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高考生物 第八章 数量性状的遗传 (共66张)PPT课件
如：人的身高、果实大小、种子产量 分析方法：借助于数理统计的分析方法
数量遗传学(quantitative genetics)：研 究数量性状遗传规律的遗传学分支学科。
2020/11/2
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→统
2、基因型是离散 的，表现型是连 续的。
2020/11/2
不同基因数目及机误效应 的F2群体的表现型值频率分布
三、超亲遗传 (transgressive inheritance)
超亲遗传：在植物杂交时，杂种后代出现的一种 超越双亲的现象。
P 早熟a1a1a2a2A3A3 × 晚熟A1A1A2A2a3a3 ↓
计 方法与遗传分析方法结合→创立了数量遗传学。 Fisher R. A.
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。
平均数
xx1x2x3 xn x
n
n
方差 V/S2 V
xx 2 n1
V
x2
x2
n
n 1
标准差S
2020/11/2
S xx2 n 1
4、变异系数（Coefficient of Variation，缩写 为CV）样本标准差对平均数的百分数。它 是一个不带单位的纯数，表示单位量的变异。
CV S 100% x
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第9章遗传学数量性状遗传分析
系谱和概率分析
数量性状 数量上的变化 （如高度） 连续 微效多基因 敏感 统计分析
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数量性状包括两大类：
一 是表型为严格的连续变异的性状，如牛的泌乳量， 羊毛的长度等等；
二 是表型呈非连续变异，而遗传物质的数量呈潜在 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，如抗病、死亡率以及单胎动物的产仔数等性状，称为阈性 状（threshold character或threshold trait）。
2）数量性状呈连续性的变异；
3）数量性状的表现容易受到环境的影响；
4）控制数量性状的遗传基础是多基因系统
数量性状的遗传在本质上与孟德尔式的遗传完全一样， 只是需要用多基因理论来解释。
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二 数量性状遗传的多基因假说
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，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：
数量性状：性状之间呈连续变异状态，界限不清楚，用数 字描述的性状。如人的身高、体重，作物的产量，棉花的 纤维长度等
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质量性状和数量性状的区别
质量性状
①．变异类型
种类上的变化 （如红、白花）
②．表现型分布
不连续
③．基因数目
一个或少数几个
④．对环境的敏感性 不敏感
⑤．研究方法
401 12.888 2.252 5.075
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现以表5-1中玉米穗长试验的结果为例，计算各个 世代的表现型方差分量：
VP1=0.665 VP2=3.560
VF2=5.075 Ve=2.178
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▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！27Fra bibliotek ▪26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
数量性状遗传参数估测
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
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
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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
