遗传学数量遗传(课堂PPT)
合集下载
数量性状的遗传—数量性状基因定位(遗传学课件)
如果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( M i- 和 M i+ )，这 些与Qi紧密连锁的分子标记将表现不同程度的遗传效应。
利用分子标记定位QTL（Qi），实质就是分析分子 标记与数量性状基因座Qi的连锁关系，即利用已知座位 的分子标记来定位未知座位的Qi，通过分子标记与Qi之 间的重组率，来确定Qi的具体位置。
注意把QTL与具体的群体相联系。 QTL有统计学特征 统计分析确定的QTL的位置也并
非物理上的位置。所以QTL位置与效应均有概率上的 含意。
型3种带型，这3种带型即代表某一分子标记的3种基因 型。如果将含有P1带型的个体赋值为1，P2带型的赋值 为3，杂合体赋值为2，即可得到数据化的分子标记图。
三、QTL作图一般步骤
（三）检测分离世代群体中每一个体的标记基因型
21 113 22
三、QTL作图一般步骤
（四）测量数量性状 测定作图群体的每个个体（系）数量性状值。如： 株高 百粒重 蛋白质含量 ……
四、基于混合线性模型的复合区间作图法 （MCIM）
朱军提出了用随机效应的预测方法获得基因型效 应及基因型与环境互作效应，然后再用区间作图法进 行遗传主效应及基因型与环境互作效应的QTL分析。
四、基于混合线性模型的复合区间作图法 （MCIM）
该模型可以扩展到分析具有加×加、加×显、显× 显上位性的各项遗传主效应及其与环境互作效应的QTL。
缺点：无法检测上位性效应和基因型与环境的互作； 当相邻QTL相距较近时，QTL间相互干扰使QTL的
位置和效应估计出现偏差； 每次检验仅用两个标记，其他标记的信息未加利用。
三、复合区间定位法(CIM)
Kao 和Zeng等（1999）提出了多重区间作图法进 行基因定位，这种方法也是以极大似然法估算遗传参 数，突破了回归方法的局限性，可同时在多个区间上 检测多个QTL，使QTL作图的精确度和有效性得到了改 进。
利用分子标记定位QTL（Qi），实质就是分析分子 标记与数量性状基因座Qi的连锁关系，即利用已知座位 的分子标记来定位未知座位的Qi，通过分子标记与Qi之 间的重组率，来确定Qi的具体位置。
注意把QTL与具体的群体相联系。 QTL有统计学特征 统计分析确定的QTL的位置也并
非物理上的位置。所以QTL位置与效应均有概率上的 含意。
型3种带型，这3种带型即代表某一分子标记的3种基因 型。如果将含有P1带型的个体赋值为1，P2带型的赋值 为3，杂合体赋值为2，即可得到数据化的分子标记图。
三、QTL作图一般步骤
（三）检测分离世代群体中每一个体的标记基因型
21 113 22
三、QTL作图一般步骤
（四）测量数量性状 测定作图群体的每个个体（系）数量性状值。如： 株高 百粒重 蛋白质含量 ……
四、基于混合线性模型的复合区间作图法 （MCIM）
朱军提出了用随机效应的预测方法获得基因型效 应及基因型与环境互作效应，然后再用区间作图法进 行遗传主效应及基因型与环境互作效应的QTL分析。
四、基于混合线性模型的复合区间作图法 （MCIM）
该模型可以扩展到分析具有加×加、加×显、显× 显上位性的各项遗传主效应及其与环境互作效应的QTL。
缺点：无法检测上位性效应和基因型与环境的互作； 当相邻QTL相距较近时，QTL间相互干扰使QTL的
位置和效应估计出现偏差； 每次检验仅用两个标记，其他标记的信息未加利用。
三、复合区间定位法(CIM)
Kao 和Zeng等（1999）提出了多重区间作图法进 行基因定位，这种方法也是以极大似然法估算遗传参 数，突破了回归方法的局限性，可同时在多个区间上 检测多个QTL，使QTL作图的精确度和有效性得到了改 进。
遗传学第八章数量遗传课件.ppt
F3的表现型方差：
33 VF3 4VA16VDVE
F4代的表现型方差：
77 VFr 8VA64VDVE
随着自交代数的增加，群体基因型方差中的可固
定遗传变异加性效应方差比重逐渐加大，而 不可固定的显性效应方差比重逐渐减小。
4. 回交世代的方差
