遗传学第八章数量性状遗传
遗传学数量性状的遗传分析
遗传学数量性状的遗传分析
目录
• 引言 • 数量性状遗传基础 • 数量性状遗传分析方法 • 数量性状基因定位 • 数量性状基因组关联分析 • 数量性状基因组编辑与优化
01
引言
研究背景
01
遗传学数量性状是生物体表型特 征中受多个基因和环境因素共同 影响的性状，如身高、体重等。
02
随着分子生物学和基因组学的发 展，遗传学数量性状的遗传分析 已成为遗传学研究的重要领域。
关联分析的软件工具
01
Plink
一款常用的关联分析软件，提供 多种统计分析和可视化工具，用 于处理和分析大规模遗传数据。
02
03
GAPIT
Tassel
基于R语言的关联分析工具包， 提供了丰富的统计方法和可视化 功能，适用于复杂数据分析。
主要用于基因组关联分析的软件， 支持多种数据格式和多种统计模 型，可进行大规模数据分析。
QTL定位的软件工具
QTL Cartographer
基于区间作图法的QTL定位软件，适用于大样本数据 集。
Tassel
综合关联分析和区间作图法的QTL定位软件，具有强 大的数据处理和分析能力。
R/qtl
基于R语言的QTL定位软件，提供了多种统计模型和 可视化工具。
05
数量性状基因组关联分析
关联分析的基本原理
广义遗传力
广义遗传力用于描述数量性状在遗传和环境变异中的贡献，计算公式为加性方差和显性方差占表型方差的比值。
狭义遗传力
狭义遗传力仅考虑基因型对表型变异的贡献，计算公式为加性方差占表型方差的比值。
遗传相关分析
遗传相关系数
用于描述两个数量性状之间的遗传关系，计算公式为两个数量性状的加性方差和显性方差之间的比值 。
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A名词解释(下)
第八章数量性状的遗传（4学时）主(效)基因：效应明显的基因。
微效基因：效应微小的基因。
修饰基因：增强或削弱其他主基因对表现型的作用。
★超亲遗传：在数量性状的遗传中，杂种第二代及以后的分离世代群体中，出现超越双亲性状的的新表型的现象。
★★★★狭义遗传率（力）：指基因加性方差占总方差的比值。
★★遗传率（力）：指遗传方差在总方差（表型方差）中所占的比例。
★★QTL：控制数量性状的基因座（控制数量性状的基因在基因组中的位置）第九章近亲繁殖和杂种优势（2学时）★★★杂种优势：两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种F1在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量、品质等上优越于双亲的现象。
（大都为数量性状）★近交系数：用来描述双亲亲缘关系的远近。
★纯系:从一个基因型纯合个体自交产生的后代。
（自交系）第十章细菌和病毒的遗传（4学时）转化：某些细菌(或其他生物)通过其细胞膜摄取周围供体的染色体片段，并将此外源DNA片段通过重组整合到自己染色体组的过程。
★接合：在原核生物中，是指遗传物质从供体“雄性”转移到受体“雌性”的过程。
★性导：是指接合时有F’因子所携带的外源DNA转移到细菌染色体的过程。
★★★★★转导：指以噬菌体为媒介所进行的细菌遗传物质重组的过程。
★普遍性转导：转导噬菌体可以转移细菌染色体组的任何不同部分的转导。
第十一章细胞质遗传（4学时）★细胞质遗传：由细胞质内的基因所决定的遗传现象和遗传规律。
★★★孢子体不育：指花粉的育性受孢子体（植株）基因型所控制，而与花粉本身所含基因无关★★配子体不育：指花粉育性直接受雄配子体（花粉）本身的基因所决定第十二章遗传工程（3学时）基因组文库：使用与切割质粒相同的限制性内切酶，将供体生物体的基因组DNA切成许多片段，然后将其连接到载体上构成的一个重组DNA群体。
cDNA文库：以mRNA为模板，在反转录酶作用下，合成cDNA，将其与适当载体连接并转化到宿主细胞内进行扩增构建成的基因库。
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
数量性状
第八章数量性状遗传呈连续变异的性状叫做数量性状(quantitative character or trait QT )第一节数量性状的遗传学分析一、数量性状的多基因假说1909年，瑞典遗传学家Hermann Nilsson-Ehle对小麦和燕麦中籽粒颜色的遗传进行了研究他进一步观察后发现：F1红粒，红色的程度不如亲本那么红。
F2 红粒有不同程度的红，具有一定的梯度。
杂交A,B,C各包括一对，两对，三对基因的差异。
所以，在小麦和燕麦中，存在着3 对与种皮颜色有关的种类不同但作用相同的基因，即重叠基因。
A P 红粒×白粒↓F1 红粒↓F2 3/4红粒：1/4白粒B P 红粒×白粒↓F1 红粒↓F2 15/16 红粒：1/16 白粒C P 红粒×白粒↓F1 红粒↓F2 63/64红粒：1/64白粒设：3对基因为：R1, r1 R2, r2 R3, r3R对r 不完全显性，R 使红色增加，且具有累加效应。
