数量遗传学综述
统计遗传学和数量遗传学
统计遗传学和数量遗传学统计遗传学（Statistical Genetics）是研究基因在群体中的分布和遗传变异的学科。
它利用统计学方法来分析基因与表型之间的关系，探索遗传和环境对个体表型变异的贡献。
统计遗传学主要关注以下内容：1.基因频率和基因型分布：通过对群体中基因频率和基因型分布进行统计分析，研究基因在群体中的分布规律和遗传动力学。
2.遗传连锁和基因关联：研究基因间的连锁关系和基因关联，了解遗传效应和基因相互作用对表型变异的影响。
3.遗传参数的估计：通过统计方法来估计遗传参数，如遗传方差、遗传相关性等，从而量化基因与表型之间的关系。
4.基因组关联分析：以全基因组信息为基础，通过对大规模基因型和表型数据的分析，寻找基因与复杂性状之间的关联，并揭示与疾病风险相关的基因位点。
数量遗传学（Quantitative Genetics）是研究连续性性状遗传规律的学科。
它通过量化表型变异，并将其归因于遗传和环境因素的相互作用，研究性状的遗传机制和遗传参数的估计。
数量遗传学主要关注以下内容：1.基因型与表型之间的关系：对连续性性状进行测量，并通过统计分析研究基因型和表型之间的关系。
2.遗传方差分析：利用统计模型和遗传方差分析方法，估计遗传和环境因素对性状变异的贡献。
3.遗传相关性和遗传进化：研究性状之间的遗传相关性和遗传进化，探讨性状演化和群体遗传结构的影响。
4.遗传参数的估计：通过统计方法和家族研究，估计遗传参数，如遗传方差、遗传相关性和遗传可塑性等。
统计遗传学和数量遗传学都是遗传学的分支领域，它们通过统计和数学方法来揭示基因与性状之间的关系，拓展了对遗传变异和遗传机制的理解。
这些研究对于人类和动植物的遗传性状研究、疾病遗传学以及选择育种等领域具有重要的意义。
数量遗传学
质量性状：指由一对或对基因控制，在个体间能够明显区分，呈不连续性变异的性状。
数量性状：由微效多基因控制，在群体中不能明显区分，呈连续性变异的性状。
门阈性状：由微效多基因控制的，在群体中呈不连续分布的性状，一般能够明显地区分其表现形式。
数量遗传学：指用数理统计方法和数学分析方法研究数量性状遗传和变异规律的科学。
选择：在人类和自然干预下，某一群体的基因在世代传递的过程中，某种基因型个体的比例所发生的变化现象，称作选择。
适应度：比较群体中各种基因型（以个体平均留种子女数为标准）生存适应力的相对指标。
适应度就是特定基因型的留种率和群体最佳基因型留种率之比值。
选择系数：1减去适应度就是该基因型的选择系数。
留种率+淘汰率＝1遗传漂变：如果群体规模较小，下一代的实际基因频率都可能由于抽样误差而偏离理论上应有的频率。
始祖效应：当来自大群体的一个小样本在特定环境中成为一个新的封闭群体，其基因库仅包括亲本群体中遗传变异的一小部分，并在新环境中承受新进化压力的作用，因而最终可能与亲本群分体。
这种过程在体现的般规律，称为始祖效应。
瓶颈效应：当大群体经历一个规模缩小阶段之后，以及在漂变中改变了基因库（通常是变异性减少）又重新扩大时，基因频率发生的变化。
同型交配：如果把同型交配严格地定义为同基因型交配，那么近交和同质选配都只有部分的同型交配，只有极端的近交方式——自交才是完全同型交配。
群体遗传学：专门研究群体的遗传结构及其变化规律的遗传学分支学科。
群体：是指一个种、一个变种、一个品种或一个其它类群所有成员的总和。
孟德尔群体：在个体间有相系交配的可能性，并随着世代进行基因交流的有性繁殖群体。
基因库：以各种基因型携带着各种基因的许多个体所组成的群体。
亚群：由于各种原因的交配限制，可能导致基因频率分布不均匀的现象，形成若干遗传特性有一定差异的群落通常称为亚群。
随机资本：在一个有性系列的生物群体中，任何一个雌性式雄性的个体与其任何一个相反性别的个体交配的机率是相同的。
动物遗传学-第九章 数量遗传学基础
根据特定资料估计的遗传力，只能作为一个估计值看待。
n
P
P1 P2 Pn
Pii 1nn Nhomakorabea同理可得：
n
Gi
G i
,
n
n
Ei
E i n
若E与G之间相互独立，在一个随机交配的大群体中
n
Ei 0 P G
i
群体均值能否代表群体基因型均值取决于群体大小，群 体越大，代表性愈强。
一、遗传力（heritability）：
（一）概念： 亲代传递其遗传特性的能力。 或指性状的遗传方差在总方差（表型方差）中 所占的比率。
二、简单性状和复杂性状
简单（遗传）性状 （simply-inherited trait） 受很少数基因的控制，而且几乎不受环境变化的影响。