B1群体： F1P 1 A aAA
其群体遗传组成： 1 AA 1 Aa 22
15
6
1
红粒有效基 6R 5R 4R 3R 2R 1R 0R 因数
红粒:白粒
63:1
小麦籽粒颜色生化基础：红粒基因R编码一种红色素合成 酶。R基因份数越多，酶和色素的量也就越多，籽粒的颜 色就越深。
当某性状由1对基因决定时，由于F1能够产生 具有等数R和等数r的雌配子和雄配子，所以
F1产生的雌配子与雄配子都各为，
两个方差加在一起 1 a 2 1 d 2 1 a 1 d a 2 1 d 2 1 a 1 d a 2 1 d 2 44 244 222
11 VB 1VB22VA2VD2VE
第四节 遗传率的估算及其应用
一、遗传率的概念
1、广义遗传率 遗传方差占总方差(表型方差)的比值
hB2
遗传方差 总方差
100 %
VG 100% VG VE
2、狭义遗传率：基因加性方差占总方差的比值
V P V A V D V I V E
h
2 N
基因加性方差 总方差
100 %
V A 100% VP
V A
VA VD VI
VE
100 %
二、遗传率的估算
•广义遗传率的估算
VE1 4VP11 2VF11 4VP2
第一节 数量性状的特征
遗传学(全套课件752P)ppt课件
遗传学(全套课件752P)ppt课件目录•遗传学基本概念与原理•基因突变与修复•基因重组与染色体变异•遗传规律与遗传图谱分析•分子遗传学技术与应用•细胞遗传学技术与应用CONTENTSCHAPTER01遗传学基本概念与原理遗传学定义及研究领域遗传学定义研究生物遗传信息传递、表达和调控的科学。
研究领域包括基因结构、功能、表达调控，基因突变、重组、进化，以及遗传与发育、免疫、疾病等方面的关系。
遗传物质基础：DNA与RNADNA脱氧核糖核酸，是生物体主要的遗传物质，由碱基、磷酸和脱氧核糖组成。
RNA核糖核酸，在蛋白质合成过程中起重要作用，由碱基、磷酸和核糖组成。
遗传信息传递过程DNA复制在细胞分裂间期进行，以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
转录以DNA为模板合成RNA的过程，发生在细胞核或细胞质中。
翻译以mRNA为模板合成蛋白质的过程，发生在细胞质中的核糖体上。
基因表达调控机制基因表达基因携带的遗传信息通过转录、翻译等过程转变为具有生物活性的蛋白质分子的过程。
调控机制包括转录水平调控（如转录因子、启动子等）、转录后水平调控（如RNA剪接、修饰等）和翻译水平调控（如蛋白质磷酸化、去磷酸化等）。
这些调控机制使得生物体能够适应不同的环境条件并维持正常的生理功能。
CHAPTER02基因突变与修复点突变包括碱基替换、插入和缺失。
染色体畸变包括染色体结构变异和数目变异。
03生物因素如某些病毒和细菌。
01物理因素如紫外线、X 射线等。
02化学因素如亚硝酸、碱基类似物等。
直接修复切除修复重组修复SOS 修复DNA 损伤修复机制01020304针对某些特定类型的DNA 损伤，通过特定的酶直接进行修复。
通过核酸内切酶将损伤部位切除，再利用DNA 聚合酶和连接酶进行修复。
在复制过程中，当遇到无法直接修复的DNA 损伤时，可通过重组机制进行修复。
当DNA 受到严重损伤时，细胞会启动SOS 修复机制，通过易错复制方式快速完成复制过程。
遗传学PPTppt(共43张PPT)
一、雌雄配子的形成 高等动植物雌雄配子形成
图 1-14 高等动物性细胞形成过程
图 1-15 高等植物 雌雄配子 形成过程
二、植物授粉与受精
自花授粉：同一花朵或同株异花
授粉方式 异花授粉：不同植株间
受精：雄配子+雌配子 → 合子 精核(n)+卵细胞(n) →胚 (2n)
双受精 精核(n)+2极核(n) →胚乳(3n)
基因控制
细胞周期
第二类基因直接控制
细胞进入各个时期
（控制点-失控-肿瘤）
图 1-10 细胞周期的遗传控制
二、细胞无丝分裂与有丝分裂
细胞分裂
无丝分裂（直接） 有丝分裂
有丝分裂过程
前期
中期
后期
末期
DNA量 的变化