三组杂交的可作如下解释：A R 1 R1 (r2 r2 r3 r3) ×r1 r1 (r2 r2 r3 r3)B R 1 R1 R 2 R2 (r3 r3) ×r1 r1 r2 r2 ( r3 r3)↓R 1 r1 R2 r2↓C R 1 R 1 R 2 R2 R 3R3 ×r1 r1r2 r2 r3r3↓R 1 r1 R 2 r2R3r3↓6R 5R 4R 3R 2R 1R 0R1/64 6/64 15/64 20/64 15/64 6/64 1/64( 1/2 R + 1/2 r)nn 涉及到的等位基因数目符合二项分布P (X=k) = Cnkpkq n-kCnk = n! / (n-k)! k !实验说明：红色深浅的梯度变化与差异基因的对数有关。
若差异基因的对数更多时，变异会逐渐由梯度变化向连续变化转变。
Nilsson-Ehle (1909)总结了上述实验分析的结果，提出了数量性状遗传的多基因假说。
遗传学第八章数量性状的遗传分析8.6习题
一、填空题1在某一养鸡场饲养的某种鸡中，已知鸡蛋产量的遗传力讦=0.9，那么该性状的遗传主要是由于___________ 因素决定的。
2、在来航鸡中，已知来航鸡的产卵量的遗传力是讦=0.05,那么该性状的遗传主要是由___因素决定的。
3、数量性状呈__________ 变异，不同表型之间有很多 ______________ 类型。
4、在数量性状遗传中，多基因对表现型的作用方式主要有____________ 和 ________ 作用。
5、数量性状的遗传变异表现为_____________ ，控制数量性状的基因称为_____________ 。
6、广义遗传率的估算是利用____________ 作为环境方差的估计。
7、数量性状遗传中，遗传方差可分解为_____________ ，___________ ， ___________三部分。
8、数量性状的遗传率一般____________ 质量性状的遗传率。
9、一个连续自交的群体，由杂合开始，需要经过 ___________ 代自交，才能达到大约为97%的纯合子。
10、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。
11、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（）。
12、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。
13、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。
14、二对独立遗传的基因A a和E b,以累加效应的方式决定植株的高度，纯合子AABB高50cm,aabb高30cm。
这两个纯合子杂交，F 1高度为（）cm，在F 2代中株高表现40cm 的基因型有（）等三种，F 2中株高40cm的植株所占的比例为（）。
15、在数量性状遗传研究中，基因型方差可进一步分解为（）、（）和（）三个组成部分，其中（）方差是可以固定的遗传变量。
数量性状的遗传—数量性状遗传的特征(遗传学课件)
所以数量性状在农业中显得特别重要。 （三）人类
人的身高、体重、胖瘦、寿命……
三、认识数量性状
特点：变异不容易分为截然不同的组别，其间有 一系列的过渡类型，只有数量的不同，没有质的 差别。
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《遗传学》
知识目标
学习目标
一、 二、 三、
知道 清楚 数量 数量
熟悉 数量 性状
性状 性状 与质
的概 的遗 量性
念 传特 状的
点
区别
能力目标
能用分析 数量性状 的方法分 析育种与 生产中的 实际问题
Gregor Mendel 1822-1884
（一）数量性状与质量性状的区别
五、数量性状与质量性状的关系 （二）数量性状与质量性状的相对性 1、数量性状与质量性状的区别不是绝对的； 2、生物的性状都有其质和量两个方面，只是在一 定条件下质和量表现出主次关系。 3、在不易区分一个性状是质量性状或数量性状时， 就必须根据F1或F2遗传动态特征来作出判断。
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亲 本 25
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玉米穗长遗传的柱形图
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数量性状的遗传—数量性状基因定位(遗传学课件)
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-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
遗传学————刘祖洞chapter8