如孟德尔豌豆试验中所列举的性状都是简单（遗传）性 状。
复杂性状 （complex trait） 受多个基因的作用，而且易受遗传或非遗传因素的影
响。多在医学上使用。如糖尿病。
(二)对遗传力的理解注意事项：
遗传力是描述性状的一个特征量，遗传力大说 明受到遗传的影响大，遗传力低则环境的作用大。 性状遗传力的高低并不表示性状的好坏与畜群 的好坏。
0<h2 <1
（三）若干性状的遗传力
性状 初生重 断奶重 成年体重 椎骨数 乳头数 背膘厚 眼肌面积
表1 表猪1 一猪一些些性性状状的遗遗传传力 力
第九章 数量遗传学基础
一、质量性状和数量性状
质量性状（qualitative trait） —遗传基础是单个或少数几个基因的作用，它的 表型变异是间断的。如牛的无角与有角，兔的白 化与有色。
群体与数量遗传学
群体与数量遗传学群体与数量遗传学是现代生物学中的重要分支之一。
它研究的是群体遗传变异和数量遗传变异对物种进化和遗传多样性的影响。
群体与数量遗传学涉及的内容非常广泛，包括基因频率、基因型频率、遗传变异、选择、迁移、隔离、突变等方面的知识。
群体遗传变异是指在群体中存在的基因频率和基因型频率的变化。
这种变化是由于自然选择、基因漂变、隔离、突变和迁移等因素引起的。
自然选择是指环境中对某些基因型的选择，使其更适应环境；基因漂变是指由于繁殖过程中的随机性而导致的基因频率的变化；隔离是指由于地理环境等因素而导致的基因型的隔离；突变是指由于基因发生变异而导致的基因型的变化；迁移是指由于个体的移动而导致的基因型的变化。
数量遗传变异是指在个体水平上存在的遗传变异。
这种变异是由于基因型和环境的相互作用而产生的。
数量遗传变异研究的是个体间的遗传变异和遗传相关性，以及这些遗传变异和环境因素之间的相互作用。
数量遗传变异对于解释人口遗传学、自然选择、人类进化和遗传疾病等方面的问题都具有重要的意义。
群体与数量遗传学的研究方法主要包括实验室实验和野外实验。
实验室实验主要是通过人工控制环境因素，以及选择、交配、突变等手段来研究群体和个体的遗传变异。
野外实验则是通过采集自然种群的样本，进行基因分析和群体遗传学研究。
群体与数量遗传学的研究方法不仅包括实验室实验和野外实验，还包括数学模型和计算机模拟等方法。
群体与数量遗传学的研究对于生态学、进化生物学、人口遗传学等领域都具有重要的意义。
在生态学中，群体与数量遗传学的研究可以帮助我们了解种群的遗传多样性，以及环境变化对种群遗传结构的影响。
在进化生物学中，群体与数量遗传学的研究可以帮助我们了解物种分化和进化的机制。
在人口遗传学中，群体与数量遗传学的研究可以帮助我们了解人类遗传多样性和人类进化的历程。
群体与数量遗传学是现代生物学中的重要分支之一。
它研究的是群体遗传变异和数量遗传变异对物种进化和遗传多样性的影响。
数量遗传学方法在优质育种中的应用
数量遗传学方法在优质育种中的应用随着人类生存环境的变化，粮食安全问题日趋严峻。
因此，如何高效地进行作物育种已成为全球粮食安全的重要问题之一。
数量遗传学是一种统计学及数学方法，被广泛应用于作物育种领域，并展现出强大的优势。
本文将介绍数量遗传学方法在优质育种中的应用以及其中的一些具体案例。
1. 数量遗传学方法简介数量遗传学研究的是影响数量特征（如身高、产量等）的基因遗传以及受到环境因素的影响程度。
具体来说，数量遗传学方法用于描述多基因遗传和基因与环境之间的复杂互动，为进一步研究繁殖系统和选择良种提供了理论支持。
2. 数量遗传学方法在作物育种中的应用数量遗传学方法已成为现代作物育种中不可或缺的一部分。
其中，最常用的方法是平衡选择法和群体遗传学方法。
平衡选择法用于确定对产量或其它作物特征的选择所需的理论增益，而群体遗传学方法则用于研究基因变异和群体遗传流动。
3. 优质育种是指以产品品质为重点的作物育种方法。
在作物育种中，产品品质可以包括味道和营养价值等要素。
由于产品品质的评估通常比较主观，因此需要一些特殊的方法支持。
3.1. 品质分析与品质评价品质分析可以根据不同的物理、化学和生物学属性来分析作物质量特征。
品质评价则是对品质分析结果进行评价和分级。
数量遗传学方法可以在品质分析中对相关性和差异进行建模，同时还可以帮助确定影响特定品质特征的基因。
3.2. 品质皮尔逊相关分析品质皮尔逊相关分析是一种基于相关性的分析。
它可以用于评估不同基因间以及基因与环境之间的关联关系。
这种方法可以帮助育种家们更好地理解和细化品质特征的关联关系，并针对不同品质进行更加精准的选择。
