植物数量遗传学(2015)-第1章 绪论
第一章 绪论3分子生物学课件
1.3 分子生物学与生物化学之间的关系
分子生物学发展的三大支撑学科： 1、细胞学：研究细胞的结构与功能。细胞的化学组
成，细胞器的结构，细胞骨架，生物大分子在细胞中
的定位及功能。 2、遗传学：研究基因的遗传与变异。基因结构，基 因复制，基因表达，基因重组，基因突变。 3、生物化学：研究活性物质代谢规律。
第一个细菌基因的克隆，开创了基因工程新纪元，标志
着人类认识生命本质并能主动改造生命的新时期开始，
1980年。
5. 1975年，Kohler和Milstein巧妙地创立了
淋巴细胞杂交瘤技术，获得了珍贵的单克隆抗体；
1984年。
6. 1975-1977年，Sanger和Gilbert发明了 DNA序列测定技术；1977年第一个全长5387个核苷 酸的Φ X174基因组序列由Sanger测定完成；1980年， 1958年。
划，2003年4月14日美、英、日、法、德和中国科学家经
过13年努力共同绘制完成了人类基因组序列图）。
3. PCR技术的建立（1983年，Mullis，PCR被喻 为加速分子生物学发展进程的一项“简单而晚熟”的 技术，1993年）。 4. 单克隆抗体及基因工程抗体的发展和应用 （生物制品生产，如酶、细胞因子、干扰素、生长激 素、胰岛素等，疾病的诊断、治疗和研究）。 5. 基因表达调控机理（反义RNA技术、RNAi干扰、 基因芯片）。 6. 细胞信号转导机理研究成为新的前沿领域（G 蛋白、细胞凋亡、细胞癌变、细胞分化）。 7. 基因组学、蛋白质组学、生物信息学成为新 的前沿领域。
分子结构生物学 分子发育生物学 分子细胞生物学 分子免疫学 分子遗传学 分子数量遗传学
分子神经生物学
分子育种学 分子肿瘤学
遗传学——绪论 ppt课件
1961年，雅各布（F.Jacob）和莫诺根 （J.L.Monod）提出细菌中基因表达与调控 的操纵元模型
21
1966年，莱文伯格（M.W.Nirenberg）和柯 兰拉（H.G.Khorana）建立了完整的遗传密 码
20世纪30年代，研究者们提出杂种优势理 论
15
1930~1932年费希尔（R.A.Fisher）、奈特 （S.Wright）和霍尔丹（J.B.S.Haldane） 等奠定了数量遗传学和群体遗传学的基础
费希尔
16
1941年比德尔（G.W.Beadle）和泰特姆 （E.T.Tatum）证明了基因是通过酶而起作 用的，提出“一个基因一个酶”的假说
遗传学——绪论 ppt课件
第一节 遗传学的研究对象和任务
2
研究的对象
遗传学所研究的主要内容是由母细胞到子细 胞、由亲代到子代，而细胞及其所含的染色 体则是生物信息遗传的基础。
5
DNA分子
6
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
任务
遗传学研究的任务在于：阐明生物遗传和变 异的现象及其表现的规律；探索遗传和变异 的原因及其物理基础，揭示其内在规律；从 而进一步指导动物、植物和微生物的育种实 践，防治遗传疾病，提高医学水平，造福人 类。
20世纪70年代，分子遗传学已成功地进行 人工分离基因和人工合成基因，开始建立 遗传工程这一新的研究领域
20世纪90年代初，实施“人类基因组计划” 21世纪，遗传学的发展进入“后基因组时
代”
22
第三节 遗传学的重要性
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遗传学与进化论有着不可分割的关系 遗传学对于农业科学起着直接的指导作用，
1-第一章绪论
魏斯曼 （Weismann A.，1834~1914）
①．种质连续论：种质是世代连续不绝的； ②．支持选择理论； ③．否定后天获得性遗传：老鼠22代割尾巴试验。
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种质连续论
◆ 1892年，魏斯曼提出种质连续论(theory of continuity of germplasm)，否定获得性状遗传。 ◆多细胞生物由种质和体质组成：种质指生殖细胞， 负责生殖和遗传；体质指体细胞，负责营养活动。 ●种质是“潜在的”，世代相传，不受体质和环境影 响，所以获得性状不能遗传；体质由种质产生，不能 遗传。 ●种质在世代间连续，遗传是由具有一定化学成分和 一定分子性质的物质(种质)在世代间传递实现的。 26
广泛研究遗传变异与生物进 化关系。 ①．1859年发表《物种起源》著作， 提出了自然选择和人工选择的进化 学说，认为生物是由简单复杂、 低级 高级逐渐进化而来的。 ②．承认获得性状遗传的一些
论点提出“泛生论”假说。
达尔文以博物学家的身份进 行了 5 年的环球考察工作。
“贝克尔“号巡洋
达尔文：泛生假说
不可遗传变异
某一品种（高株）
高株
矮株
相同的环境
高株
理论综合题：
在某一种植物中发现一株具有异常性状 的个体，请设计一个对该异常性状进行 遗传分析的实验方案（包括方法、过程 和可能取得的结果）。
