211工程,安徽大学第5章 数量性状的遗传

近交系数（coefficient of inbreeding):指一 个个体从某一祖先得到一对纯合的、而且遗 传上等同的基因的概率。近交系数的大小反 映了近交的程度。 （所谓遗传上等同的，是指系同一祖先 某一特定基因的不同拷贝的相遇）。
对于一个封闭的畜群，有 △F=1/8N0+1/8N1
其中， △F 为畜群中每代近交系 数的增量；N0代表能实际参加配种的 母畜数，N1代表能实际参加配种的公 畜数。
0.17 0.3 0.07 0.1 0.1 0.3 0.02 0.5
4 1 0.6 0.36 0.1 3 6 0.2 4
80 80 70 56 70 65 62 75 35
3. 动植物部分性状的遗传率
性状 小鼠 尾长 仔大 体重 鸡 体重 产蛋量 孵化能力 牛 出生体重 产奶量 怀孕率 遗传力% 60 37 15 50 20 15 51 44 3
（1）加性方差（additive variance） 两种纯合体（AA、aa）之间的平均 差异。用VA表示。 （2）显性方差（dominance variance） 基因杂合作用产生的变异。用VD表示。
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 a d ( d) a d 2 2 2 2 4
QTL定位分析方法的类别

QTL定位的基础是分子标记连锁图谱。 多态性分子标记不是基因，不存在遗传效应。
如分子标记覆盖整个基因组，控制数量性状的基 因（Qi）两侧会有相连锁的分子标记（Mi-和Mi+ ）������ 表现遗传效应。 分析表现遗传效应的分子标记 ������ 推断与分子 标记相连锁的数量性状基因位置和效应。 常用的QTL定位分析方法有：
二、近交的遗传学效应


后代群体纯合化个体的比例增加，遗传性 状趋于稳定； 隐性有害基因得以表现； 对于本为杂交繁殖的生物，近交导致机体 生活力下降，即近交衰退，包括营养生长、 繁殖力、抗病性等方面的衰退。
对自花授粉植物，自交虽不会导致衰退， 但人工杂交所获后代有时是有利的。


n对独立遗传的 基因，F1皆处于 杂合状态；则连 续自交r 代后， 群体的纯合率为：
第五节 近亲繁殖和杂种优势
一、近交和近交系数
近交：指有亲缘关系的个体相互交配。 远房表兄妹（second cousin) 亲表兄妹（first cousin) 半同胞（half-sib) 全同胞（full-sib) 植物的自花授粉（self fertilization)或 自交， 是同一个体产生的雌雄配子相互结合，是最极端 的近亲繁殖方式。
四、人和动植物的一些性状的狭义遗传率 1. 人类一些性状的遗传率 性状 身材 坐高 体重 IQ(Binet) IQ(Otis) 遗传力 0.81 0.76 0.78 0.68 0.80 性状 理科天赋 数学天赋 文史天赋 拼写能力 口才 遗传力 0.34 0.12 0.45 0.53 0.68
2. 一些常见畸形和疾病的遗传率
这种病中起主要作用；
遗传率低，如果遗传率在30%40%，说明环境因素起主要作用。

遗传率是一个统计学概念，是针对群体， 而不是用于个体； 遗传率反映了遗传变异和环境变异在表型 变异中所占的比例，遗传率的数值会受环 境变化的影响；


一般来说，遗传率高的性状较容易选择， 遗传率低的性状较难选择。遗传率对育种 很有帮助。
第一节 数量性状的特征
一、质量性状（qualitative traits） 能观察而不能量测（discontinuous variation）。即属性性状。 如豌豆的茎高与矮（tall，dwarf）； 果蝇眼睛颜色红与白（red，white),小麦的 有芒与无芒；豌豆的花色等。 对于杂种的分离群体后代可以明确分 组，求出不同组的比例。
dwarf intermediate
Continuous variation
tall
三、数量性状的特点
(1)自然群体或杂种后代群体内表现为连续 的变异，很难进行明确的分组，求出各组 比例。 (2) 易受环境条件的影响而变异，这种变 异是不遗传的，与遗传的变异相混淆。
四、 数量性状遗传的多基因假说 multiple-factor hypothesis
B1的遗传方差：VG(B1)=½ (a2+d2) –[½
(a+d)]2=1/4×(a-d)2
B2的平均数和遗传方差的计算
f 1/2 1/2 1 x -a d fx -½ a ½d ½ (d-a) fx2 ½ a2 ½ d2 ½ (a2+d2)
aa Aa 合计
B2的遗传方差：VG(B2)=½ (a2+d2) –[½ (da)]2=1/4× (a+d)2
x:基因型值； ∑fx ：群体的 基因型平均值。
如果这一性状受K对基因控制，并 假定它们的作用相等，而且是累加的， 这些基因之间无连锁，也不存在相互 作用，则F2的遗传方差应为：
B1的平均数和遗传方差的计算
f
AA Aa 合计 1/2 1/2 1
x
a d
fx
½a ½d
fx2
½ a2 ½ d2
½ (a+d) ½ (a2+d2)
遗传率最大的用途在于“预见性” 例；设牛群的平均年产乳量为7000斤， 留种牛的平均年产乳量为9000斤。试问下 一代每头母牛的年产乳量是多少？（测得 该牛群产乳量的遗传率为0.25)。
X h 2(P n-P ) P 0.25 (9000 - 7000) 7000 7500(斤/年)



