第十二章 数量性状遗传
遗传学第十二章-数量性状的遗传
04
数量性状遗传的研究方法
统计分析方法
01
方差分析
通过比较不同群体或个体的变异 程度，确定数量性状是否受遗传 控制。
相关分析
02
03
通径分析
研究两个或多个数量性状之间的 关联程度，揭示它们之间的遗传 关系。
通过建立数量性状之间的因果关 系模型，解释不同性状之间的遗 传路径和效应。
分子生物学技术
基因定位
利用分子标记技术将数量性状基因定位到染色 体上的具体位置。
基因克隆
通过分子克隆技术分离和克隆数量性状基因， 研究其结构和功能。
转基因技术
将数量性状基因导入其他生物体，研究其表达和功能。
基因组学技术
基因组关联分析
利用全基因组关联分析技术，研究数量性状 基因与遗传变异之间的关系。
基因组编辑技术
数量性状与质量性状
质量性状是指在一个群体内存在明显 不同的、确定的类型，如人的血型。
数量性状的特征
连续变异
数量性状在群体内的变异呈连续分布，而非离散的。
受多基因控制
数量性状通常由多个基因共同作用，而非单一基因决 定。
环境与遗传交互作用
数量性状的表现不仅受遗传因素影响，还受到环境因 素的影响，两者之间存在交互作用。
等。
03
医学研究
研究人类数量性状的遗传规律， 有助于了解疾病的发生、发展和
遗传机制。
02
农业育种
通过遗传规律改良作物和动物品 种，提高产量、品质和抗逆性。
04
生物进化研究
数量性状的遗传规律是生物进化 的基础，研究数量性状的遗传有 助于深入了解生物进化机制。
03
数量性状遗传的机制
基因互作
第十二章 数量性状遗传分析
• 如果F1有n对杂合基因时，F2代的基因型频率应为：
• (1/2R+1/2r)2 n展开式中各项的系数， • 或为: (1/4RR+2/4Rr+1/4rr)n展开式中各项的系数。
随后美国学者Edward进 行了关于烟草（Nicotiana longiflore）花冠长度的遗 传学研究。他将花冠的平 均长度为40.5 mm和93.3 mm的纯系亲本进行杂交， F1呈中等长度，如所预期 的一致，但长度稍有变异， 这是由环境的变化所引起 的。 花冠长度的遗传若由4对 基因控制，则预期F2中落 在每一亲本类型中的植株 的表型频率为（1/2）8＝ 1/256
• B 第二种杂交组合(两亲本间只有两对等位基因差别)，
• P 中深红色籽粒 白色籽粒 • (R1R1R2R2r3r3) (r1r1r2r2r3r3) • 中红色 • F1 (R1r1R2r2r3r3) • 自交 中深红 深红 中红 淡红 白色
(R1R1R2R2r3r3) 2(R1R1R2r2r3r3) 1( R1R1r2r2r3r3) 2(R1r1r2r2r3r3) 1(r1r1r2r2r3r3) 2(R1r1R2R2r3r3) 4(R1r1R2r2r3r3) 2(r1r1R2r2r3r3) 1(r1r1R2R2r3r3)
第二节 数量性状的多基因遗传
一、数量性状的多基因学说
（1）实验依据 1909年，瑞典遗传学家Nilsson-Ehle对小麦和 燕麦中籽粒颜色的遗传进行了研究，他发现在若干个红粒与 白粒的杂交组合中有如下A、B、C 3种情况:
他研究后进一步发现： ①在小麦和燕麦中，有3对与种皮颜色有关的、种类不同但 作用相同的基因，这3对基因中的任何一对在单独分离时都出 现3／4:1／4的比率，而3对基因同时分离时，则产生63／64:1 ／64的比率。 ②上述的杂交在F2的红色籽粒中又呈现各种程度的差异， 按红色的程度又可人为地分为： 在A中：1／4 红粒：2／4 中等红：1／4 白色； 在B中：1／16深红：4／16红：6／16中等红：4／16淡红： 1／16白色； 在C中：1／64极深红：6／64深红：15／64次深红： 20／64中等红：15／64中淡红：6／64淡红：1／64白色 ③红色籽粒深浅程度的差异与所具有的决定“红色”的基 因数目有关，而与基因的种类无关。设：R1R2R3及r1r2r3为3对 决定种皮颜色的基因，大写字母表示“增加”红色，小写字母 表示“不增加”红色，R与r不存在显隐性关系。
数量性状遗传
数量性状遗传
第31页
加性－显性－上位性遗传模型
❖ 对于一些性状, 不一样基因座位上基因 还可能存在互作效应, 即上位性效应。
❖ 基因型值包含加性效应、显性效应和上 位性效应
❖
G＝A＋D＋I
❖
P＝A＋D＋I＋E
数量性状遗传
第32页
现以 P G E 表示三者平均数, 则各项方差能够推 算以下.