4．遗传学研究的任务：
(1)．阐明：生物遗传和变异现象 表现规律； (2)．探索：遗传和变异原因 物质基础； (3)．指导：动植物和微生物育种 提高人民
3. 分子遗传学时期(1953~)
（1）.1953年 Watson和 Crick 提出DNA分子双 螺旋(double helix)模型，是 分子遗传学及以 之为核心的分子 生物学建立的标 志。
遗传学习题含答案
《遗传学》习题第一章绪论一、名词解释：1、遗传与变异2、遗传变异3、遗传学二、填空题：1、1883年，德国动物学家魏斯曼（A.Weismann）提出。
2、孟德尔通过豌豆杂交实验，提出了遗传因子的分离定律和自由组合定律，但当时并未引起重视，直到年，由三个植物学家在不同的地点，不同的植物上，得出与孟德尔相同的遗传规律，这时遗传学才作为一门独立的学科诞生。
3、1903年和首先发现了染色体的行为与遗传因子的行为很相似，提出了染色体是遗传物质的载体的假设。
4、遗传学诞生后，遗传学名词是1906年由英国的教授提出来的。
5、1909年，丹麦遗传学家创造了一词来代替孟德尔的遗传因子，并且还提出了和概念。
6、1910年，和他的学生用果蝇做材料，研究性状的遗传方式，得出，确定基因直线排列在染色体上，创立了以遗传的染色体学说为核心的。
7、1940年以后，以红色面包霉为材料，系统地研究了生化合成与基因的关系，于1941年提出一个基因一个酶的假说。
8、1944年，等用肺炎双球菌做转化实验，证明DNA是遗传物质。
9、1951 发现跳跃基因或称转座因子。
10、1961年，法国分子遗传学家以E.coli为材料，研究乳糖代谢的调节机制，提出了。
11、分子遗传学时期以1953年美国分子生物学家和英国分子生物学家提出的为开始。
三、选择题：1、遗传学有很多分支，按（），可分为宏观与微观，前者包括群体遗传学(Population genetics)、数量遗传学(Quantitative gentics)；后者包括细胞遗传学(Cytogenetics)、核外遗传学(Extranuclear G.)、染色体遗传学(Chromosomal G.)、分子遗传学(Molecular genetics)。
A、按研究对象分B、按研究范畴分C、研究的层次分D、研究的门类2、遗传学名词是1906年由英国的贝特森William Bateson教授提出来的，并且他还提出了（）等概念。
数量遗传学知识点总结
第一章绪论一、基本概念遗传学：生物学中研究遗传和变异，即研究亲子间异同的分支学科。
数量遗传学：采用生物统计学和数学分析方法研究数量性状遗传规律的遗传学分支学科。
二、数量遗传学的研究对象数量遗传学的研究对象是数量性状的遗传变异。
1. 性状的分类性状：生物体的形态、结构和生理生化特征与特性的统称。
如毛色、角型、产奶量、日增重等。
根据性状的表型变异、遗传机制和受环境影响的程度可将性状分为数量性状、质量性状和阈性状3 类。
数量性状：遗传上受许多微效基因控制，性状变异连续，表型易受环境因素影响的性状，如生长速度、产肉量、产奶量等。
质量性状：遗传上受一对或少数几对基因控制，性状变异不连续，表型不易受环境因素影响的性状，如毛色、角的有无、血型、某些遗传疾病等。
阈性状：遗传上受许多微效基因控制，性状变异不连续，表型易受或不易受环境因素影响的性状。
有或无性状：也称为二分类性状 ( Binary traits)。
如抗病与不抗病、生存与死亡等。
分类性状：如产羔数、产仔数、乳头数、肉质评分等。
数量性状的特点：必须进行度量，要用数值表示，而不是简单地用文字区分；要用生物统计的方法进行分析和归纳；要以群体为研究对象；组成群体某一性状的表型值呈正态分布。
3. 决定数量性状的基因不一定都是为数众多的微效基因。
有许多数量性状受主基因(major gene)或大效基因(genes with large effect)控制。
果蝇的巨型突变体基因( gt)；小鼠的突变型侏儒基因( dwarf, df)；鸡的矮脚基因( dw)；美利奴绵羊中的Booroola 基因( FecB)；牛的双肌( double muscling)基因( MSTN)；猪的氟烷敏感基因( RYR1)三、数量遗传学的研究内容数量性状的数学模型和遗传参数估计；选择的理论和方法；交配系统的遗传效应分析；育种规划理论。
四、数量遗传学与其他学科间的关系理论基础奠定：孟德尔遗传学+数学+生物统计学理论体系完善：与群体遗传学关系最为密切；学科应用：与育种学最为密切，是育种学的理论基础和方法论；学科发展：与分子生物学、生物进化学、系统科学和计算机科学密切结合，并产生了新的遗传学分支学科，如分子数量遗传学等。
遗传学的发展
第一章绪论第一节遗传学研究的对象和任务第二节遗传学的发展第三节遗传学在科学和生产中的作用第一节遗传学研究的对象和任务一、遗传(heredity)：亲代与子代间的相似现象。
“种瓜得瓜、种豆得豆”二、遗传学（Genetics）：是研究生物体遗传与变异规律和机制的一门科学。