4. 数量遗传学方法在稻米育种中的应用稻米因其高度的食用价值而广受欢迎，也成为了许多地区的主食。
稻米品质对于消费者的健康至关重要，也因此被广泛研究。
下面将介绍数量遗传学方法在稻米育种中的应用。
4.1. 大孔率大孔率是影响稻米品质的一个非常重要的指标。
大孔率表示了米粒内部的空洞数量，这些空洞可能会影响稻米的口感和质量。
遗传学：朱军第三版：第13章 数量遗传
对性状表现的效果较微，但各对基因遗传方式仍然服 从孟德尔遗传规律；
同时还认为：
1.各基因的效应相等；
2.各个等位基因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。
33/149
P314 由于F1可以产生等数R和r的雌配子和雄配子，当某性 状由一对基因决定时F1可以产生同等数目的雄配子和雌配子， 即：
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
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
数量性状表现的连续性体现在：
20/149
1918年R. A. Fisher发表“根据孟德尔遗传假设对亲 子间相关性的研究”论文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。
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。
第九章 数量遗传学
i
x)
2
n
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 就称为标准差（standard devi
或叫做标准误（standard error
S---标准差
均值和标准差决定了表型的分布 一般：育种要求标准差大，则差异大，利于单株的选择；
良种繁育场则标准差小，差异小，可保持品种稳定。
四、标准误
1 2 (1/4)1=1/4 (3)1=3 3
(a+b)2
2
3
4
6
(1/4)2=1/16
(1/4)3=1/64
(3)2=9
(3)3=27
5
7
(a+b)4
(a+b)6
4
n
8
2n
(1/4)4=1/256
(1/4)n
(3)4=81
(3)n
9
2n+1
(a+b)8
(a+b)2n
多基因假说要点： 1．决定数量性状的基因数目很多； 2．各基因的效应相等；
F1 F2 （A1A2B1B2C1C2）熟期介于双亲之间 27种基因型 （其中A1A1B1B1C1C1的个体将比晚熟亲本更晚，
而A2A2B2B2C2C2的个体将比早熟亲本更早）
第二节 数量性状的研究方法
需要分析杂交后代的大量个体→ 应用数理统计等方法
→ 分析平均效应（mean）、方差（variance）、协 方差（covariance ）等遗传参数→ 发现数量性状遗传 规律。
数量性状（quantitative trait）。 如：人高、动物体重、植株生育期、果实大小，产量 高低等。 表现型变异分析推断群体的 遗传变异借助数量统计的分析方法 分析数量性状的遗传规律。
数量遗传学
母方 基因型
AA (p2) Aa (2pq) aa (q2) AA (p2) AA ×AA (p4) Aa ×AA (2p3q) aa × AA (p2q2) Aa (2pq) AA ×Aa (2p3q) Aa × Aa (4p2q2 ) aa × Aa (2pq3) aa (q2) AA ×aa (p2q2) Aa × aa (2pq3) aa × aa (q4)
，世代间基因稳定传递，是生物进化的最小单位
表型 （phenotype)：？ 基因型 (genotype)：？ 基因 (gene)：？ 等位基因 (allele)：？ 复等位基因 (multiple allele)：？ 基因多态 (gene polymorphism)：？ （等位） 因频率 (allele frequency):？ 基因型频率 (genotype frequency)：？
哈迪一温伯格法则两个深层次的方面：
首先，因为亲本和后裔中基因频率相同，基因频率和基因型频 率之间的关系可适用于一单个世代。 其次，后裔的基因型频率仅取决于亲本的基因频率而与亲本的 基因型频率无关。
A1A1=p2
A1A2=2pq A2A2=q2
四、Hardy-Weinberg定律的应用
（一）遗传平衡群体的判定
Hardy-Weinberg定律
