遗传学第八章数量性状的遗传
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穗长（cm） 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
P1（短穗） 4 21 24 8
57
P2（长穗）
3 11 12 15 26 15 10 7 2 101
F1
1 12 12 14 17 9 4
69
F2
1 10 19 26 47 73 68 68 39 25 15 9 1
微效多基因系统控制 遗传基础复杂 敏感 统计分析
质量性状和数量性状的相对性
区分性状的方法不同，或观察层次的不同，质 量性状与数量性状可能相互转化。
如：株高是一个数量性状，但在有些杂交组合 中，高和矮却表现为简单的质量性状遗传。
再如：小麦子粒的红色与白色，在一些杂交组 合中表现为一对基因的分离，而在有些组合中 表现为连续变异，即具有数量性状的特征。
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解释：
例：普通小麦籽粒色遗传
尼尔逊·埃尔(Nilson-Ehle, H. 1909) 小麦种皮颜色：红色(R)、白色(r)
一对基因差异 RR × rr Rr ¼ RR ½ Rr ¼ rr
在一对基因F2的红粒中：1/3与红粒亲本一致、 2/3与F1一致，表现为不完全显性
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两对基因差异：
401
玉米穗长的遗传
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图 8-2 玉米4个品种可在编辑版3个环境中的产量表现
质量性状和数量性状的区别
变异类型 变异表现方式
遗传基础 对环境的敏感性
分析方法
质量性状 种类上的变化 （如红花、白花）
间断型 少数主基因控制
遗传基础简单 不敏感
系谱和概率分析
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数量性状
数量上的变化 （如穗长） 连续型
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◆借助于分子标记和数量性状位点 (quantitative trait loci，QTL)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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超亲遗传（transgressive inheritance） ❖ 杂种后代的某一性状超越双亲的现象。
❖ 如：两个水稻品种，早熟×晚熟，F1表现为中
V (xi x)2 n
V (xi x)2 n1
V xi2 1nx2 n
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三、标准差：方差的平方根值。
• 方差和 标准差 是全部 观察值 偏离平 均数的 重要度 量参数
s V xi2 1nx2 n
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第3节、数量性状的遗传模型和方差分析
第八章 数量性状的遗传
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第1节 数量性状的特征
质量性状（qualitative character）：
性状之间差异明显,呈不连续性。
在杂种后代的分离群体中，具有相对性状的个 体可以明确分组，求出不同组之间的比例，比 较容易地用分离规律、独立分配规律或连锁遗 传规律来分析其遗传动态。
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➢ 数量性状（quantitative character）：
熟，但后代中可能出现比早熟亲本更早熟、或 比晚熟亲本更晚熟的植株。 ❖ 这就是超亲遗传。注意与杂种优势的区别!