图 1-1 原核细胞的结构 非组蛋白：少量 多核细胞：核分裂、质不分裂 染色单体—1DNA+pro — 花粉直感（胚乳直感）：3n胚乳 与真核生物相比，原核生物的染色体要简单得多，其染色体通常只有一个核酸分子(DNA或RNA) 。 图1-17 种子植物的生活周期 保证染色体数目恒定性、物种相对 （由母体发育而来） 第一类基因主要控制 染色体组型分析（核型分析）：根据染色体长度、着丝粒位置、臂比、随体有无等特点，对各对同源染色体进行分类、编号，研究一个细胞的整套 染色体 细胞周期中的关键蛋 （1）染色质的基本结构 图 1-9 细胞有丝分裂周期 图 1-15 高等植物雌雄配子形成过程
图 1-5 人类染色体核型
三、 染色体分子结构
1、原核生物染色体
与真核生物相比，原核生物 的染色体要简单得多，其染 色体通常只有一个核酸分子 (DNA或RNA) 。
大肠杆菌的染色体
DNA分子伸展有1100µm长，细菌直径1－2µm
图 1-14 高等动物性细胞形成过程
图 1-15 高等植物 雌雄配子 形成过程
二、植物授粉与受精
自花授粉：同一花朵或同株异花
授粉方式 异花授粉：不同植株间
受精：雄配子+雌配子 → 合子 精核(n)+卵细胞(n) →胚 (2n)
双受精 精核(n)+2极核(n) →胚乳(3n)
基因控制
细胞周期
第二类基因直接控制
细胞进入各个时期
（控制点-失控-肿瘤）
图 1-10 细胞周期的遗传控制
二、细胞无丝分裂与有丝分裂
细胞分裂
无丝分裂（直接） 有丝分裂
有丝分裂过程
前期
中期
后期
末期
DNA量 的变化
图 1-1 原核细胞的结构 非组蛋白：少量 多核细胞：核分裂、质不分裂 染色单体—1DNA+pro — 花粉直感（胚乳直感）：3n胚乳 与真核生物相比，原核生物的染色体要简单得多，其染色体通常只有一个核酸分子(DNA或RNA) 。 图1-17 种子植物的生活周期 保证染色体数目恒定性、物种相对 （由母体发育而来） 第一类基因主要控制 染色体组型分析（核型分析）：根据染色体长度、着丝粒位置、臂比、随体有无等特点，对各对同源染色体进行分类、编号，研究一个细胞的整套 染色体 细胞周期中的关键蛋 （1）染色质的基本结构 图 1-9 细胞有丝分裂周期 图 1-15 高等植物雌雄配子形成过程
图 1-5 人类染色体核型
三、 染色体分子结构
1、原核生物染色体
与真核生物相比，原核生物 的染色体要简单得多，其染 色体通常只有一个核酸分子 (DNA或RNA) 。
大肠杆菌的染色体
DNA分子伸展有1100µm长，细菌直径1－2µm
遗传学第九章数量遗传
f
x
fx
fx2
Aa
1/2
d
½ d
½ d2
aa
1/2
- a
-½ a
½ a2
合计
1
½ (d-a)
½ (a2+d2)
由VB1,VB2可分离出加性方差VA
B1,B2遗传方差的平均值： VB1+VB2= ½ (a-d)2 + ½ (a+d)2 = ½ (a2+d2) = ½ VA+ ½ VD B1,B2表型方差值： VB1+VB2= ½ VA+ ½ VD+VE 而F2的表型方差: VF2= ½ VA+ ¼ VD+VE 2V F2 –(VB1 + VB2) = ½ VA
5.07－(0.67 + 3.56 + 2.31 )/3 5.07
＝ 57％
则,表型方差VF2 = ½ VA+¼ VD+VE 遗传方差VG = ½ VA+¼ VD = VF2-VE
由于两亲代为纯合体，基因型相同，表型的变异可看作均来自环境的影响，所以： VE=½(VP1+VP2) 或 VE=1/3(VP1+VP2+VF1)
2
´
h
＝
总方差
％）＝
广义遗传率（
例:已知:F2的标准差S=2.252cm， F1的标准差S=1.519cm，
cm
F
S
V
2.307
2
1
=
=
AA
Aa
aa
O
-a
a
d
AA，Aa，aa性状计量的模式图，O点表示两亲代的中间值，杂合体Aa位于O点的右方，表示A为部分显性。一对基因A,a,它们的3个基因型的平均效应是:AA，a； Aa，d； aa，-a；
《数量遗传学》课件
农业数量遗传学的应用
通过数量遗传学，我们可以改 良农作物的品质、增加产量， 并提高农业可持续发展能力。