假定有一对等位基因A和a，A的频率为p，a的频率为q，则： p+q=1 (p + q) 2 = 1 p2 + 2pq + q2 =1 ↓ AA 因此，当AA：Aa：aa = 平衡状态。 ↓ Aa ↓ aa
p2：2pq：q2时，这样的群体处于
Hardy-Weinberg定律
数量遗传的特征
数量遗传的特征数量遗传是指某个性状的表现受到多个基因的影响，每个基因的效应都很小。
这种遗传方式在自然界中很常见，例如人类身高、体重、智力等性状都受到数量遗传的影响。
本文将从以下几个方面详细介绍数量遗传的特征。
一、连续性数量遗传性状呈现出连续性分布，即在一个群体中，该性状呈现出一个连续变化的分布曲线。
例如人类身高就呈现出一个正态分布曲线，大部分人身高都集中在均值附近，而极端身高或矮小的人则比较少。
二、环境影响虽然数量遗传是由基因决定的，但环境同样会对该性状产生影响。
环境因素包括饮食、生活习惯、药物使用等。
例如，在富含蛋白质和钙质的饮食下，人类身高可能会更高；而生活在贫穷营养不良环境下，则可能导致身材矮小。
三、多基因控制数量遗传是由多个基因共同作用产生的结果。
每个基因对该性状的影响都很小，但是它们的效应可以叠加，产生显著的影响。
例如，人类身高可能受到几十个基因的影响。
四、遗传和环境交互作用数量遗传性状的表现不仅受到基因的影响，还受到环境因素的影响。
而且，基因和环境之间存在相互作用。
例如，在营养不良的环境下，即使有身高相关基因存在，也不能发挥其最大效应。
五、常见疾病与数量遗传许多常见疾病都与数量遗传有关。
例如，肥胖、高血压、糖尿病等都是由多个基因共同作用导致的结果。
这些疾病也受到环境因素的影响。
六、数量遗传在育种中的应用数量遗传在育种中有着广泛应用。
通过选择具有优良表型特征的个体进行交配和后代选择，可以逐步改善品种性状。
例如，在家禽育种中，通过选择体重较大、生长快速等特征优良的鸡只进行后代选育，可以获得更加优良的肉鸡品种。
七、数量遗传在基因组学中的应用随着基因组学技术的发展，数量遗传分析在研究人类和其他生物性状遗传方面也发挥了重要作用。
通过分析大量基因数据和表型数据，可以识别出与该性状相关的基因和通路，为进一步探究该性状的生物学机制提供了重要线索。
总结：数量遗传是一种常见的遗传方式，其特征包括连续性、环境影响、多基因控制、遗传和环境交互作用等。
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——数量性状的遗传
即 VF2 = VG + VF1 代入公式: H广
2=
∴ VG = VF2 － VF1
VG VF2 － VF1 = ×100% VG + V E VF2
例：测量矮脚母鸡与芦花公鸡和它们的 杂种的体重，得到下列的平均体重和表 型方差：
矮脚鸡 芦花鸡 F1 F2 B1 B2 平 均 1.4斤 6.6 3.4 3.6 2.5 4.8 方 差 0.1 0.5 0.3 1.2 0.8 1.0
如: 一对基因差别 3:1 两对基因差别 15:1
(2) 由于杂交亲本之间相差的基因对数不同：
如植株高度为数量性状，但孟德尔的豌豆杂 交实验中高植株和矮植株，也表现为质量性状 的遗传方式。 如： 水稻株高的遗传
(2) 水稻株高的遗传
相差三对基因的亲本杂交： P: T1T1T2T2T3T3 × t1t1t2t2t3t3 ↓ F1: T1t1T2t2T3t3
2)穗长与大写字 母数目成正相关 (累加) 。
数量性状和质量性状的区别
基因 控制 数量 性状 质量 性状 多 基因 单 基因 变异 分布 正态 分布 二项 分布 表型 受环境 遗传 分布 影响 规律 连续 分散 大 小 性状 特点 研究 对象 群体 个体和 群体
非孟德 易 尔遗传 度量 孟德尔 不易 度量 遗传
(3). 阈性状(threshold character): 性状达到某一特定值表现为正 常，达不到则为不正常，如血压， 血糖含量等。
1.2 数量性状与质量性状
(1) 由于区分性状的方法不同： 如小麦粒色遗传，如果采用非红 即白的区分方法，则表现为质量性状； 如果再加以细分，就表现为数量性状的 特点。
回交一代平均表型方差: 1/2(VB1 +VB2) = ¼ VA + ¼ VD +VE ∵ VF2= ½ VA + ¼ VD+ VE ∴ VF2 - 1/2(VB1 +VB2) = 1/4VA (加性的遗传方差) 或： 2VF2 - (VB1 +VB2) = ½VA 令: a2 = VA d2 = VD
第九章 数量遗传学基础.