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超亲遗传的解释
P 早熟a1a1a2a2A3A3×晚熟A1A1A2A2a3a3 ↓
F1
A1a1A2a2A3a3 熟期介于双亲之间
↓
F2
27种基因型
其中A1A1A2A2A3A3 比晚熟亲本更晚熟 a1a1a2a2a3a3 比早熟亲本更早熟
性状的变异呈连续性，个体之间的差异不明显， 很难明确分组。
➢动植物的许多经济性状都是数量性状：
▪ 农作物的产量; ▪ 成熟期; ▪ 树的生长高度; ▪ 人的身高等。
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数量性状的特点 :
1、呈连续变异。 2、比质量性状更容易受环境条件的影响。 3、普遍存在着基因型与环境的互作。
▪ 是某一性状 全部观察值 的平均值
xx1x2x3 xn x
n
n
xx 1f1 f1x 2 f2f 2 fkx kfk
fx f
x5462 1 72 1 886 .632 57
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二、方差：表示一组资料的分散程度。
全部观察值偏离 平均数的度量参 数。
方差愈大，说明 平均数的代表性 愈小。
◆红色基因表现为重叠作用，R基因同时表现累加效 应——F2红粒中表现为一系列颜色梯度，每增加一 个R基因籽粒颜色更深一些
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三对基因差异
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➢某性状由一对基因决定时 F1能够产生具有等数R和r的雌配子和雄配 子，产生雄配子和雌配子都是( ½ R+ ½ r) ， 雌雄配子受精后，F2 的表现型频率为：
( ½ R+ ½ r)2
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➢性状由n对独立基因决定时 则F2的表现型频率为：
( ½ R+ ½ r)2n n = 2时 ( ½ R+ ½ r)2×2
=1/16+4/16+6/16+4/16+1/16 4R 3R 2R 1R 0R
n = 3时 ( ½ R+ ½ r)2×3 =1/64+6/64+15/64+20/64+15/64+6/64+1/64 6R 5R 4R 3R 2R 1R 0R
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小 麦 籽 粒 颜 色 的 遗 传
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典型数量性状分布图（正态分布）
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有环境作用存在时:
可编辑版Βιβλιοθήκη ◆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、显性效应，以及非等 位基因间的上位性效应，还包括这些基因主效应与 环境的互作效应。 ◆也有一些性状虽然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(modifying gene)，这些基因的作用是增强或削弱其它主基因 对表现型的作用。
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数量性状的遗传解释
为什么数量性状表现连续变异？
1909年Nilson-Ehle提出多基因假说：
（1） 数量性状是受许多基因共同作用的结果； （2）每个基因作用微小，作用相等,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； （3）各基因的效应是累加的； （4）基因的行为但仍符合孟德尔遗传规律，有连锁 互换和分离重组。
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第2节 研究数量性状的基本统计方法
❖ 对数量性状的研究，一般是采用相应的度 量单位进行度量，然后进行统计学分析。
❖ 最常用的统计参数是： 平均数（mean） 方差（variance） 标准差(standard deviation)。
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一、平均数
▪ 表示一组资 料的集中度
▪ 通常应用算 术平均数
穗长（cm） 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
P1（短穗） 4 21 24 8
57
P2（长穗）
3 11 12 15 26 15 10 7 2 101
F1
1 12 12 14 17 9 4
69
F2
1 10 19 26 47 73 68 68 39 25 15 9 1
微效多基因系统控制 遗传基础复杂 敏感 统计分析
质量性状和数量性状的相对性
区分性状的方法不同，或观察层次的不同，质 量性状与数量性状可能相互转化。
如：株高是一个数量性状，但在有些杂交组合 中，高和矮却表现为简单的质量性状遗传。
再如：小麦子粒的红色与白色，在一些杂交组 合中表现为一对基因的分离，而在有些组合中 表现为连续变异，即具有数量性状的特征。
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解释：
例：普通小麦籽粒色遗传
尼尔逊·埃尔(Nilson-Ehle, H. 1909) 小麦种皮颜色：红色(R)、白色(r)
一对基因差异 RR × rr Rr ¼ RR ½ Rr ¼ rr
在一对基因F2的红粒中：1/3与红粒亲本一致、 2/3与F1一致，表现为不完全显性
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两对基因差异：
401
玉米穗长的遗传
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图 8-2 玉米4个品种可在编辑版3个环境中的产量表现
质量性状和数量性状的区别
变异类型 变异表现方式
遗传基础 对环境的敏感性
分析方法
质量性状 种类上的变化 （如红花、白花）
间断型 少数主基因控制
遗传基础简单 不敏感
系谱和概率分析
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数量性状
数量上的变化 （如穗长） 连续型
可编辑版
◆借助于分子标记和数量性状位点 (quantitative trait loci，QTL)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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超亲遗传（transgressive inheritance） ❖ 杂种后代的某一性状超越双亲的现象。
❖ 如：两个水稻品种，早熟×晚熟，F1表现为中
V (xi x)2 n
V (xi x)2 n1
V xi2 1nx2 n
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三、标准差：方差的平方根值。
• 方差和 标准差 是全部 观察值 偏离平 均数的 重要度 量参数
s V xi2 1nx2 n
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第3节、数量性状的遗传模型和方差分析
第八章 数量性状的遗传
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第1节 数量性状的特征
质量性状（qualitative character）：
性状之间差异明显,呈不连续性。
在杂种后代的分离群体中，具有相对性状的个 体可以明确分组，求出不同组之间的比例，比 较容易地用分离规律、独立分配规律或连锁遗 传规律来分析其遗传动态。
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➢ 数量性状（quantitative character）：
熟，但后代中可能出现比早熟亲本更早熟、或 比晚熟亲本更晚熟的植株。 ❖ 这就是超亲遗传。注意与杂种优势的区别!
