数量性状的遗传分析
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 。
第十二章 数量性状遗传分析
• 如果F1有n对杂合基因时，F2代的基因型频率应为：
• (1/2R+1/2r)2 n展开式中各项的系数， • 或为: (1/4RR+2/4Rr+1/4rr)n展开式中各项的系数。
随后美国学者Edward进 行了关于烟草（Nicotiana longiflore）花冠长度的遗 传学研究。他将花冠的平 均长度为40.5 mm和93.3 mm的纯系亲本进行杂交， F1呈中等长度，如所预期 的一致，但长度稍有变异， 这是由环境的变化所引起 的。 花冠长度的遗传若由4对 基因控制，则预期F2中落 在每一亲本类型中的植株 的表型频率为（1/2）8＝ 1/256
• B 第二种杂交组合(两亲本间只有两对等位基因差别)，
• P 中深红色籽粒 白色籽粒 • (R1R1R2R2r3r3) (r1r1r2r2r3r3) • 中红色 • F1 (R1r1R2r2r3r3) • 自交 中深红 深红 中红 淡红 白色
(R1R1R2R2r3r3) 2(R1R1R2r2r3r3) 1( R1R1r2r2r3r3) 2(R1r1r2r2r3r3) 1(r1r1r2r2r3r3) 2(R1r1R2R2r3r3) 4(R1r1R2r2r3r3) 2(r1r1R2r2r3r3) 1(r1r1R2R2r3r3)
第二节 数量性状的多基因遗传
一、数量性状的多基因学说
（1）实验依据 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，他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:
他研究后进一步发现： ①在小麦和燕麦中，有3对与种皮颜色有关的、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出 现3／4:1／4的比率，而3对基因同时分离时，则产生63／64:1 ／64的比率。 ②上述的杂交在F2的红色籽粒中又呈现各种程度的差异， 按红色的程度又可人为地分为： 在A中：1／4 红粒：2／4 中等红：1／4 白色； 在B中：1／16深红：4／16红：6／16中等红：4／16淡红： 1／16白色； 在C中：1／64极深红：6／64深红：15／64次深红： 20／64中等红：15／64中淡红：6／64淡红：1／64白色 ③红色籽粒深浅程度的差异与所具有的决定“红色”的基 因数目有关，而与基因的种类无关。设：R1R2R3及r1r2r3为3对 决定种皮颜色的基因，大写字母表示“增加”红色，小写字母 表示“不增加”红色，R与r不存在显隐性关系。
数量性状的遗传分析
表10-2 玉米穗长度的遗传
图10-2 玉米穗长度的遗传
短
长
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
F1
穗长
8 9 10 11 12 13 14 15 16
穗长
F2
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
阈性状
有一类特殊的生物性状，不完全等同于数量性状或质量性状，其 表现呈非连续变异，与质量性状类似，但是又不服从孟德尔遗传 规律。一般认为这类性状具有一个潜在的连续型变量分布，其遗 传基础是多基因控制的，与数量性状类似。即由微效多基因控制 的，呈现不连续变异的性状。通常称这类性状为阈性状 （threshold character）。
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10 数量性状的遗传分析
Genitics of Quantitative Character