第八章数量性状遗传1．数量性状在遗传上有些什么特点？在实践上有什么特点？数量性状遗传产质量性状遗传有什么主要区别？2．什么叫遗传率？广义遗传率？狭义遗传率？平均显性程度？3．自然界中杂交繁殖的生物强制进行自义或其它方式近交时生活力降低，为什么自然界中自交的生物继续自交没有不良影响呢？4．约翰逊用菜豆做实验，得出纯系学说。
这个学说的重要意义在哪里？它有什么局限性？5．纯种或自交系的维持比较困难，那末，制造单交种或双交种时，为什么要用纯种或自交种呢？6、如果给有下标0的基因以5个单位，给有下标1的基因以10个单位，计算A0A0B1B1C1C1和A1A1B0B0C0C0两个亲本和它们F1杂种的计量数值。
设⑴没有显性；⑵ A1对A0是显性；⑶ A1对A0是显性，B1对B0是显性。
解：亲本A0A0B1B1C1C1的计量数值：亲本A1A1B0B0C0C0的计量数值：F1杂种A1A0B1B0C1C0的计量数值分3种情况讨论：⑴没有显性，⑵A1对A0为显性时，A1A0的计量数值等于A1A1的计量数值，故杂种F1的计量数值为：⑶ A1对A0是显性，B1对B0是显性时，杂种F1的计量数值为：7、根据上题的假定，导出下列的F2频率分布，并作图。
解：F2群体的遗传组成见下表：F2群体的遗传组成A1B1C1A1B1C0A1B0C1A1B0C0A0B1C1A A1B1C1A1A1B1B1C1C1A1AB1B1C1C0A1A1B1B0C1C1A1A1B1B0C1C0A1A0B1B1C1C1A1A0A1B1C0A1A1B1B1C1C0A1A1B1B1C0C0A1A1B1B0C1C0A1A1B1B0C0C0A1A0B1B1C1C0A1A0 A1B0C1A1A1B1B0C1C1A1A1B1B0C1C0A1A1B0B0C1C1A1A1B0B0C1C0A1A0B1B0C1C1A1A0 A1B0C0A1A1B1B0C1C0A1A1B1B0C0C0A1A1B0B0C1C0A1A1B0B0C0C0A1A0B1B0C1C0A1A0 A0B1C1A1A0B1B1C1C1A1A0B1B1C1C0A1A0B1B0C1C1A1A0B1B0C1C0A0A0B1B1C1C1A0A0 A0B1C0A1A0B1B1C1C0A1A0B1B1C0C0A1A0B1B0C1C0A1A0B1B0C0C0A0A0B1B1C1C0A0A0 A0B0C1A1A0B1B0C1C1A1A0B1B0C1C0A1A0B0B0C1C1A1A0B0B0C1C0A0A0B1B0C1C1A0A0 A0B0C0A1A0B1B0C1C0A1A0B1B0C0C0A1A0B0B0C1C0A1A0B0B0C0C0A0A0B1B0C1C0A0A0⑴基因之间没有显隐性关系时：F2群体的遗传组成A1B1C1A1B1C0A1B0C1A1B0C0A0B1C1A0B1C0A0B0C1A0B0C0A1B1C16055555055505045A1B1C05550504550454540A1B0C15550504550454540A1B0C05045454045404035A0B1C15550504550454540A0B1C05045454045404035A0B0C15045454045404035A0B0C04540403540353530⑵ A1对A0是显性时：F2群体的遗传组成A1B1C1A1B1C0A1B0C1A1B0C0A0B1C1A0B1C0A0B0C1A0B0C0A1B1C16055555060555550A1B1C05550504555505045A1B0C15550504555505045A1B0C05045454050454540A0B1C16055555050454540A0B1C05550504545404035A0B0C15550504545404035A0B0C05045454040353530⑶ A1对A0是显性，B1对B0是显性：F2群体的遗传组成A1B1C1A1B1C0A1B0C1A1B0C0A0B1C1A0B1C0A0B0C1A0B0C0A1B1C16055605560556055A1B1C05550555055505550A1B0C16055504560555045A1B0C05550454055504540A0B1C16055605550455045A0B1C05550555045404540A0B0C16055504550454035A0B0C055504540454035303种情况下F2的频率分布分别是：计量数⑴⑵⑶值303540455055608、上海奶牛的泌乳量比根赛（Guernseys）牛高12%，而根赛牛的奶油含量比上海奶牛高30%。
《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
医学生物学第八章-多基因遗传与多基因遗传病
第一节 多基因遗传的概念和特点
一、多基因遗传的概念
一种遗传性状或遗传病受两对或两对以上基因的控制，每对 基因彼此间没有显性和隐性的关系，每对基因对表型的效应 都很小，这种基因称微效基因.