自然数量遗传学的应用
研究自然界中的物种数量变异， 认识物种适应环境的遗传机制， 帮助保护生态多样性。
数量遗传学在生态学中的应用
1 种群ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ量遗传学的应用
2 生态遗传学的应用
通过数量遗传学方法，揭示种群遗传结构 和遗传流动对生态系统的影响。
研究环境对遗传变异的选择方式，了解遗 传变异对生态系统稳定性和适应性的贡献。
数量遗传学的未来发展趋势
1
数量遗传学的研究热点和前沿
包括基因组学、表观遗传学和计算机模拟等新技术在数量遗传学研究中的应用。
2
数量遗传学的发展方向
例如研究进化、环境适应和群体动态等方面的更多领域，拓宽数量遗传学的应用 范围。
参考文献
在数量遗传学领域的经典和最新研究成果，以及相关的专业书籍和期刊论文。
《数量遗传学》PPT课件
数量遗传学是研究基因型和表现型之间关系的学科，本课程将介绍数量遗传 学的概念、研究对象、方法以及在生物学和生态学中的应用，探讨其未来发 展趋势。
什么是数量遗传学？
数量遗传学是研究基因型和表现型之间关系的学科。了解其概念、历史、基本假设和原理有助于我们深 入理解遗传表现的规律。
数量遗传学研究的对象
表现型和基因型之间的关系
数量遗传学研究表现型和基因型之间的关系，揭示基因表达对表现型变异的影响。
连锁不平衡和基因交互作用
了解连锁不平衡和基因交互作用对个体表现的影响，进一步认识遗传的复杂性。
环境对表现型的影响
研究环境对基因表达和表现型的互动，探索遗传和环境之间的相互作用。
数量遗传学的方法
第九章--数量遗传学基础PPT优秀课件
第八章 群体的遗传平衡
1. 几个基本概念回顾 2. 哈代-温伯格定律的要点 3. 群体遗传分析
2021/5/25
1
几个基本概念
• 孟德尔群体
– 一群能相互交配和繁殖的个体组成的集群
• 基因型频率
–特定基因型占群体内全部基因型的比率
–特定基因型在群体内出现的概率
–同一基因座位上所有基因型频率之和等于1
2021/5/25
16
杂种优势
• 两个遗传组成不同的品种（或品系）杂交， F1代在生活力、繁殖力、抗病力等方面都 超过双亲的平均值，甚至比两个亲本各自 的水平都高的现象。
2021/5/25
17
四、数量性状的遗传基础
• 微效多基因假说
– 数量性状是由大量的、效应微小而类似的且可 加的基因控制；
– 这些基因在世代相传中服从遗传学三大基本规 律，这些基因间一般没有显隐性区别；
…
…
Xn2 …
X 1k X 2k
…
X n数 X..
2021/5/25
26
三、重复率的估计
重复率就是以个体分组，以个体度量 值为组内成员，计算得到的组内相关系 数。这时组间方差就是个体间方差，组 内方差就是个体内度量间方差。
re
个体间方差
b2
个体间方差 个体内度量间方差b2 w2
GADI
PADIE
2021/5/25
22
R
生物群体的数学特征
二、基因均效（average gene effect)
某个基因的平均效应，即子代从一个亲本获得了某 个基因的个体的基因型均值距离原来群体均值的 平均离差。
三、群体方差
表型方差: Vp=VG+VE, VG=VA+VD+VI 加性方差：VA
1. 几个基本概念回顾 2. 哈代-温伯格定律的要点 3. 群体遗传分析
2021/5/25
1
几个基本概念
• 孟德尔群体
– 一群能相互交配和繁殖的个体组成的集群
• 基因型频率
–特定基因型占群体内全部基因型的比率
–特定基因型在群体内出现的概率
–同一基因座位上所有基因型频率之和等于1
2021/5/25
16
杂种优势
• 两个遗传组成不同的品种（或品系）杂交， F1代在生活力、繁殖力、抗病力等方面都 超过双亲的平均值，甚至比两个亲本各自 的水平都高的现象。
2021/5/25
17
四、数量性状的遗传基础
• 微效多基因假说
– 数量性状是由大量的、效应微小而类似的且可 加的基因控制；
– 这些基因在世代相传中服从遗传学三大基本规 律，这些基因间一般没有显隐性区别；
…
…
Xn2 …
X 1k X 2k
…
X n数 X..