是认识和阐明生物体遗传信息的组成、传递、和表达规律的科学。
三、变异(variation)：子代个体之间的差异。
“母生九子，九子各别”▪遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素：*遗传+变异+自然选择→形成物种*遗传+变异+人工选择→动、植物品种遗传和变异是一对矛盾，其表现与环境不可分割。
遗传学的分支按研究的层次分类：群体遗传学(Population genetics)宏观数量遗传学(Quantitative gentics)细胞遗传学(Cytogenetics)核外遗传学(Extranuclear G.)微观即细胞质遗传学(Cytoplasmic G.)染色体遗传学(Chromosomal G.)分子遗传学(Molecular genetics)按研究对象分类：人类遗传学(Human genetics)动物遗传学(Animal genetics)植物遗传学(Plant genetics)微生物遗传学(Microbial genetics)按研究范畴分类：发生遗传学(Developmental genetics)行为遗传学(Behavioral genetics)免疫遗传学(Immunogenetics)肿瘤遗传学(Cancer genetics)医学遗传学(Medical genetics)血型遗传学(Blood group genetics)生化遗传学(Biochemical genetics)三、研究对象：以微生物(细菌、真菌、病毒)、植物和动物以及人类为对象，研究它们的遗传变异规律。
•为利用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。
绪 论
细胞核遗传是指由细胞核内遗传物质控制的遗传现象；细 胞质遗传是指由细胞质内的遗传物质控制的遗传现象。生 物的遗传是细胞质遗传和细胞核遗传共同作用的结果。 不同点：
细胞核遗传中，除伴性遗传外，其亲本不论是正交还是反 交，子代的表现型均为显性性状，细胞质遗传，亲本的正 交和反交结果不同，子代只表现出母体性状。
品种是人类劳动的产物。栽培植物由野生植物发展而来。在 野生植物中只有种、变种和类型的区别，没有品种之分。人 类在长期的生产实践中，根据需要，挑选野生植物的不同种、 变种、类型，进行栽培驯化和选择，使其朝着人类需要的方 向进化，选育出具有一定特点、适应一定环境条件和栽培条 件的品种。
品种不是植物分类学的分类单位。但多数品种在植物分类学 上都有它的位置，即某品种属某科、属、种或变种。 品种是一种重要的农业生产资料。品种必须具备高产、稳产、 优质等优点。 品种具有一定的法律属性。只有经过鉴定(审定或认定)的植 物品种才能推广种植，育种者可以申请新品种保护，获得知 识产权。
种、细胞工程育种、基因工程技术等。
常规育种的技术特点：
1.综合多个优良基因，同步改良农作物的产量、品质、抗性
水平。（周期长，工作量大）
2.盲目性较大(遗传机制不明，随机性大)。
3.育种既是科学又是艺术 育种实践中，育种选择依赖于育种
专家长期积累经验后形成的理性认识。因此，有时育种经验
很难说是一项带有普遍性的技术。
(2)药用植物育种学的主要内容
育种目标的制订及实施的策略；
种质资源的搜集、保存、研究评价、利用及创新； 繁殖方式及其与育种的关系； 引种与驯化； 选择的理论与方法； 人工创造变异的途径、方法和技术； 杂种优势利用的途径和方法； 目标性状的遗传、鉴定及选育方法；
1绪论
• 春秋时代 • 战国末期
“桂实生桂，桐实生桐” “种麦得麦，种稷得稷”
• 东汉王充 “万物生于土，各似本种”
子代不是亲代的复制品， 纵向看：生物的世代之间存在差别， 横向看：生物的子代个体之间也存在差别。
The relationship between heredity and variation
遗传与变异是一对矛盾对立统一的两个方面： (1)遗传是相对的，变异是绝对的。 (2)遗传是保守的，变异是变革的，发展的。 (3)遗传和变异是相互制约又相互依存的。 (4)遗传变异伴随着生物的生殖而发生。
– 环境只影响体质不影响种质，所以获得性状不能遗传 （小鼠切尾试验）
4. 孟德尔：遗传因子假说
奥地利神父Gregor Johann Mendel（1822-1884）从 1856年至1863年在Brunn的Augustinian修道院从事 豌豆（garden pea）杂交试验 。实验结果∶1865年 发表不朽论文《植物的杂交试验》，提出遗传因子 呈颗粒状，互不融合、互不粘染，摒弃原有的模糊概念
notes
Genetics is like riding a bike, easy when
you know how, but impossible until you try it. Genetics is considered by some students to be the most difficult aspect of biology. This is often because you have to think about it. ……