P P2
2
G E
GE
G G E E 2
G G2 2G GE E E E2
数量性状遗传
第33页
• 表型离均差平方和
• 基因型离均差平方和
• 环境影响造成离均差平 方和
• 基因型与环境条件互作 效应
P P2
G G2
E E2
G GE E
数量性状遗传
第34页
• 若基因型与环 境之间没有互 作，即 :
G GE E 0
• 则表型离差平 方和等于基因 型离差平方和 加环境引发离 差平方和
数量性状遗传
第35页
上式两边都除以n或n-1:
P P2 G G2 E E2
n
n
n
P P2
VP
n
G G 2
VG
n
E E 2
VE
n
VP VG VE
数量性状遗传
第36页
VP VG VE
❖ 回交（back cross）是F1与亲本之一杂交。 ❖ F1与两个亲本回交得到群体记为B1.B2。
❖ B1表示F1与纯合亲本AA回交子代群体，
❖ F1 Aa ×P1 AA ，遗传组成是 1/2AA+1/2Aa
遗传学_ 数量性状遗传_
个体的基因型
✓ 个体性状的表现型数值，称为表现型值，以P表示。 ✓ 表现型值有两部分组成：
一个是基因型所决定的数值，称为基因型值，以G表示； 一个是环境条件引起的变异，用E表示。 ✓ 表现型值、基因型值，和环境变异值三者之间的数量关 系可用以下公式表示：P=G+E
环境条件的影响
✓ 表型变异用表型方差(即总方差)VP表示； ✓ 遗传变异用遗传方差(即基因型方差)VG表示； ✓ 环境变异用环境方差VE表示。 ✓ 三者的数量关系可用下式表示：Vp=VG +VE
三、纯系学说
（三）纯系学说的发展
“ 纯系的纯是相对的、暂时的，绝对的纯系
是不存在的，纯系内继续选择可能是有效的。 纯系繁育过程中，由于突变、天然杂交和机械 混杂等因素必然会导致纯系不纯，产生新的遗 传变异，可能出现更优个体。
“
遗传率及估算方法
一、数量性状变异的表示方法
生物性状 表现的 决定因素
超矮秆表型是由于D18的突变导致。 该种突变体除株高显著降低后，其他 农艺性状与野生型无显著性差异。
小麦粒色简单划分，表现质量性状，单细致 观察，籽粒颜色红到白，表现连续变异，数量性 状的特点。
二 、数量性状的概念及遗传特点
（三）数量性状和质量性状的相对性
生物还有一些性状为阈性性状: 表型呈非连续变异，而其基本物质 的数量呈潜在的连续变异的性状， 即只有超越某一遗传阈值时才出现 的性状，如动植物甚至包括人类的 抗病力、死亡率以及单胎动物的产 仔数等性状。
3 数量性状对环境条件的变化反应敏感。
4 研究方法上，依靠群体，必须用统计方法，对在杂种和后代进行分析。
二 、数量性状的概念及遗传特点
（三）数量性状和质量性状的相对性
普通遗传学第十二章 数量性状的遗传分析 自出试题及答案详解第一套
数量性状的遗传分析一、名词解释：1.数量性状与质量性状2.数量性状的多基因假说3.方差4.标准差5.遗传率6.近亲繁殖7.杂种优势8.轮回亲本9.主基因(major gene)：10.微效多基因(minorgene)：11.修饰基因(modifying gene)：12.超亲遗传(transgressive inheritance)：13.近亲系数（F）：14.轮回亲本15.数量性状基因座(quantitative trait locus，QTL)：16.QTL定位（QTL mapping）17.广义遗传率：通常定义为总的遗传方差占表现型方差的比率。
18.狭义遗传率：通常定义为加性遗传方差占表现型方差的比率。
19.共祖系数：个体的近交系数等于双亲的共祖系数。
20.数量性状基因位点：即QTL，指控制数量性状表现的数量基因在连锁群中的位置21.表现型值：是指基因型值与非遗传随机误差的总和即性状测定值。
22.基因型与环境互作：数量基因对环境比较敏感，其表达容易受到环境条件的影响。
因此，基因型与环境互作是基因型在不同环境条件下表现出的不同反应和对遗传主效应的离差。
二、填空题：1．根据生物性状表现的性质和特点，我们把生物的性状分成两大类。
一类叫( )，它是由( )所控制的；另一类称( )，它是由( )所决定。
2．遗传方差占总方差的比重愈大，求得的遗传率数值愈（），说明这个性状受环境的影响（）。
3．数量性状一向被认为是由（）控制的，由于基因数量（），每个基因对表现型影响（），所以不能把它们个别的作用区别开来。
4．遗传方差的组成可分为( )和( )两个主要成分，而狭义遗传力是指 ( )占( )的百分数。