2021/5/25
26
三、重复率的估计
重复率就是以个体分组，以个体度量 值为组内成员，计算得到的组内相关系 数。这时组间方差就是个体间方差，组 内方差就是个体内度量间方差。
re
个体间方差
b2
个体间方差 个体内度量间方差b2 w2
GADI
PADIE
2021/5/25
22
R
生物群体的数学特征
二、基因均效（average gene effect)
某个基因的平均效应，即子代从一个亲本获得了某 个基因的个体的基因型均值距离原来群体均值的 平均离差。
三、群体方差
表型方差: Vp=VG+VE, VG=VA+VD+VI 加性方差：VA
第七章-数量遗传学-基础课件(1)
层的系数求得。（n为基因对数）
如
1
n=1,2n+1=3(层) n=2,2n+1=5(层) n=3,2n+1=7(层)
11 121 13 31
14641
1 5 10 10 5 1
1 6 15 20 15 6 1
如用图形表示，随着n的增加，二项分布逐渐成为 正态分布，从间断变异过渡为连续变异。环境对 基因型的影响，增加了表型变异的连续性。
决定数量性状的基因有加性效应，也有 显性效应和上位效应，更多的情况是几 种基因效应同时存在；
应用现代生物技术和统计方法，可以对 控制数量性状的基因从整体到局部进行 研究，如QTL。
2024/9/17
第三节 数量性状遗传分析的统计学方法
一、 表型值剖分的数学模型
1.表型值的剖分 P=G+E P：表型值 G：基因型值 E：环境离差
1
8
10
7
9 13
2
8
10
8
9 14
3
9
11
8 11
9
4
9
11 10 11
9
5
10
12
———————————————————————————
Σx
44
54 23 40 45
216
Σx2
390 586 277 404 527
2184
( Σx)2/ki 387.2 583.2 272.3 400 506.3 2149
2024/9/17
Re VG VEg VP
Re：重复力
(2)生物统计学概念 性状多次度量值之间的组内相关系数。
t MbSMw S MbS(k01)Mw S
遗传学课件 (1)_PPT幻灯片
摩尔根是遗传学史上的巨人，一生共写了22本书和大约370 篇文章，是第一个获得诺贝尔奖的遗传学家……
(2). 数量遗传学与群体遗传学基础 (1920-) 费希尔等：数理统计方法在遗传分析中的应用
1918年， 费希尔发表了重要文献“根据孟德尔遗传假设的亲属间相 关
的研究” ，成功运用多基因假设分析资料，首次将数量变 异
划分为各个分量，开创了数量性状遗传研究的思想方法。 1925年，首次提出了方差分析（ANOVA）方法, 为数量遗传学的发展
奠定了基础。
(3). 微生物遗传学及生化遗传学 (1940-1953)
➢ 1901-1903年，狄·弗里斯发表“突变学说”，认为，突变是生物进化的因素。 ➢ 1903年，Sutton和Boveri分别提出染色体遗传理论，认为：遗传因子位于细
胞核内染色体上（即萨顿-鲍维里假说），从而将孟德尔遗传规律与 细胞学研究结合起来 ➢ 1906年，贝特森（英国的遗传学家）首创“遗传学(Genetics)”，并引入了F1 代F2代、等位基因、合子等概念 ➢ 1909年，约翰生（丹麦的遗传学家）发表“纯系学说”，并提出“gene”、 “基 因型（genotype)”、和“表现型(phenotype)”等概念，以代替孟 德 尔所谓的“遗传因子” ➢ 1908年，哈德和温伯格分别推导出群体遗传平衡定律
崭新的科学 － 古老的问题
繁殖方式多样性和幼体发育差异性 遗传现象的纷杂
神话传说和权威对科学的臆测 误导学科的发展
“桂实生桂，桐实生桐 ” “橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳 ”
公元前4000年的伊拉 克古代巴比伦石刻上记 载了马头部性状在五个 世代的遗传
古代学者对遗传现象的看法
希波克拉底 （Hippocrates，前460—— 前377，古希腊医师 ，“医 学之父” ）
(2). 数量遗传学与群体遗传学基础 (1920-) 费希尔等：数理统计方法在遗传分析中的应用
1918年， 费希尔发表了重要文献“根据孟德尔遗传假设的亲属间相 关
的研究” ，成功运用多基因假设分析资料，首次将数量变 异
划分为各个分量，开创了数量性状遗传研究的思想方法。 1925年，首次提出了方差分析（ANOVA）方法, 为数量遗传学的发展
奠定了基础。
(3). 微生物遗传学及生化遗传学 (1940-1953)
➢ 1901-1903年，狄·弗里斯发表“突变学说”，认为，突变是生物进化的因素。 ➢ 1903年，Sutton和Boveri分别提出染色体遗传理论，认为：遗传因子位于细
胞核内染色体上（即萨顿-鲍维里假说），从而将孟德尔遗传规律与 细胞学研究结合起来 ➢ 1906年，贝特森（英国的遗传学家）首创“遗传学(Genetics)”，并引入了F1 代F2代、等位基因、合子等概念 ➢ 1909年，约翰生（丹麦的遗传学家）发表“纯系学说”，并提出“gene”、 “基 因型（genotype)”、和“表现型(phenotype)”等概念，以代替孟 德 尔所谓的“遗传因子” ➢ 1908年，哈德和温伯格分别推导出群体遗传平衡定律
崭新的科学 － 古老的问题
繁殖方式多样性和幼体发育差异性 遗传现象的纷杂
神话传说和权威对科学的臆测 误导学科的发展
“桂实生桂，桐实生桐 ” “橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳 ”
公元前4000年的伊拉 克古代巴比伦石刻上记 载了马头部性状在五个 世代的遗传
古代学者对遗传现象的看法
希波克拉底 （Hippocrates，前460—— 前377，古希腊医师 ，“医 学之父” ）
遗传学-第10章-数量遗传PPT课件
加性方差又称为育种值方差。
.