遗传学的研究领域及分支
乳糖操纵子模型的建立(Jacob and Monod, 1961) Francois Jacob(1920-) Jacquces Monod(1910-67) 获1965年诺贝尔奖
获1968年 诺贝尔奖
遗传密码的破译 (Nirenberg and Khorana,1964,1965)
2.微生物遗传和生化遗传学时期(1941～1960)
1944年Avery利用细菌转化实验提出遗传的物质基础是DNA。
2.微生物遗传和生化遗传学时期(1941～1960)
Oswald Avery(1877-1955)
1952年赫尔希（Hershey）利用病毒为材料完成噬菌体侵染细菌的实验，再次证实DNA是遗传物质。 获1969年度诺贝尔奖
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以微生物(细菌、真菌、病毒)、 植物和动物以及人类为对象，研究 其遗传变异规律。
3、现代遗传学主要研究任务
阐明：生物遗传和变异现象及其表现规律； 探索：遗传和变异原因及其物质基础，揭示遗传变异的内在规律； 指导：动植物和微生物遗传育种，提高医学水平。
二、遗传学的发展简史
STEP5
STEP4
STEP3
STEP2
STEP1
1941年， Beadle和Totum在红色面包霉的生化遗传研究中，分析了许多生化突变体, 提出“一个基因一种酶”假说；
1944年பைடு நூலகம்Avery研究肺炎双球菌的转化实验，证明了遗传物质是DNA而不是蛋白质。
1952年，Hershey等用同位素示踪法在研究噬菌体感染细菌的实验中，再次确认了DNA是遗传物质。
Har Gobind Khorana (left) and Marshall Nirenberg
中国农科院植物数量遗传学复习
中国农科院植物数量遗传学复习第一章育种群体的遗传组成1.群体（population）：指具有共同特征的一些个体所组成的集合。
群体结构：基因和基因型频率2.群体遗传学的主要任务：研究某一世代中基因和基因型频率的大小、不同世代中基因和基因型频率的变化情况、引起基因和基因型频率变化的条件和原因，以及由此变化而产生的结果。
第一节群体的基因频率和基因型频率3.基因A和a的频率4.基因型AA、Aa和aa的频率第二节不同交配系统下基因频率和基因型频率的变化5.交配系统：指生物体通过有性世代产生后代的方式，它包括自交、回交、随机交配和同型交配等交配系统一、自交（交配系统）6.一对等位基因A和a的情况下，其后代的基因和基因型频率的变化7.多个位点，每个位点有一对等位基因的情况（以两对等位基因A/a和B/b为例）类型1：纯合型类型2：部分杂合型类型3：纯全杂合型（1）两个独立遗传位点的自交后代分离，自交n个世代以后，三个类型的基因型频率用下式的展开表示：（2）若个体为m对基因的杂合体AaBbCc……,经过几代自交后, 后代出现m+1种类型的基因型, 各种类型的频率用此展开项来表示：自交n代后，m对等位基因完全杂合的频率为：1/2mn自交n代后，m对等位基因完全纯合的频率为：(1-1/2n)m可见，自交n代后，其后代完全纯合速度很快，如果加上选择，速度会更快。
二、回交（交配系统）三、随机交配8.随机交配（Random mating）：在特定地域范围内，个体具有同等机会与相反性别的任一个体交配。
9.Hardy-Weinberg平衡定律：在一个随机交配群体中、没有什么干扰因素，如果下一代的基因型频率和上一代一样，则该群体处于随机交配系统的平衡之中。
10.在一个平衡群体中，若A和a的频率为p和q，p+q=1，则3中基因型AA，Aa和aa的频率分别为：D=p2, H=2pq和R=q2第三节平衡的建立和平衡群体的性质10.大样本随机交配群体的第二个重要定律：不管群体的起始频率如何，只要经过一代随机交配，群体就达到平衡。
1.遗传学绪论
中国居世界第一位，占全球人工林的23.4%。
Eucalypt clonal forests, Veracel Company, Brazil
◆ 林木育种学科在新时期林业建设中的作用在生态优先
的原则下，社会对木材和林产品日益增长的需求只有通 过提高商品林的生产率才能得到满足。必须加强良种的 选育和利用研究（良种＋良法），不仅要加强传统的用 材树种如杨树、松、杉、桉树等的良种选育，还要选育 优良的乡土树种、珍贵树种，培育高级用材。
• 虽然融合遗传的基本观点并不正确，但是在这 一基础上所创建的一系列生物数学分析方法， 却为数量遗传、群体遗传的产生和发展奠定了 基础
遗传学之父孟德尔（1822－1884）
1866年发表《植物杂交试验》 遗传因子假说认为： 生物性状受细胞内遗传因子 控制
遗传因子在生物世代间传递 遵循分离和独立分配（自由 组合）两个基本规律
庞晓明 张平东
生物科学与技术学院
Email:xmpang@
林木遗传育种的重要性
◆ 我国森林资源总量匮乏，人均森林面积和蓄积分别只占世