5．二对独立遗传的基因Ａa和Ｂb，以累加效应的方式决定植株的高度，纯合子AABB高10. 一个有３对杂合基因的个体，自交５代，其后代群体中基因的纯合率为（）。
6. 杂合体通过自交可以导致后代群体中遗传组成迅速趋于纯合化，纯合体增加的速度，则与⑴（）⑵（）有关。
数量性状遗传教案
数量性状遗传教案数量性状是指一种性状可以通过计数或测量来度量的性状。
这些性状在遗传中的传递方式可以通过数量性状遗传教案来进行教学和学习。
教案：一、教学目标：1.理解数量性状的概念和特点。
2.掌握数量性状的遗传规律和方法。
3.能够应用数量性状遗传的知识来解决问题和进行实验。
二、教学内容：1.数量性状的定义和特点。
2.数量性状的遗传规律。
3.数量性状的测量方法。
4.应用数量性状遗传的实例分析。
三、教学过程：1.导入（5分钟）：通过展示一组根据身高排序的学生图片，引发学生对数量性状的认知和兴趣。
2.知识讲解（15分钟）：a.介绍数量性状的定义和特点：数量性状是指可以通过计数或测量来度量的性状，如身高、体重、产量等。
这些性状受多个基因和环境因素的影响。
b.数量性状的遗传规律：数量性状由多对基因控制，遵循连续变异规律。
常见的遗传模式包括寡基因控制和多基因控制。
c.数量性状的测量方法：根据具体性状的特点选择相应的测量方法，如身高可以通过直接测量或问卷调查等方式获得。
3.案例分析（30分钟）：通过实例分析来加深学生对数量性状遗传的理解。
a.案例一：一个家族中的兄弟姐妹身高差异很大，其中一个兄弟非常高大而且父母也身高较高。
请分析此现象的遗传原因，并给出可能的遗传模式。
b.案例二：在一个小麦品种改良项目中，科研人员通过测量不同品种小麦的产量来筛选高产的品种。
他们发现产量呈正态分布，即大部分品种产量中等，极少数有很高或很低的产量。
请问这个产量数量性状的遗传基础是什么？4.实验设计（30分钟）：让学生设计一个实验来验证数量性状的遗传规律。
a.主题：探究小麦高产性状的遗传方式。
b.实验材料：不同产量的小麦品种种子。
c.实验步骤：-步骤一：选择5个不同产量的小麦品种，分别种植在相同的土壤和环境条件下。
-步骤二：测量和记录每个品种的产量。
-步骤三：通过基因分析或后代观察，确定每个品种高产性状的遗传模式。
-步骤四：总结实验结果，并得出结论。
遗传学——数量性状的遗传
即 VF2 = VG + VF1 代入公式: H广
2=
∴ VG = VF2 － VF1
VG VF2 － VF1 = ×100% VG + V E VF2
例：测量矮脚母鸡与芦花公鸡和它们的 杂种的体重，得到下列的平均体重和表 型方差：
矮脚鸡 芦花鸡 F1 F2 B1 B2 平 均 1.4斤 6.6 3.4 3.6 2.5 4.8 方 差 0.1 0.5 0.3 1.2 0.8 1.0
如: 一对基因差别 3:1 两对基因差别 15:1
(2) 由于杂交亲本之间相差的基因对数不同：
如植株高度为数量性状，但孟德尔的豌豆杂 交实验中高植株和矮植株，也表现为质量性状 的遗传方式。 如： 水稻株高的遗传
(2) 水稻株高的遗传
相差三对基因的亲本杂交： P: T1T1T2T2T3T3 × t1t1t2t2t3t3 ↓ F1: T1t1T2t2T3t3
2)穗长与大写字 母数目成正相关 (累加) 。
数量性状和质量性状的区别
基因 控制 数量 性状 质量 性状 多 基因 单 基因 变异 分布 正态 分布 二项 分布 表型 受环境 遗传 分布 影响 规律 连续 分散 大 小 性状 特点 研究 对象 群体 个体和 群体
非孟德 易 尔遗传 度量 孟德尔 不易 度量 遗传
(3). 阈性状(threshold character): 性状达到某一特定值表现为正 常，达不到则为不正常，如血压， 血糖含量等。
1.2 数量性状与质量性状
(1) 由于区分性状的方法不同： 如小麦粒色遗传，如果采用非红 即白的区分方法，则表现为质量性状； 如果再加以细分，就表现为数量性状的 特点。
回交一代平均表型方差: 1/2(VB1 +VB2) = ¼ VA + ¼ VD +VE ∵ VF2= ½ VA + ¼ VD+ VE ∴ VF2 - 1/2(VB1 +VB2) = 1/4VA (加性的遗传方差) 或： 2VF2 - (VB1 +VB2) = ½VA 令: a2 = VA d2 = VD
数量性状的遗传