单林娜 制作
1
上次课中所讲的性状差异，大多是明显的不连续差异。例如
豌豆种子的圆与皱，子叶的黄与绿
水稻的粳与糯
鸡羽的芦花斑纹和非芦花斑纹
这类性状在表面上都显示质的差别，所以叫做质量性状 （qualitative character）。质量性状的遗传可以比较容易地由分 离定律和连锁定律来分析。
10.3.1 广义遗传力（heritability in the broad sense） 的估算方法
因为方差可用来测量变异的程度，所以各种变异都可 用方差来表示，这样，
P = G + E 就可表示为：
VP = VG + VE 遗传方差；VE：环境方差)
(VP：表型方差；VG：
我们把遗传方差占总方差的比值称为广义遗传力
实验十六数量性状的遗传学分析：人类指纹分析
稳定性
指纹在个体发育过程中相 对稳定，不会因外部环境 或生长发育而发生显著变 化。
指纹类型的遗传学解释
皮纹分类
根据指纹的形态特征，可以将人 类指纹分为斗形纹、箕形纹和弓 形纹三大类，每类又可细分为不 同的亚型。
遗传学分析
通过遗传学分析，可以确定不同 指纹类型之间的遗传关系，以及 不同特征之间的连锁关系。
准备显微镜、放大镜、记录本、相机等观察和记录工具，确保实验过程的顺利进 行。
指纹观察与记录
观察指纹特征
使用显微镜或放大镜仔细观察每个指 纹的特征，包括纹路走向、纹路密度、 纹路类型等。
记录数据
详细记录每个指纹的特征，并拍照或 扫描进行存档，确保数据的准确性和 可追溯性。
数据处理与分析
数据整理
将观察和记录的数据进行整理，建立数据库或数据表格， 便于后续的数据处理和分析。
作用。
数量性状在群体中呈连续变异， 受多个基因和环境因子影响，遗
传力较高。
数量性状遗传学在农业、医学和 生物多样性保护等领域具有广泛
应用。
人类指纹分析的意义
个体识别
指纹具有高度的个体特异性， 可用于身份识别和犯罪侦查。
遗传疾病研究
指纹与遗传疾病之间可能存在 关联，通过指纹分析有助于研 究遗传疾病的发病机制。
遗传学研究
指纹的遗传规律有助于理解人 类遗传学的基本原理，为多基 因遗传病的研究提供线索。
生物多样性保护
指纹分析在生物多样性保护领 域可用于物种鉴定和种群遗传
结构研究。
02 人类指纹的遗传基础
指纹的遗传特性
01
02
03
遗传性
指纹的形态和结构特征是 由基因决定的，具有明显 的遗传性。
数量性状遗传分析报告
总结: 红色素合成的深浅是基因剂量控制,即由R或C的
数目决定,每增加一个大写基因籽粒颜色更深一些.
R或C，红色增效基因(贡献等位基因) . R或C的效应可以累加. R的等位基因为r， r为减效基因(非贡献 等位基因).
红粒 × 白粒 ↓
F1 浅红粒 ↓
F2 红：白= 15：1
1/16深红；4/16大红；6/16中红；4/16淡红；(1/16 白)
深红 大红 中红 浅红 白色
表型比 1 : 4 : 6 : 4 : 1
R或C数目 4 3
210
• 实验结果的表型比例1:4:6:4:1和（a+b)4的 各项系数相同.
性状由n对独立基因决定时
则F2的表现型频率为：
( ½ R+ ½ r)2n
n = 2时 ( ½ R+ ½ r)2×2 =1/16+4/16+6/16+4/16+1/16 4R 3R 2R 1R 0R
n = 3时 ( ½ R+ ½ r)2×3 =1/64+6/64+15/64+20/64+15/64+6/64+1/64 6R 5R 4R 3R 2R 1R 0R
所以, H2=（VF2－VE）/VF2×100% = ｛ VF2－1/3（VP1＋VP2＋VF1） ｝/VF2
例：玉米穗长遗传率 H2
• VF2=5.072 VF1=2.307 VP1=0.666 VP2=3.561 • VE=1/3(0.666＋3.561＋2.307)=2.088