遗传性状的形成除受微效基因影响外，也受环境因素的影响，
这种性状的遗传方式称为多基因遗传或多因子遗传。这种遗 传方式控制的疾病称多基因遗传病。
四、多基因遗传特点
01
两个纯合的极端个体杂交，F1都是中间型，但个体间也存 在一定的变异范围，这是环境因素的作用；
02
两个中间类型F1杂交，F2大部分为中间型，变异范围比F1 广泛，有时出现极端类型的个体，除环境因素外，微效基 因的分离组合也起作用；
03
在一个随机群体中，变异范围广泛，但大都接近平均值 （中间类型），呈连续分布，极端个体很少，这些变异受 多基因和环境因素的双重作用。
疾病与畸形
群体发病率（%）
患者一级亲属发病率 （%）
遗传度（%）
精神分裂症
0.5～1.0
10～15
80
哮喘
1～2
12
80
早发型糖尿病
0.2
2～5
75
强直性脊椎炎
0.2
男性先证者7 女性先证者2
70
冠心病
2.5
7
65
原发性高血压
4～10
15～30
62
无脑儿
0.5
4
60
脊柱裂
0.3
4
60
消化性溃疡
4
8
37
二、质量性状和数量性状
（一）质量性状：单基因遗传性状又称质量性状，表现为有或 无，相对性状之间的差异很明显，有质的区别，中间无过渡类型，
遗传学讲义第八章
第八章数量性状的遗传第一节数量性状的特征第二节数量性状遗传的多基因假说第三节数量性状遗传研究的基本统计方法第四节遗传率的估算及其应用第一节数量性状的特征数量性状有二个特征：第一、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。
例如：水稻、小麦等植株的高矮、生育期的长短、产量高低等性状，不同品种间杂交的F2，F3后代群体都有广泛的变异类型，不能明确地划分为不同的组，统计每组的个体数，求出分离比例。
第一节数量性状的特征数量性状有二个特征：第二、数量性状一般容易受到环境的影响而发生变异。
这种变异一般是不遗传的。
例如：玉米果穗长度不同的两个品系进行杂交，F1的穗长介于两亲本之间，F2各植株结的穗子长度表现明显的连续变异（表8-1）。
其立体柱形图如表8-2由于环境的影响，使基因型纯合的两个亲本和基因型杂合一致的杂种第一代(F1)，各个个体的穗长也呈现连续的分布。
由于环境的影响，使基因型纯合的两个亲本和基因型杂合一致的杂种第一代(F1)，各个个体的穗长也呈现连续的分布。
F2群体既有由于基因分离所造成的基因型差异，又有由于环境影响所造成的同一基因型的表现型差异，所以，F2的连续分布比亲本和F1都更广泛。
第二节数量性状遗传的多基因假说1908年尼尔逊·埃尔（Nilson-Ehle ）提出多基因假说对数量性状的遗传进行了解释。
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，每个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的遗传规律。
而且还假定：(1)各基因的效应相等。
(2)各个等位基因的表现为不完全显性或无显性，或表现为增效和减效作用。
(3)各基因的作用是累加的。
\最简单的数量性状，可以假定是由二对或三对基因共同决定的。
例如，小麦的红色子粒品种与白粒子粒品种杂交，F2子粒可分为红色子粒和白色子粒两组。
有的表现15∶1分离，有的为63∶1分离，这两种分离都反映了基因的重叠作用。
下面将二对和三对基因的遗传动态图示如下：(1)小麦子粒颜色受两对重叠基因决定的遗传动态(2)小麦子粒颜色受三对重叠基因决定的遗传动态上面两个杂交试验都表明，当基因的作用为累加时，即每增加一个红粒有效基因(R)，子粒的颜色就要更红一些。
遗传学中的数量性状遗传特征
上位效应（I） 指不同基因位点内非等位基因相互作用产生 的效应。
假设有两个基因座：GA，GB
G=GA+GB+IAB 若IAB＝0，则AB之间无相互作用
遗传学中的数量性状遗传特征