1918年费希尔（Fisher R. A. ） 发表 “根据孟德尔遗传假设对 亲子间相关性的研究”论文，将 统计方法与遗传分析方法结合， 创立数量遗传学。 1925年著《研究工作者统计方 法》一书（Statistical Methods for Research Workers），为数 量遗传学的研究提供了有效的 分析方法。 首次提出方差分析（ANOVA） 方法, 为数量遗传学发展奠定了 基础。
Nilsson-Ehle实验 （1908）
研究小麦（wheat）种皮颜色的遗传 红色种皮 × 白色种皮
F1：浅红色（不完全显性）
F2：由红到白表现为各种类型 据此提出多基因假说
多基因假说
(1)
(2)
(3)
(4)
数量性状是许多彼此独立基因共同作 用的结果；各个基因对性状表现的效 果较微小，但基因的遗传方式服从孟 德尔定律； 各基因的效果相等； 各基因表现为不完全显性或无显隐性。 各基因的作用是累加的(additive) 。
第五章
数量性状的遗传 Quantitative Genetics
本章重点

1. 数量性状的特征及与质量性状的区别 2. 遗传率和在育种上的应用 3. 数量性状的基因定位 4. 近亲繁殖和回交的遗传效应 5. 纯系学说和意义 6. 杂种优势

数量遗传学是在孟德尔经典遗传学的基础上发 展而成的一门学科，但与孟德尔遗传学有明显 的区别。
½[VG(B1)+VG(B2)]=1/4VA+1/4VD ½（VB1+VB2）=1/4VA+1/4VD+VE 而VF2=1/2VA+1/4VD+VE， 所以：2× [VF2 - ½（VB1+VB2）] = 1/2VA，可作为狭义遗传率计
算的分子项。
三、遗传率的意义
遗传率高，如一种性状的遗传率
如果在70%—80%，说明遗传因素在


一、单标记分析法：

通过方差分析、回归分析或似然比检验， 比较单个标记基因型（MM、Mm和mm） 数量性状均值的差异。 如存在显著差异 ������ 说明控制该数量 性状的QTL与标记有连锁。
单一标记分析法不需要完整的分子标记连 锁图谱，是早期的QTL定位的主要研究方 法。


二、区间作图法（interval mapping ，IM）：
1 n X % (1 ) 100 2r
当n=3, r=5时，
X % 90.8%
二、数量性状（quantitative traits,QT) 某一性状在群体中的表现型可以分 为许多变异型，各变异型之间的区别不 明显，总体上呈连续变异（continuous variation）。 如人的身高、肤色的深浅、体重； 棉花的纤维长度、奶牛的泌乳量等等。 又可分为计数和量测两种情况。
1760年，Josef Gottlieb Kolreuter在用 高茎烟草与矮茎烟草杂交时。
对于数量性状,
P= G+E
则群体中的表型变异可用 VP度量：
VP =VG+VE
表型方差（phenotypic variance）： VP 遗传方差（genetic variance）：由遗传因素引 起的表型差异，用VG表示。 环境方差（environmental variance）：由于环 境因素造成的表型变异，高 穗数 粒重 穗长 产量 株高 株高 叶数
遗传力% 86 10 10 60 20 70 50 65
第四节 数量性状基因定位



经典数量遗传分析方法������ 分析控制数量性状表 现的总遗传效应������ 但无法鉴别基因的数目、单 个基因在基因组的位置和遗传效应。 现代分子生物学＋分子标记技术������ 构建各 种作物的分子标记连锁图谱。 分子标记连锁图谱＋数量性状基因位点（ quantitative trait loci，简称QTL）定位分析方法 ������ 估算数量性状基因位点数目、位置和遗传效 应。 常用QTL定位（QTL mapping）方法如下：
畸形名称 唇裂±腭裂 先天性幽门狭窄 先天性髋脱位 先天性畸形足 脊柱裂 无脑畸形 先天性巨结肠 先天性心脏病 （各型）