=1/4×0.666＋2/4×2.307＋1/4×3.561=2.075 H2% =（VF2－VE）/VF2×
实验七数量性状的遗传分析
• 电子计算器
五、实验步骤 分析数量性状遗传重点常常通过考查基
因的显性程度、控制该数量性状的最小基因
数以及遗传率等指标来描述。
• 1、基本参数的计算
• （1）计算各世代的平均数（ x ）、方差
（V）及标准差（S） • （2）计算环境方差（VE）
1 VE3(VP1VP2VF1)（水稻自花授粉作物 ）
• 假定基因型与环境之间没有相关和互作，则： • VP VGVE • 因为基因型方差是由加性方差（Vd），显性
方差（Vh）和非等位基因间的上位性方差(Vi) 所组成，故上式可进一步列为：
V PV dV hV iV E
根据F2、B1（F1×P1）、B2（F1×P2）
群体的方差组成分析为：
VF2 12D14HVE
X 理论值
fx
fx2
AA
1/4
d
1/4d 1/4d2
Aa
1/2
h
1/2h 1/2h2
aa
1/4
-d
-1/4d 1/4d2
合计
n=1
V F 2
f2 x ( f)x 2/n1d 2 1h 2
n
24
如这性状受K对基因控制，并假定它们的 作用相等，累加的，无连锁、互作，那末F2 的遗传方差为：
VF2
• 三、实验材料
• 水稻不同穗长品种间杂交组合的亲本P1与P2， F1，F2回交子代B1和（F1×P1）和B2（F1×P2） 的试验考种资料（数据附后）（水稻穗长 这性状是由多基因控制数量性状。分析数 量性状的遗传点常常通过考查基因的显性 程度，控制该数量性状的最小基因数以及 遗传率等指标来描述。
(1)
VB1VB212D12H2VE (2)
《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。
第十章 数量性状遗传分析
AABB AABb AaBB
2+4×18=74(cm) 2+3×18=56(cm)
AAbb
Aabb
aaBB
aaBb
AaBb
2+2×18=38(cm)
2+1×18=20(cm)
Aabb
2+0×18= 2(cm)
几何级数累加
F1代的表型理论值= √甲亲本表型值×乙亲本表型值 累加值=√F1代表型值/基本值
⑤研究方法：质量性状用遗传学三大规律去研究；数量性状
的研究方法一般采用生物统计学的方法。
第二节 数量性状遗传分析的统计学基础
一、平均数 是某一性状全部观察数(表现型值)的平均。通过 把全部资料中各个观察的数据总加起来，然后用 观察总个数除之。 公式如下：
n x1 x 2 x n 1 x xi n n i 1
2
第三节 数量性状的遗传率
一、数量性状表型值及其方差的分量
(一)数量性状表型值及其剖分
(二)表型方差分量
(一)数量性状表型值及其剖分
1、表型值的效应分解
任何数量性状的表现都是遗传和环境共同作用的结果，所
以性状的表型值首先可以剖分为遗传和环境两个组成部分：
P = G + E
P 为性状表现型值(也即性状观察值)； G 为性状基因型(效应)值，也称遗传效应值； E 为环境效应值，当无基因型与环境互作时，E=e为随机误 差。
d=0时，
d=a时，
无显隐性关系
A对a是完全显性关系
d=－a时，
a对A是完全显性关系
2、F2代的表型方差
F2群体的方差(遗传方差)为：
F2代的表型方差可以分为遗传方差和环
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
数量性状的遗传
数量性状的遗传数量性状指的是一个生物体的某种性状具有连续性质，在一个种群中表现出一定的变异程度，且受多种基因和环境因素的影响。
例如人体身高、体重等就是数量性状。
数量性状由多个基因的作用所决定，被称为多基因性状。
与单基因性状不同的是，多基因性状不符合孟德尔遗传定律。