不分离世代中，个体间差异完全由环境因素引起： 个体基因型相同，基因型效应值G也相同； 随机误差e是导致个体间表型差异的唯一原因。
遗传学中的数量性状遗传特 征
第一节 数量性状的特征 第二节 数量性状遗传研究的基本统计方法 第三节 数量性状的遗传模型和方差分析 第四节 遗传率的估算及其应用 第五节 数量性状基因座
遗传学中的数量性状遗传特征
数量性状研究的开始
1918年发表“根据孟德尔 遗传假设对亲子间相关性的研究” 论文，将统计方法与遗传分析方法结 合创立了数量遗传学。 1925 年 著 《 研 究 工 作 者 的 统 计 方 法 》 一 书 (Statistical Methodsfor Research Workers)， 为数量遗传学研究提供了有效的分析方法。
试验结果分析：
分析结果表明，小麦和燕麦中存在3对与种皮颜 色有关，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可以产生3∶1的比率，当 3对基因同时分离时，则产生63∶1的比率；上述杂交 在F2的红粒中又呈现各种程度的差异，按红色程度分 为： A中:1/4红粒∶2/4中红粒∶1/4白粒 B中:1/16深红∶4/16红粒;6/16中红;4/16浅红;1/16 白色 C 中 :1/64 极 深 红 ∶ 6/64 深 红 ∶ 15/64 红 粒 ∶ 20/64 中 红∶15/64中浅红∶6/64浅红∶1/64白粒
遗传学中的数量性状遗传特征
两对基因差异亲本间杂交
《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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遗传学第八章数量性状遗传
五、基因数量效应的分析 (一)基因数目的估算 1. 据分离的群体内出现极端类型的比
例估算 2. 据公式算
n = --（---X---P-1-------X--P--2-）---2--------8（S2F2- S2F1）
遗传学第八章数量性状遗传
(二)多基因的作用方式 1. 累加作用
VF2=VG+VE =VA+VD+VE =VA+VD+VI+VE
VB1+VB2=VA+2VD+2VE
VA=2VF2-(VB1+VB2)
遗传学第八章数量性状遗传
第四节 遗传率的估算及其应用
遗传率(力): 遗传方差在总方差(表型 方差)中所占的比值，作为杂种后代 进行选择的一个指标
广义遗传率hB2 =
第八章 数量性状的遗传
遗传学第八章数量性状遗传
遗传性状：
质量性状：表现型具有 不连续的变异
数量性状：表现型具有 连续的变异
遗传学第八章数量性状遗传
第一节 数量性状的特征
一、数量性状的特征 （1） 连续性变异，不
能明确分组，用 统计学方法分析 （2）易受环境条件的 影响而发生变化 （3）存在基因型与环 境的互作
每个有效基因的作用按一定数值与 尽余值相加或相减 2. 倍加作用 每个有效基因的作用按一定数值与 尽余值相乘或相除
遗传学第八章数量性状遗传
第二节 数量性状遗传研究的基本 统计方法
平均数 xx1x2x3 xn x
n
n
方差 V/S2 V
xx 2
n1Vx2x2nn 1标准差S
S x x2 n 1 遗传学第八章数量性状遗传
玉米穗长遗传 遗传学第八章数量性状遗传
图 8-2 玉米4个遗品传学种第八在章数量3性个状遗环传 境中的产量表现
二、数量性状的遗传特征
100cm(A1A1A2A2a3a3) ×70cm(a1a1a2a2A3A3)
↓
85cm(A1a1A2a2A3a3)
↓
130cm(A1A1A2A2A3A3)—40cm(a1a1a2a2a3a3) F1 ≈ (P1+P2)/2
F1 ≈ F2 F2连续性变异，幅度大，正态分布 F2现超出双亲的变异类型
遗传学第八章数量性状遗传
三、数量性状的遗传解释 例如小麦子粒颜色的遗传动态