30
广义遗传率的估算 VP是可以从表现型值P计算获得的。 而VG是不能直接测得的。 知道了VP，若能得到VE，则也就有了VG。 估计环境方差是估算广义遗传力的关键。
.
31
二、几种常用群体的方差分析 P1、P2和F1是不分离世代，群体内个体 间无遗传差异，所表现出的不同都是 环境因素引起的。故：
最深红 暗红 深红 中深红 中红 淡红 白色
.
7
由于F1产生1/2R和1/2r的♀、♂配 子，则F2表现型为：
(1/2R+1/2r)2
当性状由n对独立基因决定时，则 F2表现型频率：
(1/2R+1/2r)2n
.
8
多基因控制 的性状一般 均表现数量 遗传的特征
.
9
典型数量性状分布图（正态分布）
.
一般表现较高的遗传率；
(5) 遗传率并不是一个固定数值，对自花
授粉植物来说，它因杂种世代推移而
有逐渐升高的趋势. 。
28
基因加性方差是可固定的遗传变异 量，可在上、下代间传递，所以， 凡是狭义遗传率高的性状，在杂种 的早期世代选择有效; 反之，则要在 晚期世代选择才有效。
.
29
育种值方差 理论上，在同一个试验中HN2 一定小于HB2。 狭义遗传力才真正表示以表现型值作为选择 指标的可靠性程度。
P=G+E ➢ 这就是数量性状的基本数学模型
.
16
基因型值可进一步剖分为3个部分：
G ADI
加性效应，A：等位基因和非等位基因 的累加效应，可固定的分量
显性效应，D：等位基因之间的互作 效应, 属于非加性效应
上位性效应, I: 非等位基因之间的相
.
30
广义遗传率的估算 VP是可以从表现型值P计算获得的。 而VG是不能直接测得的。 知道了VP，若能得到VE，则也就有了VG。 估计环境方差是估算广义遗传力的关键。
.
31
二、几种常用群体的方差分析 P1、P2和F1是不分离世代，群体内个体 间无遗传差异，所表现出的不同都是 环境因素引起的。故：
最深红 暗红 深红 中深红 中红 淡红 白色
.
7
由于F1产生1/2R和1/2r的♀、♂配 子，则F2表现型为：
(1/2R+1/2r)2
当性状由n对独立基因决定时，则 F2表现型频率：
(1/2R+1/2r)2n
.
8
多基因控制 的性状一般 均表现数量 遗传的特征
.
9
典型数量性状分布图（正态分布）
.
一般表现较高的遗传率；
(5) 遗传率并不是一个固定数值，对自花
授粉植物来说，它因杂种世代推移而
有逐渐升高的趋势. 。
28
基因加性方差是可固定的遗传变异 量，可在上、下代间传递，所以， 凡是狭义遗传率高的性状，在杂种 的早期世代选择有效; 反之，则要在 晚期世代选择才有效。
.
29
育种值方差 理论上，在同一个试验中HN2 一定小于HB2。 狭义遗传力才真正表示以表现型值作为选择 指标的可靠性程度。
P=G+E ➢ 这就是数量性状的基本数学模型
.