数量性状的遗传规律经过长时间的探究，现已初步得出。
从基因层面探究数量性状的遗传数量性状的基因型及其表现形式比较复杂，同一基因型的个体之间也会存在表现形式的差异。
基因由两条相同或不同的基因座构成，分别来自父母亲。
在数量性状的遗传中，每个基因座所对应的基因影响数量性状的大小和表现型。
同时，多个基因座共同作用于数量性状，这种作用关系被称为加性效应（additive effect）。
数量性状的遗传规律主要有：性状值=基因值+环境值，基因型对数量性状的影响呈现正态分布，且受到染色体上多个基因的影响。
数量性状的遗传模式数量性状的遗传规律有三种模式：常染色体显性遗传、常染色体隐形遗传以及性联遗传。
常染色体显性遗传的表现形式是当一个自由基因突变，双等位基因后者扰动的时候，显性基因造成的表现现象。
例如，人体的眼睛颜色就是常染色体显性遗传的一种表现。
常染色体隐性遗传与常染色体显性遗传类似，不同的是表现基因是一种隐性基因。
这种遗传模式表现突变基因表现在两条染色体上都具有相同的表现现象。
例如，某些人患有系统性红狼疮就是常染色体隐性遗传的一种表现。
性联遗传指由X和Y染色体来遗传。
X染色体上的基因对于女性来说是双等位基因，由于女性有两个X染色体，所以会出现多种表现型。
而男性由于只有一个X 染色体，所以表型变化更加显著和恒定。
例如，红绿色盲就是一种典型的性连锁遗传疾病。
数量性状的计算分析数量性状的遗传变异分析可以通过基因型频度分析、亲权分析和遗传连锁分析来进行。
（1）基因型频度分析：由于每个基因座共有两个等位基因，因此可将一个种群中某一基因座的等位基因频率进行 PA+Pa=1，其中PA为某一基因座等位基因A 的频率，Pa为某一基因座等位基因a的频率。
(整理)数量性状的遗传分析
第七章数量性状的遗传分析以前所学性状如水稻的梗与糯，豌豆种子的圆与皱等。
相对性状差异明显，一般没有过渡类型，这种变异为不连续变异，呈不连续变异的性状叫质量性状。
通常把差异不明显的变异叫连续变异，呈连续变异的性状叫数量性状。
如作物的产量、成熟期，棉花的纤维长度等。
数量性状的遗传要比质量性状复杂得多，它是由多对基因控制的，而且它们的表现容易受环境的影响（则受遗传因素的影响较小），同一品种在不同环境条件下，数量性状的表现会有很大的差别。
因此，研究数量性状的遗传时，往往要分析多对基因的遗传表现，并要特别注意环境条件的影响。
第一节数量性状的遗传分析一数量性状的遗传特点艾默森（R.A Emerson）,伊斯特（R.A East）用短穗玉米P1和长穗玉米P2杂交，结果如下：1、特点：第一是连续变异，数字表示第二表型易受到环境影响P 1 P2、F1每个群体所有个体基因型都相同但个体有差异，如F19—15cm，F2群体个体基因型不同，变异是由基因型和环境共同作用结果。
2、数量性状的表型在统计学上的特征（1）两个纯合亲本杂交，F1往往表现为中间类型；（2）F1和F2的平均表现接近，但F2的变异程度大于F1；（3）数量性状的表型特征体现在群体而不是个体；（4）表型变化服从于正态分布。
二、数量性状遗传的多基因假说（一）小麦粒色杂交1909年尼尔森（Nilsson）实验：小麦子粒颜色硬质多为红粒，粉质多为白粒。
红粒×白粒红粒红粒（浅红，最浅红）：白=3：1红粒×白粒红粒红粒（深红，中红，浅红，最浅红）：白=15：1 红粒×白粒红粒红粒（最深红，暗红，深红，中红，浅红，最浅红）：白=63：1解释：用R1r1，R2r2，R3r3表示小麦红粒白粒。
假设R为控制红色素形成的基因，r为不能控制红色素形成的基因。
R1R2R3为非等位基因，其对红色素的合成效应相同，且为累加效应。