界平均水平的1/5和1/8，每公顷蓄积量也只有31m3，只及世 界平均水平的70%。森林资源无论是数量还是质量，都远不 能满足占世界22%人口的生产和生活的需要。
斯特德勒（Stadler L.J.）：
1927年在玉米用X 射线或镭诱发突变。
证实基因和染色体的突变不仅在自然情况下产生， 用X射线处理也会产生大量突变。 人工产生遗传变异的方法，使遗传学发展到一个新 的阶段。
数量遗传学和群体遗传学的诞生 （1930 - 1932年） 费希尔（Fisher R. A.）：
这两个遗传基本规律是近 现代遗传学最主要的、不可动摇 的基础，因此，孟德尔被公认为 遗传学的创始人。
植物数量遗传学研究
植物数量遗传学研究植物数量遗传学研究是一种关注物种数量、种群遗传多样性和进化过程的科学。
植物数量遗传学的主要目的是了解物种形成的机理和维持物种多样性的过程。
在遗传学研究中，数量遗传学是个非常有趣的分支，它研究的是个体数量、性别比和亲缘关系等的遗传学机理，但是植物数量遗传学致力于探索植物的遗传多样性、物种间的遗传差异以及种群间的基因交换等问题。
植物数量遗传学一开始关注的是群体遗传学的应用，这些应用通常包括种群特征和地理分布之间的关系、环境变化对种群遗传多样性的影响以及根据DNA数据进行物种鉴定等。
最新的研究发现，群体遗传学方法可以用于研究自然选择、基因漂变、杂交和迁移等进化过程。
在植物数量遗传学研究中，常用的分子标记包括DNA、RNA和蛋白质等，通过基因解读，可以预测物种的系统进化、种群遗传分化和生境适应等信息。
例如，利用DNA分子标记技术可以鉴定植物的种属亲缘关系，并确定一个物种是否是另一个物种的进化分支。
当前，植物数量遗传学在生物多样性的研究中占据了重要的地位。
植物数量遗传学可用于研究天然群落的遗传组成、植物系统进化、数量分化和遗传多样性保护等领域。
由于当前全球范围内生境破坏和退化现象日益严重，植物数量遗传学可以帮助我们更好地保护和管理濒危物种，促进生物多样性的保护和恢复。
另外，随着时间的推移，人类所面临的环境问题越来越严重。
而在植物数量遗传学的研究中，可以发现物种适应环境的途径和条件，从而推动人们做出更为智慧和可持续的决策，以支持着一个更加生态复杂的世界。
在研究中，数量遗传学的方法和技术通常包括可视化标记、DNA测序、DNA指纹图谱等。
可视化标记主要基于染色体的遗传差异，利用一些染色体形态和遗传结构的特征来挖掘种间的遗传多样性。
DNA测序技术则是通过检测DNA序列的微小变化来鉴定物种间的遗传关系和进化关系。
而DNA指纹图谱则是通过将DNA 测序反转成可视化标记，来展示某个群体的遗传多样性，通常被用来研究数量性状和进化过程。
数量遗传学(作物遗传育种专业)
数量遗传学：一门研究生物数量性状变异的遗传规律的学科。
数量遗传学运用统计分析方法，将表现型分解为遗传效应和环境效应分量(components)，并进一步剖析遗传变异中的基因效应。
Multiple Gene Hypothesis：•数量性状受微效多基因控制•多基因间不存在显隐关系•多基因的效应相等，具有累加作用•多基因对外界环境变化比较敏感•存在主基因与修饰基因群体：具有性繁殖且经常异交的生物个体的集团,或者是一群可繁殖后代的生物个体的集团（孟德尔群体）。
群体的遗传组成：体基因型的数目或各种基因的频率以及由之形成的基因型数量分布。
基因型频率（genotype frequency）：特定基因型在群体内出现的概率.基因频率（gene frequency）：特定位点上一种等位基因占该位点全部等位基因的比率，或该等位基因在群体内出现的概率。
Hardy-Weinberg Law：在理想状态下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在遗传中是稳定不变的，即保持着基因平衡。
•理想群体•个体随机交配•没有选择压•基因型比例逐代保持不变•基因频率与基因型频率存在简单关系。
某种基因的基因频率＝某种基因的纯合体频率+1/2杂合体频率平衡群体的基因型频率取决于群体的基因频率，而与起始群体的基因型频率无关。
连锁不平衡：两个以上位点间基因型频率的不平衡状态，似乎由位点间连锁关系引起的。
连锁平衡：对于那些重组后位点或者基因型的频率等于预期的群体。
影响群体基因频率的因素：•非随机交配(non-random mating)–近亲交配–聚类交配(assortative mating) (e.g. human)–反聚类交配(disassortative mating)(e.g.self-sterility system)•系统性过程(systematic process)–基因频率定向变化：Migration, Mutation, Selection–基因频率随机变化：Random drift in small population适应度：基因型能成活繁殖后代的相对能力。
第1章 绪论
中。
(1).瓦特森(Watson J．D.)克里克(crick F.H.C.) 根据对DNA的化学分析和X 射线晶体学结果 提出DNA分子结构模式理论(双螺旋结构，1953)