16
基因型值可进一步剖分为3个部分：
G ADI
加性效应，A：等位基因和非等位基因 的累加效应，可固定的分量
显性效应，D：等位基因之间的互作 效应, 属于非加性效应
上位性效应, I: 非等位基因之间的相
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
16/149
第二节 数量性状的特征
数量遗传学是从孟德尔经典遗传学的基础上发展而成 的一门科学，但与孟德尔遗传学有着明显的区别。
17/149
数量性状具有的重要特征： 数量性状是可以度量的。 数量性状的变异表现为连续的，杂交后的分离世代不
能明确分组。 数量性状一般容易受环境条件的影响而发生变异。这
1/149
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)，界限不清楚，不易分类，用数字 描述 数量性状(quantitative trait) 。
例如，人的身高、动物体重、植株生育期、果实大 小，产量高低等。
通过对表现型变异的分析推断群体的遗传变异借 助数量统计的分析方法，可以有效地分析数量性状的遗 传规律。
4/149
第一节 群体的变异
P309
第二节 数量性状的特征
P311
第三节 数量性状遗传研究的基本统计方法 P315
第四节 遗传参数的估算及其应用
P316
第五节 数量性状基因定位
P324
第六节 近亲繁殖与杂种优势
P329
本章小结
5/149
第一节 群体的变异
生物群体的变异表现型变异+遗传变异。 数量性状的遗传变异群体内各个体间遗传组成的差异。 当基因表达不因环境的变化而异：
的特征。 P310 但是一些由少数主基因(major gene)控制的性
状仍可能因为存在较强的环境机误而归属于数量性状。
12/149
➢ 生物所处的宏观环境对群体表现也具有环境效应(E)； ➢ 基因在不同环境中表达也可能有所不同，会存在基因
型与环境互作效应(GE)。 ∴生物体在不同环境下的表现型值可以细分为：
8/149
1、加性－显性模型： 基因型值：G= A + D 表现型值：P= G + e = A + D + e 群体表现型方差 分解为加性方差、显性方差和机误方 差。 表现型方差：VP= VA + VD + Ve
9/149
2.加性－显性－上位性模型： P310 对于某些性状，不同基因座的非等位基因之间可能
3/149
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。
植株高度是一个数量性状，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。
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VG + Ve
7/149
控制数量性状的基因具有各种效应，主要包括：
加性效应(additive effect，A )：基因座(locus)内等
位基因(allele)的累加效应；
显性效应(dominance effect，D )：基因座内等位基
因之间的互作效应。 基因型值是各种基因效应的总和。
P= E + G + GE + e
群体表现型变异也可作相应分解：
VP= VE + VG + VGE + Ve
13/149
上图为四个品种(Gl-G4)在３个环境(El-E3)中的产量表现。 ➢不存在GE互作时，4个品种在3种环境中的表现同步提高。 ➢当存在GE互作时，4个品种在各环境中的表现不同。
14/149
2/149
数量性状的类别：
①.严格的连续变异：如人的身高；株高、粒重、产量； 棉花的纤维长度、细度、强度等；
②.准连续变异(Quasi continuous variation)：如分 蘖数(穗数)、产蛋量、每穗粒数等，但大量值时， 每个数值均可能出现，不会出现有小数点的数字。
但有的性状，即有质量又有数量性状的特点， 所以有人提出质量－数量性状的概念。
品种3和4在环境1中有较高的产量表现，在环境3中却表现较差。
品种1和2在环境1中产量较低，但环境3中却表现良好。 ∴品种3和4：环境1中产量性状基因表现优于其它品种；
品种1和2：产量基因则适宜在环境3中表达。
15/149
①. 加性－显性遗传体系的互作效应：
加性与环境互作效应(AE) GE互作效应
存在相互作用，即上位性效应(epitasis effect，I)。 基因型值: G= A + D + I 表现型值: P= A + D + I + e
群体表现型变异(方差）：VP= VA + VD + VI + Ve
10/149
假设只存在基因加性效应(G=A )，4种基因数目的F2群
体表现型值频率分布列于下图。
当机误效应不存在时： 如性状受少数基因(如1-5 对)控制，表现典型的质 量性状；但基因数目较多 时(如10对)则有类似数量 性状的表现。
11/149
当存在机误效应时： 表现型呈连续变异，当受少数基因(如1-5对)控制时，
可对分离个体进行分组； 但基因数目较多(如10对)则呈典型数量性状表现。 ∴多基因(polygenes)控制的性状一般均表现数量遗传
第十三章 数量性状的遗传 P309
前各章所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：表现型和基因 型的变异不连续(discontinuous) 。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。
显性与环境互作效应(DE) ∴个体表现型值：P= E + A + D + AE + DE + e
表现型方差：VP= VE + VA + VD + VAE + VDE + Ve ②. 加性－显性－上位性遗传体系的互作效应： 个体表现型值：P=E+A+D+I+AE+DE+IE+e
表现型方差：
VP=VE+VA+VD+VI+VAE+VDE+VIE+Ve
个体表现型值（P)是基因型值(G)和随机机误(e)的总和，
P=G+e
其中：随机机误(e)是个体生长发育过程所处小环境中的随机 效应。
6/149
在数理统计分析中，通常采用方差(variance)度量 某个性状的变异程度。