P
红R1R1R2R2 白r1r1r2r2
F1
R1r1R2r2 红
F2 1
4
6
4
4R 3R 2R
1R
深红 中深红 中红 淡红
1 0R 白色
遗传学第八章数量性状遗传
加性-显性-上位性模型
G=A+D+I
VG = VA + VD + VI P=A+D+I+E
VP = VA+VD+VI+VE 遗传学第八章数量性状遗传
cc
0 dc Cc
CC
ac
ac
dc 0
dc ac dc ac dc ac
无显性 ，加性效应 部分显性 完全显性 超显性
遗传学第八章数量性状遗传
基因型值可进一步剖分为3个部分：
G AD I
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 互作用, 属于非加性效应
遗传学第八章数量性状遗传
加性-显性模型
G=A+D P=A+D+E
VG = VA + VD VP = VA+VD+VE
第三节 数量性状的遗传模型 和方差分析
一、数量性状的遗传模型 表现型值:对个体某性状度量或观测 到的数值，是个体基因型在一定条件 下的实际表现，是基因型与环境共同 作用的结果
P - 表现型值 G - 基因型值 E - 环境离差 则 P = G + E VP = VG + VE
遗传学第八章数量性状遗传
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：
VP1=VE VP2=VE VF1=VE
VE=VF1 =1/2(VP1+VP2) =1/3(VP1+VP2+VF1) =1/4VP1+1遗/传2学第V八F章数1量+性1状遗/传4VP2
三、超亲遗传 后代性状表现超过某一亲本的现象。 可用多基因假说解释：
早熟a1a1a2a2A3A3×A1A1A2A2a3a3晚熟 ↓
A1a1A2a2A3a3 ↓
A1A1A2A2A3A3……a1a1a2a2a3a3 更晚熟 更早熟 遗传学第八章数量性状遗传
四、数量性状与质量性状之间的关系
1. 某性状既有数量又有质量性状的特点
2. 同一性状，因杂交亲本不同而表现不同
3. 某些基因可能同时影响质量和数量性状
白三叶草，叶斑与叶片数共同由两对独立基因
互作和剂量影响
4. 多基因与主基因有连锁现象
四季豆，色泽的主基因PP、Pp紫色，pp白色。
三种类型粒重均为连续性变异，平均粒重不同。说
明控制粒重的多基因中，有一部分能与P和p基因
连锁。
遗传学第八章数量性状遗传
借助于分子标记和数量性状基因位点 (QTL)作图技术，已经可以在分子标 记连锁图上标记出单个基因位点的位 置，并确定其基因效应： 主(效)基因：效应明显的基因 微效基因：效应微小的基因 修饰基因：增强或削弱其他主基因对
表现型的作用 （加性效应、显性效应、上位性效应 及与环境的互作） 遗传学第八章数量性状遗传
VG VP
× 100%
= VF2- VE × 100% VF2 遗传学第八章数量性状遗传
狭义遗传率hN2 =
P 红R1R1R2R2R3R3 白r1r1r2r2r3r3
F1
R1r1R2r2R3r3 红
F2 1 6 15 20 15 6 1 6R 5R 4R 3R 2R 1R 0R
最深红 深红
中红 淡红 白色
遗传学第八章数量性状遗传
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
遗传学第八章数量性状遗传
多基因控制 的性状一般 均表现数量 遗传的特征
遗传学第八章数量性状遗传
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） 数量性状受许多彼此独立的基
因作用，每个基因作用微小， 但仍符合孟德尔遗传 （2）各基因的效应相等 （3）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 （4）各基因作用是累加性的