高中生物竞赛 第八章 数量性状遗传（整章文稿1）课件

数量性状遗传多因子遗传质量性状和数量性状质量性状性状间差别明显，一般没有中间过渡类型；这种呈现不连续变异的性状叫做质量性状。数量性状性状间只有数量的不同，没有明显的质的差别，其间有一系列的过渡类型；这种表现连续变异的性状叫做数量性状。？？？？数量性状的变异都是遗传变异影响的结果吗？各基因型之间的作用规律？遗传变异、环境影响孰主孰次？数量性状是如何传递的？研究数量性状有什么意义？一、数量性状遗传的特点

小麦、燕麦籽粒颜色遗传Nilsson-Ehle(1909)

红粒x白粒F1红粒F2:3:1,15:1,63:1R1r1,R2r2,R3r3小麦、燕麦籽粒颜色遗传

组合一R1R1R2R2r3r3xr1r1r2r2r3r3R1r1R2r2r3r315:1

组合二R1R1R2R2R3R3xr1r1r2r2r3r3R1r1R2r2R3r363:1小麦、燕麦籽粒性状显性基因数4R3R2R1R0R比例14641表型深红红浅红微红白基因型R1R1R2R22R1R1R2r2R1R1r2r22R1r1r2r2r1r1r2r2

2R1r1R2R24

R1r1R2r22r1r1R2r2

r1r1R2R2

多因子假说(p+q)n

Cnrprqn-r1/164/166/164/161/160R1R2R3R4RPolygenicsystem1909年，Nilsson-Ehle的初步多因子假说：（1）决定数量性状的基因是一系列的贡献等位基因和非贡献等位基因（2）各贡献等位基因对某种性状的作用是相同的（3）各贡献等位基因的作用是可以积加的（4）在多基因遗传的各位点之间无上位效应（5）在多基因遗传中的各基因是不连锁的（6）没有环境的影响

假说后三点并不真实数量性状的几个统计学标记爆粒玉米和甜玉米，East与Hayes，1911数量性状遗传的一般特征两个纯合亲本杂交，F1一般为双亲的中间类型，但有时也可能倾向某一个亲本。2. F2的表型平均值大体与F1相近，但是变异幅度远远超过F1。F2分离的群体内，各种不同的表型之间多为量的差别，没有质的不同。超亲遗传(transgressiveinheritance)

当杂交双亲不是极端类型时，杂交后代中有可能分离出高于高值亲本或低于低值亲本的类型。这种杂种后代的分离超越双亲范围的现象叫做超亲遗传。超亲遗传P1A1A1A2A2a3a3P2a1a1a2a2A3A3100cm70cmF1A1a1A2a2A3a385cmF2A1A1A2A2A3A3a1a1a2a2a3a3130cm40cm一小麦品种的超亲遗传East的多基因学说（1）数量性状受多基因支配（2）这些基因对表型影响小，相互独立，但以积累的方式影响相同的表型（3）每对基因常表现为不完全显性，分离比符合孟德尔法则（4）F1介于两亲本的中间，F2有较大的变异范围数量性状与质量性状某些性状既有数量性状特点，又有质量性状特点，因区分的着眼点不同而异。同一性状因杂交亲本类型或有差异的基因数不同，可能表现为数量或质量性状。某些基因可能同时影响质量性状与数量性状，或者对某一性状起主基因作用而对另一性状起微效基因作用。二、基因的数量效应基因数目的估计1. 根据群体中出现的极端类型比例估算基因数目2.根据公式估算最低限度的基因对数(P1-P2)2

N=8(VF2-VF1)基因数目的估计N=(16.802-6.632)2/8(5.074-2.309)=4.75

最低涉及5对基因，10个分离基因。

果

穗

长

度(x)厘

米

统计数

56789101112131415161718192021

果

穗

总

数

平均数

X

方差

V

标准差

S

P1

421248

57

6.632

0.665

0.816

P2

311121526151072

101

16.802

3.561

1.887

F1

11212141794

69

12.116

2.309

1.519

F2

11019264773686839251591

401

12.888

5.074

2.252

多基因的作用方式累加效应(cumulativeeffect)倍加效应（producteffect）玉米果穗长度

AABBaabb16.8cm6.6cm(近余值-无效基因的基本值)16.8-6.6=10.210.2/4=2.55玉米果穗长度的累加效应倍加效应（Producteffect）AABBxaabb80cm20cmF1AaBbMP=80x20=40