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• 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
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• 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
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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
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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
《数量性状遗传分析》课件
实例三：家禽产蛋性状的数量性状遗传分析
总结词
家禽产蛋性状的数量性状遗传分析有助于揭 示其遗传规律，提高产蛋量和品质。
详细描述
家禽产蛋性状是重要的经济性状之一，对其 数量性状遗传进行分析可以帮助育种者提高 产蛋量和品质。通过研究家禽产蛋性状的数 量性状遗传，可以发现一些与产蛋性状紧密 相关的基因和位点，进一步揭示其遗传机制 。这些研究成果有助于优化家禽育种方案， 提高经济效益和满足市场需求。
数量性状受遗传因素影响 的程度，范围从0到1。
遗传增益
通过选择获得的遗传改进 量。
数量性状遗传分析的重要性
农业育种
提高产量、抗性等数量性 状，提高品种的遗传品质 。
医学研究
研究人类生理、生化等数 量性状，了解疾病易感基 因。
生物多样性保护
评估物种数量性状的遗传 多样性，制定保护策略。
数量性状遗传分析的基本原理
学依据。
药物研发
通过分析药物反应相关的数量性状 基因，可以预测个体对药物的反应 差异，有助于个性化用药方案的制 定。
人类表型组研究
利用数量性状遗传分析方法，可以 对人类表型特征进行深入研究，揭 示表型与基因型之间的关联。
在人类遗传学研究中的应用
人类进化研究
通过分析不同人群的数量性状遗传变异，可以揭示人类进化的历 程和机制。
人类生物学特征研究
数量性状遗传分析有助于解释人类生物学特征的遗传基础，如身高 、体重、智力等。
人类疾病遗传学研究
利用数量性状遗传分析方法，可以研究人类复杂疾病的遗传机制， 为疾病预防和治疗提供科学依据。
04
数量性状遗传分析的挑战与展望
数据分析的复杂性
数据预处理
对原始数据进行清洗、整理和标 准化，确保数据质量。
数量性状遗传实验报告—SYSU 120
果蝇数量性状遗传生态学10生态班安伯伦10351017实验目的：1.以黑腹果蝇腹板上着生的小刚毛为研究对杨，了解数量性状遗传的特点和规律。
2.学习运用数理统计和数学分析的方法，掌握实现遗传率的计算。
实验原理：在生物中，有些性状可用某种尺度来测量并可用数字形式来描述，如果果蝇的身体大小，生长速度，小刚毛数量的多少等，这样的性状就是数量性状。
本次实验以黑腹果蝇腹板着生的小刚毛数为研究对象，了解数量性状遗传的特点与规律，并且运用数理统计和数学分析的方法，掌握实验遗传率的计算。
在生物中凡是可数、可度、可衡等并可用数字形式描述的形状，称数量性状。
数量性状大都由多基因控制。
一般，控制同一性状的基因数目很多，而每个基因的作用很小，并且很容易受环境影响。
群体的表型变量通常呈连续分布。
一个显示数量性状的个体，其表型是受到多个不同等位基因的作用，而每个基因对表型的贡献很小，单相关的基因数目很多，另外，其表型也受到环境因素的影响。
因此，数量性状的变异由遗传变异和非遗传变异组成。
因此，对于数量性状的分析，要运用数理统计的方法来操作。
统计遗传学原理用到的基本公式是：，具体的统计方法在数据处理中会详细解释。
实验仪器、试剂盒材料:恒温培养箱，解剖镜，载玻片，培养瓶，麻醉瓶，白瓷板，尖头镶子，毛笔乙醛黑腹果蝇实验步骤：1.把两品系杂交所得分离世代作为亲代群体，适度麻醉，逐一在显微镜下观察腹部的小刚毛数。
记录之后装入已消毒过的小指管中，没管一只，贴上标签，并标明性别、小刚毛数；2.观察完毕后，再从中选小刚毛最多和次多的雌雄果蝇各儿只放入一培养瓶中交配，并贴上标签；3.把配对好的果蝇放在20~25C的培养箱中培养，使其交配，经7天左右，可见下一代幼虫出现，此时把亲本的成蝇倒干净并处死；4.下一代成虫羽化后，同亲代一样观察记录小刚毛数并记录全体的数据。
实验结果与分析：5 1.亲代黑腹果蝇刚毛数统计表：*注：1.黑色数据为本班测定数据，红色数据为周三下午班测定数据（之后表格均以此规则）；2.绿色下划线标示数据为L区选择杂交亲本的刚毛数，蓝色下划线标示数据为H 区杂交亲本的刚毛数。
数量性状的遗传分析(2)