第九章数量遗传学基础概述一、质量性状和数量性状的遗传动物的遗传性状，按其表现特征和遗传机制的差异，可分为三大类：一类叫质量性状(Qualitative trait ), 一类叫数量性状（Quantitative trait ）, 再一类叫门阈性状（Threshold trait）。
动物的经济性状（Economic trait）大多是数量性状。
因此，研究数量性状的遗传方式及其机制，对于指导动物的育种实践，提高动物生产水平具有重要意义。
质量性状：是指那些在类型间有明显界限，变异呈不连续的性状。
例如，牛的无角与有角，鸡的芦花毛色与非芦花毛色，等等。
这些性状由一对或少数几对基因控制，它不易受环境条件的影响，相对性状间大多有显隐性的区别，它的遗传表现完全服从于三大遗传定律。
数量性状：是指那些在类型间没有明显界限，具有连续性变异的性状，如产奶量、产卵量、产毛量、日增重、饲料利用率等。
门阈性状：是指由微效多基因控制的，呈现不连续变异的性状。
这类性状具有潜在的连续分布遗传基础，但其表型特征却能够明显的区分，例如，产子数，成活或死亡，精子形态正常或畸形，这类性状的基因效应是累积的，只有达到阈值水平才能表现出来。
二、数量性状的一般特征数量性状表现特点表明，数量性状受环境因素影响大，因此其表型变异是连续的，一般呈现正态分布（Normal distribution），很难分划成少数几个界限明显的类型。
例如，乳牛的产奶量性状，在群体中往往从3000kg至7000kg范围内，各种产量的个体都有。
由于数量性状具有这样的特点，所以对其遗传变异的研究，首要的任务是对性状的变异进行剖分，估计出数量性状变异的遗传作用和环境的影响程度。
具体地说，对数量性状遗传的研究必须做到以下几点：第一，要以群体为研究对象；第二，数量性状是可以度量的，研究过程要对数量性状进行准确的度量；第三，必须应用生物统计方法进行分析；第四，在统计分析基础上，弄清性状的遗传力以及性状间的相互关系。
数量遗传的名词解释
数量遗传的名词解释数量遗传是一门研究个体数量变异及遗传机制的学科，也是进化生物学中的重要分支之一。
它通过观察和分析个体数量间的差异来探索基因在个体数量变化中的作用。
数量遗传的研究对象既包括自然界中的野生动物与植物种群，也包括实验室中的模式生物，如果蝇、鼠类等。
一、数量遗传研究的背景与意义数量遗传的研究是为了解释物种数量变化的原因和机制。
物种数量的变化涉及许多因素，如自然选择、遗传漂变、基因流动、突变等等。
数量遗传学从基因遗传的角度出发，研究个体的数量变异是否受到基因水平上的调控，并探究基因在个体数量变化中的作用机制，从而为生物多样性保护和物种管理提供理论依据。
二、数量遗传的重要概念与方法1. 基因型与表型基因型是指个体在某一位点上的基因组合，而表型则是个体的可观测性状。
数量遗传研究关注的是基因型与表型之间的关系，如何通过分析遗传基因对表型的影响，从而了解个体数量的变异。
2. 遗传方差与环境方差遗传方差是指个体数量变异中与基因型有关的部分，环境方差则是与环境因素有关的部分。
通过比较遗传方差与环境方差的大小，可以评估个体数量变化中基因与环境对个体数量变异的影响程度。
3. 遗传参数估计为了了解遗传因素对个体数量变异的作用程度，数量遗传学中引入了一些统计方法，如重复测量与分析、各种遗传方差分析模型等。
通过这些方法，研究人员可以估计出遗传参数（如遗传方差、遗传相关等）来描述个体数量变异的遗传组成。
4. 选择实验选择实验是数量遗传学中常用的研究方法之一。
通过在不同基因型个体群体中选择性繁殖，可以探究不同基因型在个体数量变异中的作用。
这种实验可以反映个体数量变化中的选择压力和基因遗传效应。
三、十大经典数量遗传学实验1. 麦吉利细菌实验通过在不同温度下培养大肠杆菌，研究人员发现了头发色突变的麦吉利突变体与胞内色素谷胱甘肽之间的遗传关系，为后续研究提供了重要的实验依据。
2. 麦克洛迪果蝇实验通过选择实验，研究人员发现了果蝇群体中的遗传变异，如雌性翅膀长短的变异，这些变异与环境适应和优势基因的选择有着密切的关系。
遗传学：6数量性状遗传
TTTttt 20/64 中等
高植株T1T1T2T2T3T3×矮植株t1t1T2T2T3T3
相当于
T1T1 × t1t1
虽然性状本身由多对基因决定的，应表现为 数量性状，但如果用于交配的两亲本就这一 性状而言只有一对基因的差别，这样就表现 为质量性状了
（3）由于观察层次的不同
例：玉米穗长度的遗传
玉米穗长度 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
（厘米）
短穗品系 4 21 24 8
长穗品系
3 11 12 15 26 15 10 7 2
子一代
1 12 12 14 17 9 4
子二代
1 10 19 26 47 73 68 68 39 25 15 9 1
一、遗传率
方差可测量变异的程度 各种变异用方差表示
表型变异---表型方差（VP） 遗传变异---遗传方差（VG） 环境变异---环境方差（VE）
VP= VG +VE
遗传率（heritability，以h2表示）
h2= VG = VG
VP
VG +VE
环境方差小，遗传率高，表型变异大都可遗传 环境方差大，遗传率低，表型变异大都不遗传