数量性状的遗传数量性状指的是一个生物体的某种性状具有连续性质，在一个种群中表现出一定的变异程度，且受多种基因和环境因素的影响。
例如人体身高、体重等就是数量性状。
数量性状由多个基因的作用所决定，被称为多基因性状。
与单基因性状不同的是，多基因性状不符合孟德尔遗传定律。
数量性状的遗传规律经过长时间的探究，现已初步得出。
从基因层面探究数量性状的遗传数量性状的基因型及其表现形式比较复杂，同一基因型的个体之间也会存在表现形式的差异。
基因由两条相同或不同的基因座构成，分别来自父母亲。
在数量性状的遗传中，每个基因座所对应的基因影响数量性状的大小和表现型。
同时，多个基因座共同作用于数量性状，这种作用关系被称为加性效应（additive effect）。
数量性状的遗传规律主要有：性状值=基因值+环境值，基因型对数量性状的影响呈现正态分布，且受到染色体上多个基因的影响。
数量性状的遗传模式数量性状的遗传规律有三种模式：常染色体显性遗传、常染色体隐形遗传以及性联遗传。
常染色体显性遗传的表现形式是当一个自由基因突变，双等位基因后者扰动的时候，显性基因造成的表现现象。
例如，人体的眼睛颜色就是常染色体显性遗传的一种表现。
常染色体隐性遗传与常染色体显性遗传类似，不同的是表现基因是一种隐性基因。
这种遗传模式表现突变基因表现在两条染色体上都具有相同的表现现象。
例如，某些人患有系统性红狼疮就是常染色体隐性遗传的一种表现。
性联遗传指由X和Y染色体来遗传。
X染色体上的基因对于女性来说是双等位基因，由于女性有两个X染色体，所以会出现多种表现型。
而男性由于只有一个X 染色体，所以表型变化更加显著和恒定。
例如，红绿色盲就是一种典型的性连锁遗传疾病。
数量性状的计算分析数量性状的遗传变异分析可以通过基因型频度分析、亲权分析和遗传连锁分析来进行。
（1）基因型频度分析：由于每个基因座共有两个等位基因，因此可将一个种群中某一基因座的等位基因频率进行 PA+Pa=1，其中PA为某一基因座等位基因A 的频率，Pa为某一基因座等位基因a的频率。
数量性状遗传解析
质量性状： 表现不连续变异的性状。 数量性状： 表现连续变异的性状。
一、数量性状遗传的特征：
1、数量性状是可以度量的； 2、数量性状的变异表现连续性； 3、数量性状容易受到环境条件的影响； 4、数量性状一般认为由微效多基因控制。
二、数量性状遗传基础：
多基因假说：
细胞质遗传：由细胞质基因所控制的遗传现象和遗传 规律。
线粒体、质体（叶绿体、白色体、有色体）
一、细胞质遗传的特点
1、表现母系遗传；
2、遗传方式是非孟德尔式的，杂种后代不 表现一定比例的分离。
二、细胞质遗传的应用
应用： 植物雄性 不育性
细胞核雄性不育 细胞质雄性不育 核质互作雄性不育
特征： 雄蕊发育不正常，不能产生有功能的花粉； 雌蕊发育正常，能接受正常花粉而受精结实。
生产上常用： 核质互作传 基因
胞质基因 胞核基因
N（可育）、S（不育） RR（可育）、Rr（可育）、rr（不育）
质基因与核基因的6种组合及育性表现：
N RR 可育
N Rr 可育
N rr
可育
S RR 可育
S Rr 可育
S rr 不育
三系制种程序
不育系 S（rr）
×
保持系 N（rr）
自 交
不育系 S（rr）
保持系 N（rr）
隔离区一： 不育系繁殖区
不育系 S（rr）
×
恢复系 N（RR）或S（RR）
自 交
杂交种 S（Rr）
恢复系 N（RR）或S（RR）
隔离区二： 杂交制种区
不 育 系 繁 殖 区
杂 交 制 种 区
2、质量性状呈现不连续变异，受主基因控制（对性状起决 定作用的基因）；
第十二章 数量性状的遗传分析
第十二章数量性状的遗传分析畜禽的大多数经济性状属于数量性状。
掌握数量性状的遗传规律和遗传参数对种畜生产中种畜群的生产性能的保持、对地方品种经济性能的提高、对新品种新品系的培育等工作都是十分必要的。
数量性状的遗传是有规律所循的，虽然在不同群体、在不同条件下、因估计方法不同，得到的参数有所变化，但遗传参数反映的数量性状的基本遗传规律的趋势是一定的。
数量性状的遗传基础质量性状的变异一般遵从孟德尔遗传规律，但数量性状的遗传规律与质量性状的遗传规律有一定区别。
数量性状是由大量的、效应微小而类似的、可加的基因控制，呈现连续变异，数量性状的表现还受到大量复杂环境因素的影响。
Nilsson-Ehle假说及其发展生物的性状按照其表现和对其研究的方式，可大致分为质量性状、数量性状和阈性状。