• 若考虑环境方差，则：
VG=1/2VA+1/4VD+VE
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31
• 回交群体的方差(VB1和VB2)分析：
A1A2×A1A1(B1)回交后代的基因型及其遗传方差
基因型 基因型值(x) 基因型频率(f)
A1A1
a
1/2
A1A2
d
1/2
合计
编辑ppt
15
一、数量性状的基本统计方法
• 变量：数量性状的观察值是连续性变异的，称为 变数或变量。
• 平均数(mean)：平均数表示一个资料的集中性， 是某一性状全部观测值(表现型值)的平均，通常 应用的平均数有算术平均数和加权平均数。
– 算术平均数：x0=(x1+x2+x3+…+xn)/n=∑xi/n – 加权平均数：x0=f1×x1+ f 2×x2+ f 3×x3+…+
• 数量性状易受环境条件的影响。数量性状普遍存 在着基因型与环境互作，容易出现在特定的时空 条件下表达，在不同环境下基因表达的程度可能 不同。
• 数量性状受多基因系统的控制。每对基因的作用
是微小的，多对基因的共同作用决定了性状的表
达。
编辑ppt
6
典型的质量性状和数量性状的区别
特征
质量性状
数量性状
基因数目及其效应
P=G+E
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20
• 基因型值G根据基因的组成可进一步剖分为：
– 基因的加性效应A； – 基因的显性效应D； – 基因的上位性效应I。
• 即：G=A+D+I或P=A+D+I+E
遗传学-数量性状的遗传分析
三、微效基因表型值的推算
累加作用（每个显性基因的作用以一定的数值与纯隐性亲本 的表型值相加） 纯显性亲本表型值=每个显性基因表型值X纯显性亲本基因数＋ 纯隐性亲本表型值 如短穗玉米x＝6.6，长穗玉米x＝16.8，F2中长、短穗各占群体 的1/16 4n=16,n=2 控制长穗玉米穗长的显性基因为2对（4个）. 每个显性基因表型值＝纯显亲本表型值－纯隐亲本表型值/纯显 亲本基因数＝16.8－6.6/4＝2.55 所以，含一个显性基因的玉米穗长：6.6＋2.55＝9.15cm 含2个显性基因的玉米穗长：6.6＋（2×2.55）＝11.7cm 依此类推。
狭义遗传率
计算基因的相加效应的方差VA在总的表型方差中所占的百分率。
Aa同AA回交的子代个体为B1，同aa回交的子代个体为B2。 B1的遗传方差的计算 f x fx fx2 AA 1/2 a 1/2a 1/2a2 Aa 1/2 d 1/2d 1/2d2 合计 1 1/2(a+d) 1/2(a2+d2) B1的遗传方差：VB1＝1/2(a2+d2) -1/4(a+d)2=1/4（a－d）2 B2的遗传方差的计算 f x fx fx2 Aa 1/2 d 1/2d 1/2d2 aa 1/2 -a -1/2a 1/2a2 合计 1 1/2(d-a) 1/2(a2+d2) B2的遗传方差：VB2＝1/2(a2+d2)- 1/4(d-a)2=1/4（a＋d）2
例如小麦籽粒颜色两对基因控制的遗传动态 P 红R1R1R2R2 白r1r1r2r2 R1r1R2r2 红 1 4 6 4
F1
F2
1
4R
深红
3R
中深红
大白猪高繁母本新品系主要繁殖性状的遗传参数估测
大白猪高繁母本新品系主要繁殖性状的遗传参数估测摘要：应用多性状非求导约束最大似然法（MTDFREML）对大白猪高繁母本新品系繁殖性状的遗传参数进行了估计。
结果表明，总产仔数（TNB）、活产仔数（ANB）、初生窝重（LWB）和21日龄窝重（LW21）的遗传力估计值分别为0.10、0.15、0.09和0.14。
各性状间（TNB/ANB、TNB/LWB、TNB/LW21、ANB/LWB、ANB/LW21、LWB/LW21）的遗传相关分别为0.87、0.74、0.43、0.69、0.59和0.51。
关键词：大白猪高繁母本新品系；多性状非求导约束最大似然法（MTDFREML）；方差组分；遗传参数Genetic Parameters Evaluation of Main Reproductive Traits for the New Yorkshire Dam Line with High ProlificacyAbstracts：The genetic parameters of main reproductive traits for the new Yorkshire line with high prolificacy were evaluated by MTDFREML. The results showed that the heritability evaluates of the total number of