1、器官的用进废 退与获得性遗传
2、生物 物种是 可变的
认为动物器官的进化与退 化取决于用与不用[用进 废退论]以及认为每一世 代中由于用或不用而加强 或削弱的性状是可以遗传 的[获得性遗传]如长颈鹿 家鸡的翅膀、鼹鼠等。
环境条件的改变是生物
变异的根本原因；
2、达尔文
1、生物进化（《物种起源》） 2、承认获得性遗传的一些观点 3、提出泛生假说
1. 个体遗传学向细胞遗传学过渡时期(1910之前)
（1） 1797年英国的奈特（Knight，T）
P 灰色×白色 豌豆杂交实验
F1
灰色
F2 灰色 白色
未统计分析，只发现了这一现象
（2）1863年法国的诺丹（Nauding）
《植物杂交》
（1）植物杂交的正交和反交结果相同； （2）在杂种植物的生殖细胞形成时 “ 负责遗传性状的要素互相分开，进 入不同的性细胞中，否则就无法解释 杂种二代所得到的结果”
（3）没有遗传，变异就无法积累，变异就 失去了意义，生物也就无法进化和发展 。
（4）遗传、变异、选择是生物进化和新 品种选育的三大因素
遗传 + 变异 + 自然选择——形成物种 遗传 + 变异 + 人工选择——动、植物品种
（5）遗传与变异的表现与环境不可分割
遗传学复习资料
遗传学第一章绪论名词解释：遗传与变异概念：遗传学(Genetics)是研究生物遗传和变异的科学，遗传与变异是生物界最普通、最基本的两个特征。
遗传(heredity)：指生物亲代与子代相似的现象，即生物在世代传递过程中可以保持物种和生物个体各种特性不变；变异(variation)：指生物在亲代与子代之间，以及在子代与子代之间表现出一定差异的现象。
遗传学(Genetics)是研究生物遗传和变异的科学，遗传与变异是一对矛盾对立统一的两个方面，遗传是相对的、保守的，而变异是绝对的、发展的，没有遗传就没有物种的相对稳定，也就不存在变异的问题‘没有变异特征物种将是一成不变的，也不存在遗传的问题。
第二章遗传的细胞学基础 填空题： 1、玉米种子的淀粉性（Ａ）基因对砂糖性基因（ａ）为显性，一个纯系砂糖性玉米的雌蕊接受了淀粉性的花粉，它所产生的种子的胚乳的基因型是_____ Aaa _____。
2、在AaBbCcDd×AaBbCcDd的杂交中，①每一亲本能产生 16种配子②后代的基因型种类有81 种。
③后代的表型种类有16 种(假定4对基因均为完全显性)。
④后代中表现A_B_C_D_表型的占 81/256。
⑤后代中表现aabbccdd表型的占1/256 。
3、细胞减数分裂过程中，__前期Ⅰ的偶线期____期发生同源染色体的联会配对；前期Ⅰ的粗线期______期染色体间发生遗传物质交换；__前期Ⅰ的双线期____期发生交叉端化现象，这一过程一直进行到中期Ⅰ，后期Ⅰ_同源染色体_____染色体分开，而染色单体分离在___后期Ⅱ_____期。
4、金丝雀的黄棕色羽毛由性连锁隐性基因a控制，绿色羽毛由基因A控制。
在一组合的后代中，所有的雄雀都是绿毛的，雌雀都是黄棕色的。
该组合的亲本父本基因型为Z a Z a，母本基因型为Z A W 。
5、全部的哺乳类动物为XY型类型性决定；家禽几乎为ZW型类型性决定；蜜蜂的性别是由染色体倍数决定的；果蝇的性别由性指数决定的。
植物数量遗传学与遗传汇聚性研究
植物数量遗传学与遗传汇聚性研究植物数量遗传学是指研究植物数量性状如何遗传的学科，主要关注遗传变异、性别比例、突变、基因流以及环境对遗传变异的影响等问题。
遗传汇聚性则是指同一物种群体中同源染色体上多个地点上的不同等位基因在间接或直接的选择下的汇聚。
植物数量遗传学和遗传汇聚性的研究使我们深入了解植物群体的形态、生物、遗传和进化。
植物数量性状指的是基因型和环境因素共同决定的性状，如高度、光谱特性、生长速度、繁殖性、果实大小等等。
通过研究数量性状，可以了解种群内遗传变异的程度，并推断环境选择的强烈程度。
植物数量遗传学是研究数量性状如何遗传的学科。
基因型是数量性状的表现，而环境因素则对其产生影响。
植物数量遗传学主要关注在种群内的遗传变异、性别比例、突变、选择以及基因迁移等问题。
研究种群内的遗传变异，可以推测环境选择的特征。
不同的物种之间有着不同的确定环境选择特征的方法。
植物数量遗传学的研究还探讨了植物数量性状基因型与表型之间的关系。
对表现型(soma)和遗传基因型(genotype)之间关系的研究，对于标定基因及染色体所在位置很重要。
进一步的，遗传汇聚性的研究在发掘同源基因的多样性方面至关重要。
基于植物数量遗传学和遗传汇聚性的研究不断深入，开创了新的实验方法。
例如基于其门结构构建的基因型地标标记（GMM）系统，利用GMM的多态性对基因型进行鉴别及拆分。
同时，CC、DD、CD和ED等遗传距离距离指标在植物遗传汇聚性研究中得到普遍应用。
通过这些方法，在变异性质、表现性状、全基因组关联、基因组最小区间、遗传距离和家族相关性等方面取得了显著的进展。
这些研究为种群遗传学、进化与遗传育种学提供了丰厚的知识备用。