质量性状的变异通常可以区分为几种明显不同的类型，遵从孟德尔遗传规律。
畜禽重要质量性状的遗传规律已经在上一章中进行了阐述。
在动物生产中所关注的绝大多数经济性状呈连续性变异，其在个体间表现的差异只能用数量来区分，这类性状称为数量性状，如奶牛的产奶量、鸡的产蛋量、肉用家畜的日增重、饲料转化率、羊的产毛量等。
与质量性状相比较，数量性状主要有以下特点：①性状变异程度可以用度量衡度量；②性状表现为连续性分布；③性状的表现易受到环境的影响；④控制性状的遗传基础为多基因系统。
遗传基础为多基因控制，而表现为非连续性变异的性状称为阈性状。
如羊的产羔数、肉质的分类、对疾病抗性的有无等。
严格说来，鸡的产蛋数、猪的窝产仔数等也属于这一类性状，但其表型状态过多，作为阈性状分析过于复杂，通常近似的将其作为数量性状来看待。
数量性状在畜牧生产中占有非常重要的地位。
但是，到目前为止，对数量性状的遗传基础的解释主要还是基于Yule（1902，1906）首次提出、由Nilsson-Ehle（1908）总结完善、并由Johannsen（1909）和East（1910）等补充发展的多因子假说，也称为多基因假说或Nilsson-Ehle假说。
第十二章数量性状遗传
第十二章数量性状遗传生物性状的变异，有两种表现形式，一种是以“质”的姿态出现，也就是说，在相对性状之间，呈现非连续性(discontinuous)，非此即彼，区别明显，不易混淆，例如豌豆红花与白花，水稻有芒与无芒，高秆与短秆等等，有时有中间类型出现，仍然容易加以区别，性状变异的这种表现形式称为质量性状(qualitative character)。
性状变异的另一种形式，表现为量上的差异，特别是一些与产量有关的性状，如穗子的大小，种子的重量等。
果实的大小等，表现为连续变异状态，一般须用数字来表示，故称之为数量性状。
生物性状的变异呈连续(continuous)状态，不易分类，这类性状叫数量性状(quantitative character)。
前面我们在分离，自由组合与连锁交换定律所列举的，都是属于质量性遗传行为：质量性状遗传的主要特点在于1、控制质量性状的基因，其单独作用较大，一个基因的差别，即能导致性状发生质的变化，如C基因决定红花，若突变为C，则控制白花。
2、相对性状之间，一般具有显隐性关系，所以在杂种第一代一般只表现某一亲本的性状，杂种第二代呈非连续的变异。
3、性状的表现，主要决定于它的基因型，而较少受到外界环境条件的干扰。
那么，数量怀状有那些特征呢？第一节数量性状的特征数量性状的基因特征，可以用玉米果穗长度不同的亲本杂交试验中所表现的遗传动态为例来说明。
两个果穗长度不同的玉米品系杂交后，F1表现为介于双亲之间的中间型，F2出现明显的连续变惜不易分组，因而也就不（同）能求出不同组之间的比例，同时，由于环境条件的影响，即使基因型纯合的亲本和基因型杂合一致的F1，各人个体的穗长了呈现连续的分布，而一是只有一个长度，F2群体由于基因重组而引起基因型差异和环境影响造成的表现型差异，因此，F2有广泛的差异，并表现为连续的变异。
根据这个例子（和概括前人的工作，数量性状遗传有以下基因特征）可以看出以下问题。
《数量性状遗传》课件
05
总结与展望
数量性状遗传研究的重要意义
揭示生物多样性
数量性状遗传研究有助于揭示生物多样性的遗传基础，理解生物进 化的机制。
指导育种工作
通过数量性状遗传研究，可以更有效地进行动植物育种，提高农作 物的产量和品质，以及改善动物的生长性能和健康状况。
遗传方差与环境方差的比较
01
02
03
遗传方差
表示数量性状受基因控制 的变异程度，包括加性方 差和显性方差。
环境方差
表示数量性状受环境因素 影响的变异程度。
比较意义
了解遗传方差和环境方差 的相对大小，有助于理解 数量性状的变异来源和选 择潜力。
遗传进度与选择效率的关系
遗传进度
指选择过程中一个或多个世代的 遗传改变量。
应用
QTL定位在动植物育种、人类医学等领域具有广泛的应用价值，有 助于深入了解数量性状的遗传基础和进行相关研究。
03
数量性状遗传的应用
作物育种中的应用
提高产量和品质
通过研究数量性状遗传，育种家可以培育出产量更高、品质更优的作物品种。例如，通过 选择具有理想株高、穗粒数等数量性状的个体，可以获得抗逆性强、适应性广的作物品种 。
《数量性状遗传》ppt课件