∴遗传群体的表现型方差(phenotypic variance，
Vp ) 基因型方差(genotypic variance, VG )+机误方 差(error variance, Ve ) 。
第二节 数量性状的特征
数量遗传学是从孟德尔经典遗传学的基础上发展而成 的一门科学，但与孟德尔遗传学有着明显的区别。
17/149
数量性状具有的重要特征： 数量性状是可以度量的。 数量性状的变异表现为连续的，杂交后的分离世代不
能明确分组。 数量性状一般容易受环境条件的影响而发生变异。这
1/149
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)，界限不清楚，不易分类，用数字 描述 数量性状(quantitative trait) 。
例如，人的身高、动物体重、植株生育期、果实大 小，产量高低等。
通过对表现型变异的分析推断群体的遗传变异借 助数量统计的分析方法，可以有效地分析数量性状的遗 传规律。
4/149
第一节 群体的变异
P309
第二节 数量性状的特征
P311
第三节 数量性状遗传研究的基本统计方法 P315
第四节 遗传参数的估算及其应用
P316
第五节 数量性状基因定位
P324
第六节 近亲繁殖与杂种优势
P329
本章小结
5/149
第一节 群体的变异
生物群体的变异表现型变异+遗传变异。 数量性状的遗传变异群体内各个体间遗传组成的差异。 当基因表达不因环境的变化而异：
的特征。 P310 但是一些由少数主基因(major gene)控制的性
状仍可能因为存在较强的环境机误而归属于数量性状。
12/149
➢ 生物所处的宏观环境对群体表现也具有环境效应(E)； ➢ 基因在不同环境中表达也可能有所不同，会存在基因
型与环境互作效应(GE)。 ∴生物体在不同环境下的表现型值可以细分为：
8/149
1、加性－显性模型： 基因型值：G= A + D 表现型值：P= G + e = A + D + e 群体表现型方差 分解为加性方差、显性方差和机误方 差。 表现型方差：VP= VA + VD + Ve
9/149
2.加性－显性－上位性模型： P310 对于某些性状，不同基因座的非等位基因之间可能
3/149
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。
植株高度是一个数量性状，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。
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VG + Ve
7/149
控制数量性状的基因具有各种效应，主要包括：
加性效应(additive effect，A )：基因座(locus)内等
位基因(allele)的累加效应；
显性效应(dominance effect，D )：基因座内等位基
因之间的互作效应。 基因型值是各种基因效应的总和。
P= E + G + GE + e
群体表现型变异也可作相应分解：
VP= VE + VG + VGE + Ve
13/149
上图为四个品种(Gl-G4)在３个环境(El-E3)中的产量表现。 ➢不存在GE互作时，4个品种在3种环境中的表现同步提高。 ➢当存在GE互作时，4个品种在各环境中的表现不同。
14/149
2/149
数量性状的类别：
①.严格的连续变异：如人的身高；株高、粒重、产量； 棉花的纤维长度、细度、强度等；
②.准连续变异(Quasi continuous variation)：如分 蘖数(穗数)、产蛋量、每穗粒数等，但大量值时， 每个数值均可能出现，不会出现有小数点的数字。
但有的性状，即有质量又有数量性状的特点， 所以有人提出质量－数量性状的概念。
品种3和4在环境1中有较高的产量表现，在环境3中却表现较差。
品种1和2在环境1中产量较低，但环境3中却表现良好。 ∴品种3和4：环境1中产量性状基因表现优于其它品种；
品种1和2：产量基因则适宜在环境3中表达。
15/149
①. 加性－显性遗传体系的互作效应：
加性与环境互作效应(AE) GE互作效应
存在相互作用，即上位性效应(epitasis effect，I)。 基因型值: G= A + D + I 表现型值: P= A + D + I + e
群体表现型变异(方差）：VP= VA + VD + VI + Ve
10/149
假设只存在基因加性效应(G=A )，4种基因数目的F2群
体表现型值频率分布列于下图。
当机误效应不存在时： 如性状受少数基因(如1-5 对)控制，表现典型的质 量性状；但基因数目较多 时(如10对)则有类似数量 性状的表现。
11/149
当存在机误效应时： 表现型呈连续变异，当受少数基因(如1-5对)控制时，
可对分离个体进行分组； 但基因数目较多(如10对)则呈典型数量性状表现。 ∴多基因(polygenes)控制的性状一般均表现数量遗传
第十三章 数量性状的遗传 P309
前各章所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：表现型和基因 型的变异不连续(discontinuous) 。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。
显性与环境互作效应(DE) ∴个体表现型值：P= E + A + D + AE + DE + e
表现型方差：VP= VE + VA + VD + VAE + VDE + Ve ②. 加性－显性－上位性遗传体系的互作效应： 个体表现型值：P=E+A+D+I+AE+DE+IE+e
表现型方差：
VP=VE+VA+VD+VI+VAE+VDE+VIE+Ve
个体表现型值（P)是基因型值(G)和随机机误(e)的总和，
P=G+e
其中：随机机误(e)是个体生长发育过程所处小环境中的随机 效应。
6/149
在数理统计分析中，通常采用方差(variance)度量 某个性状的变异程度。
∴遗传群体的表现型方差(phenotypic variance，
Vp ) 基因型方差(genotypic variance, VG )+机误方 差(error variance, Ve ) 。