born（TNB），alive number of born（ANB），litter weigh at birth（LWB）and litter weight at age of 21 days was 0.10，0.15，0.09 and 0.14，respectively. The genetic correlations between each trait such as TNB/ANB，TNB/LWB，TNB/LW21，ANB/LWB，ANB/LW21 and LWB/LW21 were 0.87，0.74，0.43，0.69，0.59 and 0.51，respectively.Key words：new yorkshire line with high prolificacy；multiple traits derivative free restricted maximum likelihood（MTDFREML）；variance component；genetic parameter对猪群进行遗传分析，是制定猪育种方案的一个重要组成部分，遗传分析必须及时、准确。
实验七数量性状的遗传分析
实验七数量性状的遗传分析一、实验目的学习统计分析数量性状遗传分析的几种基本方法，通过估算其遗传率和杂种优势表现的程度,进一步了解数量性状遗传的特点。
二、实验原理生物界遗传性状的变异有连续的和不连续的两种。
表现不连续的变异，称为质量性状。
质量性状在杂种后代的分离群体中，对于各个体所具相对性的差异，可以采用经典遗传学的分析方法，通过对群体中各个体分组并求不同组间的比例，研究它们的遗传动态。
表现连续变异的性状，称为数量性状。
数量性状是生物界广泛存在的重要性状，例如，人的身高、牲畜的体重、植株的生育期、果实的大小，以及种子产量的多少等。
这类性状在自然群体或杂种后代群体内，很难对不同个体的性状进行明确的分组，不能采用质量性状的分析方法，通过对表现型变异的分析推断群体的遗传变异，借助于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。
数量性状受多基因控制，且各基因间的关系复杂，因此进行数量必状遗传分析时，往往从一对基因的遗传模型及其基因效应分析着手。
设一对基因（A,a）构成的三个基因型AA,Aa，aa。
d为纯合型AA、aa的加性效应值，一正一负，平均为0(即中亲值)。
h为杂合型Aa的显性效应值，是加性效应基础上偏离平均值的增量，其值可正可负也可等于0，主要依显性作用的大小，方向而定。
当无显性时，杂合型为加性效应（h=0），据此,可作出一对基因的模式如下。
aa 0 AA以此一对基因的模式为基础，提出若干假定，推广到多对基因。
多基因作用有二种：（1）加性效应（多基因作用累加起来的）；（2）非加性效应包括显性作用（等位基因间互作）及上位效应（非等位基因间的互作）。
多基因的作用形式仍可表达如下：纯合型(AA和aa),其加性效应值分别为d和-d 加性效应等位基因间无显性(h=0)部分显性(-d<h<d)杂合型(Aa) 完全显性(h=d或h=-d) 非加性效应超显性(h>d或h<-d)在对数量性状进行遗传分析时，一般常用方差（V）来度量群体内的变异程度。
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。
第七章数量性状遗传参数估测
• 进行多个性状选择时，需制订综合选择指数（Comprehensive selection index）：对所选性状的选择指数进行经济加权后，配合 出一个综合指数。
• 5 .作为引种时的参考：
• 当用父系半同胞法估测的遗传力比明显一般均值时，说明公畜间 的差异较小，每代的选择效果不好，需从外引入公畜。
• • •
rPi P =
COVPiP Pi P
= 2Pi = Pi = Pi P P
Vpi = VP（n）
1-（n-1）ri n
• • •
rPjP =
1-（n-1）rj n
Q = rPi P rPjP
= 1-（n-1）ri 1-（n-1）rj
•
Q..>1时,用 第I次度量值估测准确。
•
• • r（HS）=
•
2S
MSS – MSW
=
MSS—公畜间均方
2S+ 2W MSS+（n0-1）MSW MSW —公畜内女儿间均方
• n0 是公畜的女儿头数。
•
当公畜的女儿数不等时
：
n0
=
1 S-1
∑ n-i
∑ n2i ∑ ni
•
半同胞间的相关就是半同胞的组内相关。
•
∴ r（HS）=COV（HS）/ 2P
SPAP SSP
P ·
A
=
bAP
P ·=
A
h2
·
1 h
=
h
•
•
h2 = r2AP
遗传力的估计原理
• 只有通过亲属关系才能估计遗传力. rA
• 亲属间没有环境相关,
R1 A1 A2 R2
• 基因型值与剩余值无相关,则