Hale Waihona Puke 录• 数量性状遗传概述 • 数量性状遗传的遗传机制 • 数量性状遗传的应用 • 数量性状遗传的未来发展 • 总结与展望
01
数量性状遗传概述
数量性状遗传的定义
数量性状遗传是指多个基因位点 共同作用，对个体表现型产生影
响的遗传现象。
它与质量性状遗传不同，质量性 状遗传是由单一或少数基因位点 控制，表现为明显的孟德尔遗传
《数量性状遗传》课件
遗传模型构建方法
遗传力模型
通过构建遗传力模型，分 析数量性状的遗传变异程 度，并估计遗传力和相关 参数。
遗传相关模型
通过构建遗传相关模型， 分析不同数量性状之间的 遗传相关控制的群体遗传现象， 通过混合模型进行基因型 和环境交互作用的分析。
数量性状遗传在自然界中广泛存在，如人的身高、 体重、智力等都属于数量性状。
数量性状遗传的特点
数量性状遗传具有连续变异的 特点，即在一个群体中，个体 的表现型值可以连续变化。
数量性状遗传受多个基因位点 的影响，这些基因位点通常具 有微效作用，即每个基因位点 对表现型的影响较小。
数量性状遗传还受到环境因素 的影响，环境因素可以影响个 体表现型值的变异范围和分布 。
数量性状遗传在动物育种中的应用
生长速度
通过研究动物生长速度的数量性 状遗传，育种家可以培育出生长 快速的动物品种，提高养殖效益
。
繁殖性能
通过选育具有优良繁殖性能的数 量性状基因，可以提高动物的繁
殖效率，加速品种改良进程。
抗病性
通过研究动物抗病性的数量性状 遗传，育种家可以培育出具有较 强抗病能力的动物品种，降低养
利用新一代测序技术和遗传资源发掘，精细定位和克隆控制数量性状的基因或基因组区域 。
解析数量性状基因的互作网络
研究基因之间的相互作用关系，解析数量性状形成的复杂网络调控机制。
探索表观遗传修饰对数量性状的影响
研究DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗传修饰对数量性状表达的调控作用。
加强数量性状遗传与其他学科的交叉研究
03
数量性状遗传分析方法
统计分析方法
01
02
03
方差分析
通过比较不同群体或处理 组之间的变异程度，确定 数量性状是否受遗传控制 。
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在杂种后代的分离群体中 → 可采用经典遗传学分析方法， 研究其遗传动态。
普通遗传学
长江大学
生物界中还存在另一类遗传性状，其表现型变
异是连续的(continuous)数量性状(quantitative trait)。
如，人身高、动物体重、生育期、果实大小，产量高低等。
广义遗传率(heritability in the broad sense，H2) 狭义遗传率(heritability in the narrow sense，h2) 普通遗传学 长江大学
简单的数量遗传分析，一般假定遗传效应只包 括加性效应和显性效应，且不存在基因效应×环境 效应的互作，表现型方差简单地分解为：
VP = VG + Ve = VA + VD + Ve
普通遗传学
长江大学
广义遗传率(heritability in the broad sense，H2)
定义为总的遗传方差占表现型方差的比率. H 2 =VG/VP =(VA+VD)/(VA+VD+Ve)
狭义遗传率(heritability in the narrow sense，h2)
遗传率也可分解为二个分量：
普通遗传率(general heritability)
互作遗传率(interaction heritability)。
这种分解适用于广义遗传率(H2)和狭义遗传率(h2)。
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3.遗传率的组成
①.广义遗传率(H2)的组成： H2 = HG2 + HGE2 其中
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第三节 遗传率的估算及其应用
一、遗传率的概念 二、遗传率的估算 三、遗传率在育种上的应用
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一、遗传率的概念
1. 遗传率或遗传力(heritability)： 指遗传方差(VG)在总方差(VP)中所占比值， 可作为杂种后代进行选择的一个指标。 是度量性状的遗传变异占表现型变异相对 比率的重要遗传参数。
