递规律（比例）数量性状则需估算群体(qnt)的平均数、方差、遗传率等 了解性状的传递规律（数量）n遗传学研究遗传学研究(ynji)第2页/共23页第二页，共23页。第1 1节 数量性状(xngzhung)(xngzhung)的遗传表现n数量性状的变异数量性状的变异(biny)表现为连续性表现为连续性

2、第3页/共23页第三页，共23页。例如(lr)：第4页/共23页第四页，共23页。P1P2F1n对环境对环境(hunjng)敏感敏感例如例如(lr) 玉米玉米P1、P2和和F1的植株高度呈连续的植株高度呈连续分布分布第5页/共23页第五页，共23页。 在不同在不同(b tn)环境下基因型表环境下基因型表达的差异程度可能不同达的差异程度可能不同(b tn)例如例如 环境环境(hunjng)1 (hunjng)1 环境环境(hunjng)2 (hunjng)2 平均（基因平均（基因型效应型效应G G）基因型基因型A 2(1) 6(-1) A 2(1) 6(-1) 4 4（-2-2） 基因型基因型B

3、 4(-1) 12(1) B 4(-1) 12(1) 8 8（2 2）平均（环境平均（环境(hunjng)(hunjng)效应效应E E）3 3（-3-3） 9 9（3 3） 6 6互作效应互作效应GE = y mean G - GE = y mean G - E En普遍存在着基因型与环境普遍存在着基因型与环境(hunjng)互作互作第6页/共23页第六页，共23页。第2 2节 数量性状(xngzhung)(xngzhung)的遗传基础瑞典遗传学家Nilsson-Ehle（尼尔逊-埃尔）认为，数量(shling)性状之所以表现为连续的变异，是因为受到多基因控制二对基因二对基因(jyn)三对基

4、因三对基因多对基因多对基因一对基因一对基因第7页/共23页第七页，共23页。 P 红粒 x 白粒 R1R1R2R2 r1r1r2r2 F1 中红粒 R1r1R2r2 F2 1R1R1R2R2 2R1R1R2r2 1R1R1r2r2 2R1r1r2r2 1r1r1r2r2 2R1r1R2R2 4R1r1R2r2 2r1r1R2r2 1r1r1R2R2 深红 中深红 中红 淡红 白红 4R 3R 2R 1R 0R 1/16 4/16 6/16 4/16 1/16例如(lr)：第8页/共23页第八页，共23页。对于(duy)n对基因 可按二项式展开，计算(j sun)各项频率（共2n+1项） 211

5、22()nRr，n 例如例如(lr)当当n=3时，时，221( )2xnnfC22 311112222615201561164646464646464()()0123456nRrRrR RRRRRR颜色颜色 浅浅 中中 深深第9页/共23页第九页，共23页。 控制数量性状的基因数目众多 各个(gg)基因的效应微小且相等 等位基因之间为不完全显性或无显性 各基因的效应可以累加数量数量(shling)(shling)性状遗传的多基因假说性状遗传的多基因假说例如：（估算基因型效应） 如果株高是由2对基因控制(kngzh)，且每个基因的效应为2，显性效应为1 那么，个体AABb的株高将高于群体： 2+

6、2+2-2+1=5 个体Aabb的株高将矮于群体： 2-2-2-2+1=-3第10页/共23页第十页，共23页。 基因效应(xioyng)的大小 基因效应(xioyng)并非都是微效 基因效应(xioyng)并非相等 基因互作 非等位基因间存在互作 上位性效应(xioyng) 基因与环境间存在互作 GE互作效应(xioyng) 发展：基因定位研究对多基因假说(ji shu)作了修正第11页/共23页第十一页，共23页。第3节 数量性状(xngzhung)的遗传分析 遗传(ychun)交配设计：1212111122PPFFFPBFPB ，双列杂交双列杂交F1群体群体(qnt)DH,RIL,NIL

7、等群体等群体第12页/共23页第十二页，共23页。n测量各世代群体中个体测量各世代群体中个体(gt)的数量性状表型值的数量性状表型值各世代数量性状表型值的测量结果各世代数量性状表型值的测量结果世代世代P1P1P2P2F1F1F2F2性状性状分蘖数分蘖数株高株高分蘖数分蘖数株高株高分蘖数分蘖数株高株高分蘖数分蘖数株高株高1 15 5858510101251258 81101107 790902 26 686869 91301308 81031039 91051053 36 6848410101381389 91051058 8120120第13页/共23页第十三页，共23页。环境环境(hu(hu

8、njnnjng)g)遗传遗传(ychun)主效应主效应: A、D、IGE互作互作: AE、DE、IE宏观宏观(hnggun)环境、微环境、微观环境观环境遗传效应遗传效应表现型变异表现型变异n对数量性状表型值进行分解对数量性状表型值进行分解P = + E + G + GE + e = + E + A + D + I + AE + DE + IE + e数学模型数学模型ADIADIPeEEEEVVVVVVVVV第14页/共23页第十四页，共23页。n采用适当采用适当(shdng)的统计方法，估算模型中的参数的统计方法，估算模型中的参数1211211()()22APPDFPP112121221()3