4数量性状的遗传分析
F2
表10-6
尽余值：无效基因的基本值，为6.6cm。
每个显性基因（有效基因）的作用量
11.7－6.6
=
2
= 2.55 cm(用F1计算，F1有2个
有效基因)
累积作用：每个有效基因的作用按一定的数 值与尽余值相加（或相减）。
（2）乘积作用(倍加作用, Product Effect)
生物界遗传性状的变异有两种：
— 连续的变异(continuous viration )表现为量上的差 异，变异呈连续状态。
— 不连续的变异(discontinuous viration)相对性状之 间彼此界限分明，区别清楚，不易混淆。
遗传学上把表现不连续变异的性状称为质量 性状。把表现连续变异的性状称为数量性状。
除质量性状外，还广泛地存在着另一类性状差异， 例如 植物籽粒重量（千粒重） 农作物的产量 鸡的产卵量 奶牛的泌乳量 蛋白质含量、脂肪含量等
这些性状的变异呈连续状态，界限不清楚，不易 分类，这类性状叫做数量性状（quantitative character）。
数量性状和质量性状 （quantitative and qualitative character）
例如：番茄遗传工作者曾从两亲本果重预 测F1果重，并和实际F1果重进行比较。
已知 P 1 = 10.36g, P 2 = 0.45g
x P1 P2
10.360.45
=
2
=
2
= 5.41g
G = P1 P2 = 10.360.45 = 2.16g
实际 F1= 2.33g 说明果重性状是以相乘式基因作用的。
数量性状和质量性状
（quantitative and qualitative character）
数量性状的遗传统计学基础.pdf
§6.1 数量性状的遗传学基础
§6.1.1 质量性状和数量性状
孟德尔通过一系列精心设计的试验，证明了他的颗粒遗传理论。孟德尔的科学贡献不仅 仅是建立了§1.1 中的遗传学基本规律，他为建立遗传学基本理论而采用的科学试验方法在后 来整个生命科学的研究中都发挥着至关重要的作用（Allard, 1999）。为研究一个遗传分离群 体中不同表型所占的比例（即分离比），要求个体在所调查的性状上有足够大的差异，以便 根据性状表型对个体进行明确的分类。例如，孟德尔的豌豆杂交试验中，矮秆亲本的株高在 25~50cm 之间，高秆亲本的株高在 185~230cm 之间。尽管矮秆个体之间仍然存在差异，高 秆个体之间也仍存在差异，但是这种差异不会影响亲本、F1、F2、回交和 F3 家系等群体中， 根据株高这一性状把个体划分为高秆和矮秆两种类型。在遗传研究中，具有明显表型分类的 变异称为不连续变异（discontinuous variation）或离散型变异（discrete variation），具有不连 续变异的性状称为质量性状（qualitative trait）。孟德尔豌豆杂交试验中的 7 个性状（表 1.1）， 在表型上都具有不连续变异，都属于质量性状。
§6.3 数量性状的数理统计基础 .....................................................................................................195 §6.3.1 样本统计量......................................................................................................................195 §6.3.2 抽样分布..........................................................................................................................198 §6.3.3 总体参数的估计..............................................................................................................203 §6.3.4 一元回归与相关分析......................................................................................................207 §6.3.5 多元回归及其假设检验......................................................................................on的人类数量性状遗传研究中，4995个英国妇女身高（英寸）的次数分布表