例：单胎动物的每胎仔数，一般为单胎 少数为多胎
哺乳动物的指（趾）数，多数正常数目 少数多指（趾）
这些“全或无”性状看似质量性状，但根据 遗传学分析，不能归诸简单的孟德尔遗传。 通常这类性状的遗传既受多基因的作用，又 受环境的影响？？？
假定： （1）性状的差异在外观上虽是不连续的，而
导致差异的基本物质的分布是连续的 （2）连续分布上有一界标-阈值
《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 。
遗传学发展历史及研究进展综述
遗传学发展历史及研究进展湛江师范学院 09生本一班徐意媚 2009574111摘要：遗传学是一门探索生命起源和进化历程的学科，起源于人类的育种实践，于1910年进入现代遗传学阶段，并依次经历个体遗传学时期、细胞遗传学时期、数量遗传学和群体遗传学时期、细胞水平向分子水平过渡时期、分子遗传学时期。
目前遗传学在医学、农牧业等领域取得重大突破，如表遗传学在肿瘤的治疗方面。
21世纪将是遗传学迅猛发展的世纪，在经济、微生物、工业、制造业等许多领域都将有重大的突破。
关键词：遗传学发展历史研究现状发展前景1 现代遗传学发展前影响体质，而体质不能影响种质，在理论上为遗传学的发展开辟了道路。
[2]2.现代遗传学的发展阶段2.1个体遗传学向细胞遗传学过渡时期(1910之前)孟德尔利用豌豆杂交试验系统地研究了生物的遗传和变异。
1866年发表《植物杂交试验》论文,提出了分离规律和独立分配律。
并假定细胞中有它的物质基础“遗传因子”，认为性状是受细胞里的遗传因子所控制的。
1900年，三位植物学家狄·弗里斯、科伦斯和冯·切尔迈克在不同国家用多种植物进行了与孟德尔早期研究相类似的杂交育种试验，作出了与孟德尔相似的解释，从而证实孟德尔的遗规传律，确认该理论的重大意义。
正是1900年孟德尔遗传规律的重新发现标志着遗传学的建立和开始发展，孟德尔被公认为现代遗传学的创始人。
1910年起将孟德尔提出的遗传规律命名为孟德尔定律。
狄·费里斯提出“突变学说”：认为突变是生物进化因素。
2.2 细胞遗传学时期(1910-1939年)从美国遗传学家和家在1910年发表关于果蝇的性连锁遗传开始，到1941年美国遗传学家和美国生物化学家发表关于链孢霉比德尔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；发展了微生物遗传学、生化遗传学。
以后的研究表明，基因决定着蛋白质(包括酶)的合成，故改为“一个基因一个蛋白质或多肽”。
分子数量遗传学
分子数量遗传学分子数量遗传学是一种研究物种多样性的广泛应用的以基因为基础的研究领域。
它旨在揭示基因变异、表观遗传学和演化之间的关系，以及基因如何导致变异形态的发生。
在此文章中，我们将讨论分子数量遗传学的基础和关键方面，以及它如何影响物种多样性的研究。
在20世纪50年代，遗传学家们发现了称为基因数量变异(QTV)的现象，它包含了两个主要部分：均值变异和变异系数。
均值变异表示在特定种群中某种特定性状的平均值；变异系数是该性状在一定种群内所表现出来的变异程度。
它们发现，基因数量变异可以引起不同物种之间的形态和功能上的变异。
随着时间的推移，这一概念发展成为分子数量遗传学，并在最近几年得到了巨大的发展。
它的定义是指探索基因如何控制影响物种多样性的特定性状的遗传学分析。
分子数量遗传学的主要技术包括DNA 序列分析、蛋白质实验室分析和分子进化分析。
DNA序列分析可以识别和比较物种之间的遗传变异，可以揭示基因多样性和表观遗传学变异之间的关系。
蛋白质实验分析可以探索基因变异所致的结构变化，以及变异在基因表达和代谢网络中的影响。
最后，分子进化分析可以确定基因变异如何引起演化过程中的变异。
分子数量遗传学的研究在物种多样性方面取得了重大进展。
它帮助研究人员探索如何变异导致特定物种的多样性，以及如何基因互作影响物种多样性，为学者提供一个更清楚的了解物种多样性发生和维持的重要原则以及影响因素。
此外，它还有助于我们更好地理解物种之间的进化和行为变异。
最后，分子数量遗传学可以帮助研究人员更好地理解生物的物种多样性，这有助于物种保护和生物多样性的维护。
由于它可以揭示基因如何影响物种多样性，因此有助于研究人员更好地把握物种的保护和维护的重要原则，从而有助于保障物种多样性和生物多样性的永续发展。
总而言之，分子数量遗传学是一个重要的研究领域，它可以揭示基因变异如何导致物种多样性的发生，这有助于我们更好地了解物种多样性和保护物种多样性，从而保障生物多样性永续发展。
- 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)。
数量遗传学的发展历程摘要：数量遗传学经过近百年的发展，形成了一整套理论体系。
本文以数量遗传学的诞生、发展、现状为线索，阐述了该学科诞生的背景及所得到的启示、体会，介绍了数量遗传学发展历程的三次结合，分析了它的研究现状和发展前景。
关键词：数量遗传学数量性状发展历程1865年，孟德尔（G·Mendel）根据豌豆杂交试验，表了论文《植物杂交试验》，提出了遗传因子分离重组的假设，形成了孟德尔理论，标志着经典遗传的诞生。