广义遗传率
狭义遗传率
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⒉ 对于加性–显性–上位性遗传模型(AD+AA模型)， 遗传率的计算公式是
广义遗传率
狭义遗传率
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⒊ 种子遗传模型
由于植物种子数量性状同时受到三套遗传体系(直接 核基因、细胞质基因和母体核基因)的控制，因此遗传率 计算较为复杂。如果不同遗传体系的效应是相互独立的， 广义遗传率分量的估算公式是：
不遗传，往往和那些能够遗传的变异相混淆；
⑶ 控制数量性状的基因在特定的时空条件下表达，在不
同环境下基因表达的程度可能不同。
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因此，数量性状普遍存在基因型与环境的互作。
分析数量性状遗传的变异实质，对提高
数量性状育种的效率是很重要的。
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质量性状和数量性状的区别
质量性状
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广义遗传率的结果表明，蛋白质含量( =0.919)和油分含 量( = 0.863)受非遗传因素的影响较小，约为10%左右。
油分含量的遗传变异则主要受环境互作效应控制(H2G= 0.207, H2GE=0.653)，环境因素在较大程度上影响基因表达， 提高油分含量应注重为棉花生长提供适宜的环境条件。
通过对表现型变异的分析推断群体 的遗传变异借助数理统计的分析方法， 可以有效地分析数量性状的遗传规律。
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第一节 数量性状的特征及其遗传基础
例，玉米果穗长度 P1 × P2
↓
F1 表现介于两者之间
↓
F2 连续变异
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同时，由于环境条件的影响，即使基因型纯合的亲本 (P1、P2)和基因型杂合一致的F1代，各个体的穗长也呈 现连续的分布，而不是只有一个长度。
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普通广义遗传率HG2
广义遗传率(H2)
互作广义遗传率HGE2
遗 传 率
H2 = HG2 + HGE2
普通狭义遗传率hG2
狭义遗传率(h2) h2=hG2+hGE2
互作狭义遗传率hGE2
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二.遗传率的计算
⒈ 对于加性–显性遗传模型(AD模型)，遗传率的 计算公式是:
F1 F2
27种基因型
（其中A1A1B1B1C1C1的个体将比晚熟亲本更晚， 而A2A2B2B2C2C2的个体将比早熟亲本更早）
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第二节 数量性状遗传研究的 基本统计方法
数量遗传学 研究数量性状在群体内的遗传规律
目的：将总表现型变异分解为遗传和非遗传部分。
统计参数：均值(Mean)、方差(Variance)、协方差 (Covariance)和相关系数等提供可以解释遗传变异和预 测变异在下一代表现程度所需的信息。 ∴在研究数量性状的遗传规律时，需用数理统计的方法。
G = A+D+I
P = G + E + GE P = A+D+I+E + GE
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超亲遗传(transgressive inheritance) ：
在植物杂交时，杂种后代出现的一种超越双亲现象。
如 水稻的两个品种：
P 早熟(A2A2B2B2C1C1) × 晚熟(A1A1B1B1C2C2) ↓ (A1A2B1B2C1C2) 熟期介于双亲之间 ↓
对小麦籽粒颜色的遗传进行研究后，提出多基因假说，
经后人的试验得以论证而得到公认。
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小麦籽粒颜色的试验 红粒 × 白粒 F1 为中间型，不能区别显、隐性；