40有效基因的效应值＝20

＝1.414数量遗传数量性状的特点多因子假说数量性状的统计学标记数量性状与质量性状基因数目的估计累加效应和倍加效应三、表型值及其构成表现型值基因型值环境偏差

P=G+E表型值及其构成G＝A＋D＋I育种值(A):基因型内所含的基因平均效应的总和。显性离差(D):等位基因之间的非加性相互作用。上位离差(I)：多座位基因非等位基因之间的相互作用所产生的偏差。剩余值(R)：由显性离差、上位离差和环境效应共同组成。R＝D＋I＋EP＝A＋RVP=VA+VD+VI+VE群体平均值A1A1:aA1A2:dA2A2:-ad=0 无显性0<d<a或-a<d<0 表示部分显性d=a 完全显性d>a超显性。1、基因型值如何计算a、d值？AAAaaa14126(g)a=4,d=2a=?d=?你是怎么算的？方法一：MP＝（14+6）/2=10A＝14－10＝4，d＝12－10＝2方法二：A1A1＝14A1＝7A2A2＝6A2＝3A1A2＝12＝7＋3＋dd＝2a＝A1A1－MP＝14－10＝42、群体基因型值的平均数N个基因座的联合效应是每个基因座分别对平均数所起作用之和：3、杂种各代的群体平均值Fr=(1/2r-1)d四、数量性状的遗传率Heritability=(遗传变异/总变异)X100%广义遗传率H2＝（基因型方差/表型方差）×100＝(VG/VP)×100

狭义遗传率h2＝（育种值方差/表型方差）×100＝(VA/VP)×100H2≥

h2多元群体法将两个以上世代（至少包括一个分离世代）群体同年种植，以便估算遗传率，由于所用材料类型不同，又分为：单代广义法（F2、P1、P2、F1）双代狭义法（F3、F2、P1、P2、F1）双回交法（F2、B1、B2）遗传率的计算一致群体的方差混合群体VP(F2)=VE+VG一致性群体VP(F1)=VE+0VG=VP(F2)-VP(F1)

混合群体的方差F2群体的遗传方差为（根据V=Σfx2-(Σfx)2）

VGF2=a2/2+d2/2-(d/2)2=a2/2+d2/4当有n对基因时，假定基因之间无互作VGF2=1/2(a12+a22+a32+……an2)+1/4(d12+d22+……dn2)=1/2Σa2+1/4Σd2令Va=Σa2Vd=Σd2则VGF2=1/2Va+1/4VdVE表示环境方差则VF2=1/2Va+1/4Vd+VE同理：VF3=3/4VA+3/16VD+VE则VFn=2n-1-1/2n-1Va+2n-1-1/4n-1Vd+VE回交群体的方差回交群体平均数和方差的推算回交群体的方差估计VE的几种方法VE=VF1VE=(VP1+VP2)/2VE=(VF1+VP1+VP2)/3单代广义法

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311121526151072

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3.561

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2.309

1.519

F2

11019264773686839251591

401

12.888

5.074

2.252

H2=5.074-1/3(0.665+3.561+2.309)X100%=57%5.074VE=1/3(VP1+VP2+VF1)H2=VF2-1/3(VP1+VP2+VF1)X100%VF2VE=VF1：H2=54％VE=(VP1+VP2)/2：H2=58％双代狭义法通过F2、F3代来估算狭义遗传率VF2=1/2Va+1/4Vd+VEVF3=3/4Va+3/16Vd+VE解此二式得：2(4VF3-3VF2-VE)Va＝31/2Va(4VF3-3VF2-VE)x100%h2nF2=VF23VF2对于F2代，VA＝Va/2通过杂种F1分别与双亲回交得到的回交一代(B1、B2)计算VF2=1/2Va+1/4Vd+VEVB1+VB2=1/2Va+1/2Vd+2VE

2VF2-(B1+B2)狭义遗传率＝X100%VF2双回交法开花－成熟天数株数方差P131.73300.46P236.53300.49F236.111004.98B135.07303.28B235.9302.922VF2-(B1+B2)2X4.98-(3.28+2.92)狭义遗传率＝X100%＝VF24.98=75.5%小麦灌浆速度的遗传分析广义遗传率？遗传率的意义及其应用在菜豆的一个纯系内进行选择的结果选用亲代种子的平均重

子代种子平均重

厘克

厘克年份轻种子

重种子

来自轻的种子

来自重的种子第一年30403635第二年25424041第三年31433133第四年27393839第五年30463840第六年24473737某些性状的遗传率估值遗传率的一般规律与自然适应性有关的性状（如产量性状、存活率等）的遗传率较低，与自然适应性关系不大的性状（如株高、遗传等）遗传率较高。亲本生长正常，对环境的反应不敏感的性状，遗传率一般较高，对环境敏感的性状遗传率较低。在作物中，一般认为遗传率高的性状有株高、抽穗期、开花期、成熟期、穗长、油分、蛋白质含量等。这类性状进行早期的个体选择有效。具中等遗传率的有：千粒重、每穗粒重。具有低遗传率的有：空壳率、穗数、行粒数、株粒数等。对这类性状，一般在晚期世代中进行个体的表型选择。五、交配遗传分析近交(inbreeding)杂交(crossbreeding)近交的遗传效应自交、亲子交配、同胞交配等。1自交自交的遗传效应???增加纯合子的比例促使不良隐性性状表现导致纯系的育成纯合率＝[(2n-1)/2n]r×100同胞交配的效应全同胞交配（兄妹交配）回交的遗传效应基因代换 （核代换）(2)定向纯合近交系数

(coefficientofrelationship)一个个体在某基因座上从双亲得到两个等位基因的两份拷贝的概率。即结合配子间的遗传相关系数。

Aa自交近交系数＝1/2交配方式F(近交系数)自交1/2同胞兄妹1/4叔父侄女1/