19世纪末，孟德尔遗传学与数学相结合成了群体遗传学（population genetics）。
20世纪年代，Fisher在关于方差组分剖分的论文[1]中将体遗传学进一步与生物统计学相结合，奠定了数遗传学（quantitative genetics）的基础。
数量遗学是以数量性状（quantitative trait）为研究对的遗传学分支学科[2]，它作为育种的理论基础已发展了近百年。
而将数量遗传学的理论应用于动育种则应归功于Lush(1945)在其划时代的著作物育种方案》（Animal Breeding Plan）中的系统述[3]。
在中国，1958年吴仲贤教授翻译的出版了英K·Mather 的第一版《生统遗传学》（Biometricalnetics），对我国动植物数量遗传学的发展起到了键性的推动作用。
在基因组学时代，随着对数量状基因型的识别，人们通过对经典数量遗传学模的修改完善，数量遗传学为分析表型信息和基因信息构建筑了合理框架，数量遗传学将会比过去挥更大的作用[4]。
在畜牧业生产中，与生产性能有的大多数经济性状属于数量性状。
因此，研究数量性状的遗传规律具有重要的实践意义。
1数量遗传学诞生的背景数量遗传学的诞生可以追溯到Fisher(1918)关于方差组分剖分的论文[1]，它作为育种的理论基础已经发展了近1O0年，而数量性状的遗传研究可追溯到19世纪。
1885年，Galton[5]报道了205对父母与其930个后裔的身高关系。
其后，Pearson陆续提出了13种密度函数，用以描述数量变异的分布。
他们可算是数量遗传研究的先行者，但当时并没有遗传学理论作指导，人们也没有把他们看作是数量遗传学家[6]。
数量遗传学的诞生是在孟德尔遗传学的基础上建立起来的，这也给我们一些启示，一门新学科及分支学科的诞生是在已有资料及经验积累的前提下，对生产实际和自然现象中的矛盾和问题不能用已有的理论进行解释或圆满解答时孕育产生的。
数量遗传学的诞生，从各个遗传学分支学科的形成发展时间来看，数量遗传学算是一个较为古老的学科。
早在孟德尔以前的18世纪，众多学者为改良植物进行了大量的杂交试验，在其杂交后代中就观测到了大量数量性状的连续变异。
后来F·Galton（1889）出版了名著《自然遗传》，他在研究人类身高的遗传现象时，发现了数量性状至少是可以部分遗传的。
研究了有关亲子关系的规律，发现生物的“回归现象”，即生物的遗传趋势总是下一代比上一代更接近群体平均值。
此后，经过许多遗传学家几十年的努力，才将孟德尔原理与数理统计相结合，终于形成了以数量性状为研究对象的遗传学分支学科———数量遗传学。
2数量遗传学的发展历程数量遗传学的发展历程主要是指它在遗传学与数理统计学的有机结合中形成和发展的。
它在自身发展及其研究内容上可以概括为：一个生物学基础———细胞遗传学，一个数学工具———统计学，两大研究领域———选择和杂交[8]。
而对数量性状遗传规律的研究，一般概括为下列5个主要内容：数量性状的数学模式和遗传参数估测、选择原理和方法、近交和杂交的遗传效应分析、群体遗传学原理、通径分析[7]。
2.1孟德尔遗传学孟德尔遗传学主要是指奥地利生物学家孟德尔在进行了长达8年植物杂交试验（experiment onplant hybridization）后提出的分离定律和自由组合定律。
但是，这两个定律的重要性在当时并没有引起人们足够的重视，直到1900年被重新发现，统称为孟德尔定律，并成为现代遗传学的基础[9]。
在那同一时代有很多的生物学家，为什么惟独孟德尔获得成功并奠定了遗传学发展的基础，关键在于他正确的观点。
他提出了“遗传因子”的概念，认识到遗传基础和表现型的重大区别，并假定遗传因子有显隐性的差异，且推论出遗传因子在上下代传递中具有自由分离、组合的特性。
反之，拉马克“用进废退”、“获得性遗传”以及达尔文“微芽”学说的思想和理念，却没有很好地解释生物遗传现象[2]。
孟德尔另一个重要的贡献是在生物学领域首次采用了统计学的方法，他在杂交试验结果分析中用统计学方法，从大量可见的非必须出现的表现型中总结出生物内在遗传实质，也就是确定杂种后代不同类型间的统计关系。
2.2群体遗传学在生物学中，群体就是指一个种、一个亚种、一个变种、一个品种或者一个其他同类生物类群所有成员的总和。
而群体遗传学就是在这样的群体（在群体遗传学中的群体一般是指具有共有的基因库，并由有性交配个体所组成的繁殖群体———孟德尔群体）水平上揭示基因、基因型频率的遗传规律的遗传分支学科。
基因频率和基因型频率是群体遗传组成的基本标志，基因频率是指群体中某一基因占其同一位点全部基因的比率，不同群体的同一基因往往频率不同；一个群体中某一性状各种基因型间的比例叫做基因型频率，不同基因组合体系反映了这个群体性状的表现特点。
在群体数量大、随机交配、无突变、无迁移、无选择的前提下，借用概率分析方法，基因、基因型频率符合哈代———温伯定律(又叫遗传平衡定律)[10]。
虽然在自然界中几乎没有一个群体的遗传组成是恒定不变的，其变化有其原因，但是利用这个定律所反映的理想状态的规律，对于理解生物遗传变异，解释选择、突变、迁移、杂交及遗传漂变对基因频率的影响，对于阐明生物群体进化的遗传机制和加速改进育种工程措施都具有重要意义。
20世纪中叶以来，在群体遗传学研究中引入分子生物技术，给群体遗传学带来了革命性的变化。