F2
则由红色到白色， 表现各种不同程度的类型。
按照他的解释，数量性状是许多彼此独立的 基因作用的结果，各基因对性状表现的效果较微， 但其遗传方式仍然服从孟德尔遗传规律。
近年来，借助数量性状基因位点(quantitative trait loci，QTL)
和分子标记作图技术，已经可以在分子标记连锁图上标
出单个基因位点的位置、并确定其基因效应。
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主基因(major gene)和微效基因(minor gene)
数量性状可以由少数效应较大的主基因控制，也可
二、近交与杂交的遗传效应
三、杂种优势的表现和遗传理论
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一、近交和杂交的概念
1. 近交和杂交的类别：
①. 杂交(hybridization)： 指通过不同个体之间的交配而产生后代的过程。 ③. 近交(inbreeding)： 亲缘关系相近个体间的杂交，亦称近亲交配。 ④. 自交(selfing )：主要指植物的自花授粉(self-fertilization) ⑤. 回交(backcross)：指杂种后代与其亲本之一再次交配。
第十二章 数量遗传
第一节 数量性状的特征及其遗传基础 第二节 数量性状遗传研究的基本统计方法 第三节 遗传率的估算及其应用
第四节 近亲繁殖和杂种优势
前述的遗传现象是基于一个共同的遗传本质，即生物
体的遗传表现直接由其基因型所决定→可根据遗传群 体的表现变异推测群体的基因型变异或基因的差异。
质量性状(qualitative trait)的特点：
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微效基因的效应类型
各个微效基因的遗传效应值不尽相等，效应的类型
包括等位基因的加性效应(additive effect，A)、显性效应
(dominance effect，D) ，以及非等位基因间的上位性效应
(epitasis effect，I )，还包括这些基因主效应与环境的
互作效应。
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狭义遗传率分量的估算公式是：
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广义遗传率的结果表明，蛋白质含量( =0.919)和油分含 量( = 0.863)受非遗传因素的影响较小，约为10%左右。
蛋白质含量的遗传变异主要受主效应控制( H2G= 0.517, H2GE=0.402)，表现较稳定，采用遗传育种手段改良蛋白 质含量的潜力仍较大。
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(2)小麦籽粒颜色受三对重叠基因决定时的遗传动态
当性状由n对独立基因决定时，则F2的表现型频率为：
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在自然界，数量性状的遗传方式要复杂得多，往往由多
对基因决定；且经常受到环境条件的作用，使遗传的和
不遗传的变异混在一起，不易区别开来。 所以，对于数
量性状的研究，一定要采用统计学的分析方法。
由数目较多、效应较小的微效多基因或微效基因所控制。
主基因：控制某个性状表现的效应较大的少数基因； 微效基因：数目较多，但每个基因对表现型的影响较小； 修饰基因(modifying gene)： 有一些性状虽主要由少数主 基因控制，但另外还存在一些效应微小的修饰基因， 其作用微小，但能增强或削弱主基因对基因型的作用。
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三、遗传率在育种上的应用
遗传率表现的几个特点:
⑴ 不易受环境影响的性状的遗传率高，反之较低；
⑵ 质量性状一般比数量性状的遗传率高；
⑶ 性状差距大的两个亲本的杂种后代，遗传率较高； ⑷ 遗传率并不是一个固定数值，对自花授粉植物来说，
因杂种世代的推移而有逐渐升高的趋势。
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