同时，植物数量遗传学和遗传汇聚性的研究也对可持续农业和增强作物抗逆性产生了巨大贡献。
在可持续农业方面，通过对农作物的遗传分析，可以发现形态和生物学上的基本规律，从而优化农作物。
在增强作物抗逆性方面，遗传分析可以帮助提高作物耐高温、抗病、抗干旱等特性，以保证一定的产量，适应不同的生长环境。
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第一章 绪论
二、数量遗传的形成与发展 1、数量遗传学早期积累
※ W. L. Johannsen（1903）的纯系学说将变异区分为 遗传的变异与非遗传的变异，提出了基因型和表现型的 概念，这为理解连续性变异也是遗传性状提供了依据 。 ※ Nilsson-Ehle（1909）根据小麦粒色的遗传提出了数 量性状的多因子假设，这一假设为E. M.East（1911） 玉米穗长和E. M. East（1913）烟草花冠长度的遗传试 验所证实。通过多因子假设将数量性状的遗传纳入到孟 德尔遗传的轨道。
第一章 绪论
一、数量性状与数量遗传 2、数量遗传学
传统数量遗传学：以微效多基因假说为前提，采用数量 统计方法对表型测量数据进行分析，建立了一系列的数 量遗传理论与方法： 基因的加性与显性、效应与方差、亲属间协方差、世代 平均值分析、遗传交配设计与遗传方差成分估计、遗传 率分析、选择及其响应、遗传相关分析、交配效应与配 合力分析等 微效多基因假说：数量性状是受位于染色体上的基因所 控制，遗传服从孟德尔规律，这些基因数量多、效应微 小、效应大小相等，易受环境影响。
植物数量遗传学
吉林农业大学农学院 张君
参考书籍
1、孔繁玲主编，植物数量遗传学，中国农业大学
出版社，2006.6。 2、朱军主编，遗传模型分析方法，中国农业出版 社，1997.2 3、植物数量性状遗传体系，科学出版社，2003.1 4、徐云碧、朱立煌著，分子数量遗传学，中国农 业出版社，1994.12 5、翟虎渠、王建康编著，应用数量遗传（第二 版），中国农业科学技术出版社，2007.3
第一章 绪论
二、数量遗传的形成与发展 3、数量遗传学的建立和发展
出版的数量遗传学专著有： ※ Mather（1949）出版了《Biometrical Genetics》，该书后来在Jinks 的参与下出版了第二版（1971）和第三版（1982） ※ Kearsey和Pooni《The Genetical Analysis of Quantitative Traits》 （1996） ※ Falconer （1960）出版了《Introduction to Quantitative Genetics》， 该书于1981、1989、1996年分别出了第二、三、四版 ※ Lynch和Walsh《 Genetics and Analysis of QuantitativeTraits 》 （1998） ※朱军，1997。遗传模型分析方法。中国农业出版社，北京 ※盖钧镒，章元明，王建康，2003。植物数量性状遗传体系(现代遗传学 丛书)。科学出版社，北京
世代方差对比分析、主-多基因分析与QTL分析所估计的遗传方差 （陆地棉9-1696×中35衍生的6世代）（郭志丽，蒿若超，2003）
性状 Vp 比强度 5.82 F2方差 VG 主-多基因遗传模型分析 主基因方差 多基因方差 QTL QTL定位分析 QTL方差 （VQ/VG） 1.21 （38.54%） 0.69 （21.97%） 0.60 （19.11%） 2.5 （79.62%） 0.64 （20.38%） 剩余QTL方 差
※ G.
Sprague和L.A. Tatum（1942）提出了杂种优势 利用中亲本配合力的概念。
※ G.F.
第一章 绪论
二、数量遗传的形成与发展 3、数量遗传学的建立和发展
20世纪40年代末到80年代中期，是数量遗传学建立和发展 时期。 Mather（1949）提出了多基因理论（polygene theory）， 以区别于孟德尔的寡基因（oligo-gene）。 特点：建立科学的遗传交配设计和统计模型，把数量性状表 型的总效应分解为基因型的、环境的、加性的、显性的、上 位性的以及基因型环境互作的分量，并在此基础上估计显性 度、遗传率、重复率、选择响应（遗传进度）、遗传相关、 选择指数和配合力等遗传参数和育种参数。
第一章 绪论
一、数量性状与数量遗传 1、数量性状
质量性状：少数主基因控制，间断性变异，采用 孟德尔分类计数统计方法研究
生物性状
数量性状：多基因控制，连续性变异。可分两 类，一类为受微效多基因控制，分离世代呈单 峰分布；另一类为受主基因和多基因共同控制 分离世代呈多峰且连续分布。如玉米lys含量是 典型的受主基因和多基因共同控制的数量性状。
第一章 绪论
二、数量遗传的形成与发展 2、数量遗传学的奠基
Lush（1937）在其“Animal breeding plan”一书 中提出了遗传力以及广义遗传力和狭义遗传力的概念， 用于研究选择效率和遗传进度。
※ J.L.