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超亲遗传的解释
P 早熟a1a1a2a2A3A3×晚熟A1A1A2A2a3a3 ↓
F1
A1a1A2a2A3a3 熟期介于双亲之间
↓
F2
27种基因型
其中A1A1A2A2A3A3 比晚熟亲本更晚熟 a1a1a2a2a3a3 比早熟亲本更早熟
性状的变异呈连续性，个体之间的差异不明显， 很难明确分组。
➢动植物的许多经济性状都是数量性状：
▪ 农作物的产量; ▪ 成熟期; ▪ 树的生长高度; ▪ 人的身高等。
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数量性状的特点 :
1、呈连续变异。 2、比质量性状更容易受环境条件的影响。 3、普遍存在着基因型与环境的互作。
▪ 是某一性状 全部观察值 的平均值
xx1x2x3 xn x
n
n
xx 1f1 f1x 2 f2f 2 fkx kfk
fx f
x5462 1 72 1 886 .632 57
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二、方差：表示一组资料的分散程度。
全部观察值偏离 平均数的度量参 数。
方差愈大，说明 平均数的代表性 愈小。
◆红色基因表现为重叠作用，R基因同时表现累加效 应——F2红粒中表现为一系列颜色梯度，每增加一 个R基因籽粒颜色更深一些
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三对基因差异
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➢某性状由一对基因决定时 F1能够产生具有等数R和r的雌配子和雄配 子，产生雄配子和雌配子都是( ½ R+ ½ r) ， 雌雄配子受精后，F2 的表现型频率为：
( ½ R+ ½ r)2
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➢性状由n对独立基因决定时 则F2的表现型频率为：
( ½ R+ ½ r)2n n = 2时 ( ½ R+ ½ r)2×2
=1/16+4/16+6/16+4/16+1/16 4R 3R 2R 1R 0R
n = 3时 ( ½ R+ ½ r)2×3 =1/64+6/64+15/64+20/64+15/64+6/64+1/64 6R 5R 4R 3R 2R 1R 0R
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小 麦 籽 粒 颜 色 的 遗 传
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典型数量性状分布图（正态分布）
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有环境作用存在时:
可编辑版Βιβλιοθήκη ◆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、显性效应，以及非等 位基因间的上位性效应，还包括这些基因主效应与 环境的互作效应。 ◆也有一些性状虽然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(modifying gene)，这些基因的作用是增强或削弱其它主基因 对表现型的作用。
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数量性状的遗传解释
为什么数量性状表现连续变异？
1909年Nilson-Ehle提出多基因假说：
（1） 数量性状是受许多基因共同作用的结果； （2）每个基因作用微小，作用相等,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； （3）各基因的效应是累加的； （4）基因的行为但仍符合孟德尔遗传规律，有连锁 互换和分离重组。
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第2节 研究数量性状的基本统计方法
❖ 对数量性状的研究，一般是采用相应的度 量单位进行度量，然后进行统计学分析。
❖ 最常用的统计参数是： 平均数（mean） 方差（variance） 标准差(standard deviation)。
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一、平均数
▪ 表示一组资 料的集中度
▪ 通常应用算 术平均数