9、2()eFePPFAFBBDFAeVVVVVVVVVVVVVV或2222ADABNFFVVVhhVVFisher R.A.Fisher R.A.第15页/共23页第十五页，共23页。例如例如(lr)：A=7.0 D = -1.5A=7.0 D = -1.58.8629.062.43eADVVV2278.03%72.02%BNhh第16页/共23页第十六页，共23页。A=7 D=-5P1 F1 P2-7 7-5假设假设(jish)(jish)抽穗期抽穗期由由3 3对基因控制对基因控制, ,则可则可算得基因效应为：算得基因效应为：A-A=2.33,a-a=-2.33A-A=2.33,a-a=-2.

10、33A-a=-1.67A-a=-1.67所以，各个单株的抽所以，各个单株的抽穗期为：穗期为：AABBCC=2.33*3=7,aabbcc=-2.33*3=-7AaBbCc=-1.67*3=-5AABBCc=2.33*2-1.67=3aaBbCc=-2.33-1.67*2=-5.7第17页/共23页第十七页，共23页。A-A=2.32,A-a=-1.67A-A=2.32,A-a=-1.67GenotypeGenotypeAddAddDomDomEffectEffectGenotypeGenotypeAddAddDomDomEffectEffectAAAABBBBCCCC7 70 07 7AaAa

11、BbBbcccc-2.32-2.32-3.34-3.34-5.66-5.66AAAABBBBCcCc4.644.64-1.67-1.672.972.97AaAabbbbCCCC0 0-1.67-1.67-1.67-1.67AAAABBBBcccc2.322.320 02.322.32AaAabbbbCcCc-2.32-2.32-3.34-3.34-5.66-5.66AAAABbBbCCCC4.644.64-1.67-1.672.972.97AaAabbbbcccc-4.64-4.64-1.67-1.67-6.31-6.31AAAABbBbCcCc2.322.32-3.34-3.34-1.02-

12、1.02aaaaBBBBCCCC2.322.320 02.322.32AAAABbBbcccc0 0-1.67-1.67-1.67-1.67aaaaBBBBCcCc0 0-1.67-1.67-1.67-1.67AAAAbbbbCCCC2.322.320 02.322.32aaaaBBBBcccc-2.32-2.320 0-2.32-2.32AAAAbbbbCcCc0 0-1.67-1.67-1.67-1.67aaaaBbBbCCCC0 0-1.67-1.67-1.67-1.67AAAAbbbbcccc-2.32-2.320 0-2.32-2.32aaaaBbBbCcCc-2.32-2.32-3

13、.34-3.34-5.66-5.66AaAaBBBBCCCC4.644.64-1.67-1.672.972.97aaaaBbBbcccc-4.64-4.64-1.67-1.67-6.31-6.31AaAaBBBBCcCc2.322.32-3.34-3.34-1.02-1.02aaaabbbbCCCC-2.32-2.320 0-2.32-2.32AaAaBBBBcccc0 0-1.67-1.67-1.67-1.67aaaabbbbCcCc-4.64-4.64-1.67-1.67-6.31-6.31AaAaBbBbCCCC2.322.32-3.34-3.34-1.02-1.02aaaabbbbcc

14、cc-7-70 0-7-7AaAaBbBbCcCc0 0-5-5-5-5VarianceVariance11.22 11.22 1.93 1.93 13.15 13.15 第18页/共23页第十八页，共23页。表明(biomng)(biomng)在F2F2群体的表型变异中，有78.0378.03是来源于基因型的差异，仅有11.9311.93来源于残差；72.0272.02是来源于基因的加性效应差值，27.9827.98是来源于非加性效应8.8629.062.43eADVVV2278.03%72.02%BNhh表明表明(biomng)(biomng)在在F2F2群体中，各个体之间的加群体中，各个

15、体之间的加性效应方性效应方 差为差为29.0629.06，显性效应方差为，显性效应方差为2.43,2.43,残差方差为残差方差为8.868.86第19页/共23页第十九页，共23页。n获得获得(hud)有关的遗传信息有关的遗传信息亲本基因的分布情况 各位点的显性方向和平均显性度性状在世代间的传递能力合理(hl)地解释一些重要的遗传现象第20页/共23页第二十页，共23页。作业作业两亲本的抽穗期相差两亲本的抽穗期相差2020天，天，F1F1比迟熟亲本比迟熟亲本早早5 5天。天。1.1.试估算抽穗期的加性效应、显性效应试估算抽穗期的加性效应、显性效应2.2.假设抽穗期由假设抽穗期由3 3对基因控制对基因控制, ,试估算位点试估算位点的加性效应的加性效应 和显性效应和显性效应3.3.写出写出2727种基因型的加性效应