人们可以根据蛋白质中氨基酸的顺序以及DNA中核苷酸的变化，并结合群体遗传学的统计方法，对生物的进化机制及生命的起源进行更深入的探讨。
2.3数量遗传学数量遗传学是一门研究生物数量性状的遗传和变异的科学，因此又称为生统遗传学（BiometricalGenetics）或统计遗传学(Statistical Genetics)[11]，它是研究生物个体间数量上和程度上的差异而不是质量上和种类上的差异。
了解这些数量性状差异遗传，对生物进化的研究和把遗传学应用于动、植物育种方面均具有重要的意义。
一般而论，数量遗传学是孟德尔遗传学进一步发展而成的一门科学，它以孟德尔法则为基础，但又与孟德尔遗传学之间有区别。
3数量遗传学的研究现状和发展前景数量遗传学经历了近一个世纪的发展，以线性模型为基础的理论已基本完善。
在数量遗传学理论基础上发展起来的现代动植物育种方法，在育种工作上有着巨大的成就，同时也被越来越多的生物学家、动植物学家所接受。
但是，数量性状的遗传研究长期落后于质量性状的研究，主要是对其遗传基础缺乏必要的了解。
在基因组学时代，随着对数量性状基因型研究的深入，人们通过对经典数量遗传学模型的修改，数量遗传学为分析表型信息和基因型信息构筑了合理框架，随之数量遗传学与分子生物技术相结合产生了分子数量遗传学，它是传统动物育种理论与方法的新发展，主要包括数量性状座位（quantitative trait loci，QTL）定位、标记辅助选择（marker-assisted selection，MAS）、标记辅助导入(marker-assisted Introgression，MAI)[16]等内容，学科的渗透、研究的深入和技术的革新将使数量遗传学比过去发挥更大的作用。
但是，我们仍然不能忽视传统的数量遗传学的作用。
中国科学院已故院士、著名玉米育种专家李竞雄曾指出，靠了数量遗传学的发展，才使育种方法的创新和演化有了深厚的根基；没有数量遗传学，就没有玉米的杂种优势利用。
传统数量遗传学对于动、植物的育种实践，迄今仍有相当大的应用空间[17]。
分子育种方法的应用并不意味着数量遗传学方法的终结，分子育种方法与数量遗传学方法也决不是简单的取代与被取代的关系，而是相互联系、相互依赖的关系[18]。
在1996年庆祝中国畜牧兽医学会成立60周年的大会上，吴常信院士做了“分子数量遗传与动物育种”的报告，比较了数量遗传学与分子数量遗传学、群体水平的动物育种，认为“现代动物育种就是遗传学理论、生物技术、计算机、系统工程和育种学家的实践经验的一个集合”。
分子数量遗传学是数量遗传学的一个重要分支，它是在20世纪末分子生物学发展的情况下产生的。
分子数量遗传学虽然还没有一套完整的理论体系，仅仅处于发展的开始阶段，但是已经显示出了强劲的发展势头。
参考文献1 Fisher R A.The correlation between relatives on thesupposition of Mendelian inheritance.Transactions of theRoyal Society of Edinburgh,1918,52:399-4332盛志廉，陈瑶生.数量遗传学.北京：科技出版社，1999.1-73 Lush J L.Animal breeding plan(3rd Ed).Iowa state coll. Press.Ames,Iowa,19454张勤.基因组学时代的数量遗传学.动物遗传育种研究进展———第11次全国动物遗传育种学术讨论会论文集.北京：中国农业科技出版社，2001.151-1575 Galton F.Regresslon towards mediocrity in hereditarystature.J of AnthropologicalInstitute,1885,15:246-2636娄义洲，戴灼华，苗永旺，等.动物数量遗传学.昆明：云南农业大学，2002.1-6 7陈四清，王金勇，范首君，等.对数量遗传学的几点思考.畜禽业, 2003(11)：20-21 8李宁.动物遗传学.北京：中国农业出版社，2002.111-1359高之仁.数量遗传学.成都：四川大学出版社，1985.1-610D.S.Falconer,T.F.C.Mackay.Introduction to quantitativegenetics(Fourth Edition).Edinburgh.Longman GroupLimited,1996.1-2511贺竹梅.现代遗传学教程.广州：中山大学出版社，2002.287-31512 Bruce Walsh.Quantitative Genetics in the Age of Genomics, Theoretical Population Biology,2001(59):175-18413李竞雄.杂种优势研究的回顾和展望.物遗传理论和应用研讨会论文集.中国遗传学会，1990.1-714鲁绍雄，吴常信.动物育种方法的回顾与展望.国外畜牧科技，2000,27(1):24-28 15李宁.动物基因组计划及其对动物育种的影响.遗传，1997,19(增刊):7-1026吴常信.分子数量遗传学与动物育种.遗传，1997,19(增刊)：1-3。