Malecot（1948）提出了血缘系数的概念，用来测 量双亲的一对等位基因后裔同样的概率，并度量双亲间 的亲缘程度以及该个体的近交程度，从而给出了亲属间 协方差的通用表达公式。
第一章 绪论
二、数量遗传的形成与发展 5、现代数量遗传学的形成和发展
现代数量遗传学的总体任务： 在分子水平上探索数量基因的遗传基础，不仅要找到控 制数量性状的染色体片段（QTL），还要找到控制数量 状的基因（quantitative trait gene，QTG），最终要找 到控制数量性状的核苷酸（quantitative trait nucleotide， QTN）,彻底破译控制数量性状的遗传物质基础。 eQTL
两类性状没有本质差异，所有基因无论大小均遵从孟 德尔遗传规则。
第一章 绪论
一、数量性状与数量遗传 2、数量遗传学
基本概念：根据遗传学原理，运用适宜的遗传模型和数 理统计的理论和方法，探讨生物群体内个体数量性状变 异的遗传基础，研究数量性状遗传传递规律及其在生物 改良中应用的一门理论与应用科学。是遗传学与数理统 计学相结合的产物，属于遗传学一个分支学科，与育种 学密切相关。
第一章 绪论
二、数量遗传的形成与发展 1、数量遗传学早期积累
Galton 19世纪末在英国建立研究小组主要研究人类群体 中数量性状的遗传， 1889年出版《Natural inheritance》 发现了子代回归于亲代的遗传规律: Taller individuals had taller offspring, on the average, than shorter individuals,and, hence, metrical characters were partly heritable Blending inheritance 创建了回归和相关研究的方法 ※ K. Pearson用数学方法研究生物遗传和进化问题，撰写了 《Mathematical contribution to the theory of evolution XII》 （1904）一书，并创办了《Biometrika》杂志 。
第一章 绪论
二、数量遗传的形成与发展 4、数量性状遗传体系
盖钧镒等（1998-2003）提出了“植物数量性状遗传体 系主-多基因混合遗传模型分离分析法”，提出7类20多 个遗传模型及进行遗传模型检验与参数估计的试验世代 类型、混合分布函数、算法、模型选择和个体基因型判 断等一系列方法。
第一章 绪论
3.00 2.79（2对） 0.35（11.15%） （100%） （88.85%）
Q1
Q2
Q3
总
结果显示出数量性状分析的深化和细化过程。
第一章 绪论ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、数量遗传的形成与发展 1、数量遗传学早期积累
孟德尔（1822-1884）遗传试验（1866年）：豌豆 （garden pea），Experiments with Plant Hybrids Seed shape: 5474 round vs 1850 wrinkled Cotyledon color: 6022 yellow vs 2001 green Seed coat color: 705 grey-brown vs 224 White Pod shape: 882 inflated vs 299 constricted Unripe pod color: 428 green vs 152 yellow Flower position: 651 axial vs 207 terminal Stem length: 787 long (185-230cm) vs 277 short (2050cm) 孟德尔规律的重新发现（1900年）
第一章 绪论
二、数量遗传的形成与发展 4、数量性状遗传体系
由传统数量遗传学到现代数量遗传学的发展过程中，数 量性状的主-多基因遗传体系的研究有重要意义。 根据Falconr(1989)和Lynch(1998)综述，在研究自发或 诱发突变引起的数量变异时，发现有的位点其等位基因 效应较大，足以在分离世代得以鉴定，这类基因被称为 主基因控制，还存在许多微效多基因与主基因共同控制， 构成了控制数量性状的主-多基因遗传系统。
二、数量遗传的形成与发展 5、现代数量遗传学的形成和发展
20世纪80年代末至今，是现代数量遗传学的形成和发展时期。 随着生物技术迅速发展，分子标记得到了广泛应用。 1980年Bostein首次提出RFLP可作为遗传标记。基于DNA多 态性的无限性和对生物机体的无害性，使得人类从整个基因 组上搜索定位数量基因成为可能，由此开创了利用分子标记 检测数量性状位点（QTL），并对QTL位点进行分子标记辅 助选择和数量基因操纵的新局面。1988年Tanksley实验室发 表了第一张水稻的RFLP连锁图谱，现已开发出几十种可供 利用的分子标记。
第一章 绪论
一、数量性状与数量遗传 2、数量遗传学
现代数量遗传学：又称分子数量遗传学，采用数理统计 学方法对分子标记与表型测量的数据组合进行分析。现 代数量遗传学否定了微效多基因假说中基因很多和效应 相等假设，却证明了数量性状确实受位于染色体上基因 所控制，这些基因遵从孟德尔遗传规律。 现代数量遗传学由于采用了分子标记和现代化的计算设 备与结合分子标记和表型测量数据的统计分析方法，深 化和细化了对数量性状的研究。