（1）红粒r1 r1r2r2R3R3×白粒r1r1r2r2r3r3红粒r1r1r2r2R3r32R 1R1r 2r浅红最浅红白（3种）（2）红粒r1 r1R2R2R3R3×白粒r1r1r2r2r3r3红粒r1r1R2r2R3r34R 3R1r 2R2r 1R3r 4r深红中红浅红最浅红白（5种）（3）红粒R1 R1R2R2R3R3×白粒r1r1r2r2r3r3红粒R1r1R2r2R3r36R 5R1r 4R2r 3R3r 2R4r 1R5r 6r最深红暗红深红中红浅红最浅红白（7种）F2表型的类型：2N＋1种，频率（1/2R+1/2r）2n展开后各项系数（二）多基因假说：（1）数量性状是由多对基因控制的，每个基因对表型的影响或作用微小，把这些控制数量性状作用微小的基因叫微效基因。
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。
数量性状遗传分析
数量性状遗传分析随着我们对基因和遗传学的了解越来越深入，数量性状遗传分析成为了一个重要的研究领域。
数量性状是指我们可以用数字来衡量的特征，比如身高、体重、血压等等。
这些性状都是由多基因遗传影响的，因此研究数量性状的遗传规律对于人类健康和生产的改良都具有非常重要的意义。
遗传模型在研究数量性状的遗传规律时，我们需要先了解一些基本的遗传模型。
加性模型加性模型认为，每个基因的影响是独立的，而且相加起来形成一个总和。
这个总和的大小就是这个性状的表现值。
因此，如果一个基因对一个性状有影响，那么它就会对表现值产生一个贡献量，这个贡献量可以是正的也可以是负的。
基因互作模型基因互作模型认为，不同基因之间会相互作用，产生一些新的性状表现值。
这种模型比较复杂，不过它可以更好地解释一些数量性状的表现。
前向选择模型前向选择模型是一种机器学习算法，用于确定哪些基因对数量性状有影响。
这种模型可以对一个巨大的基因集合进行筛选，找出其中对数量性状有影响的基因。
不过，这种方法通常只适用于样本较小的情况。
数量性状遗传分析方法我们可以使用多种方法来研究数量性状的遗传规律。
关联分析关联分析是使用最常见的方法之一。
这种方法主要是通过比较不同基因型的表现值来研究基因和数量性状之间的关系。
这种方法需要大量的样本和分辨率高的基因芯片来进行。
串联分析串联分析则是通过将数量性状的表现值作为输入，来预测下一代后代的表现值。
这种方法可以将不同基因之间的互作效应考虑进去，因此通常是比关联分析更准确的。
基因表达分析基因表达分析是通过测量基因的表达水平来研究基因和数量性状之间的关系。
这种方法需要大量的基因芯片或RNA测序数据，并且需要一定的生物统计学知识来进行数据分析。
数量性状的应用数量性状遗传分析已经被广泛应用于许多领域，包括：农业农业领域的数量性状研究可以帮助我们提高作物产量和品质，比如通过选择具有更高产量和更好口感的玉米品种。
医学在医学领域，数量性状遗传分析可以帮助我们理解一些疾病的发病机制，并且提高疾病的诊断和治疗效果。
（整理）数量性状的遗传分析
（整理）数量性状的遗传分析第七章数量性状的遗传分析以前所学性状如⽔稻的梗与糯，豌⾖种⼦的圆与皱等。
相对性状差异明显，⼀般没有过渡类型，这种变异为不连续变异，呈不连续变异的性状叫质量性状。
通常把差异不明显的变异叫连续变异，呈连续变异的性状叫数量性状。
如作物的产量、成熟期，棉花的纤维长度等。
数量性状的遗传要⽐质量性状复杂得多，它是由多对基因控制的，⽽且它们的表现容易受环境的影响（则受遗传因素的影响较⼩），同⼀品种在不同环境条件下，数量性状的表现会有很⼤的差别。
因此，研究数量性状的遗传时，往往要分析多对基因的遗传表现，并要特别注意环境条件的影响。
第⼀节数量性状的遗传分析⼀数量性状的遗传特点艾默森（R.A Emerson）,伊斯特（R.A East）⽤短穗⽟⽶P1和长穗⽟⽶P2杂交，结果如下：1、特点：第⼀是连续变异，数字表⽰第⼆表型易受到环境影响P 1 P2、F1每个群体所有个体基因型都相同但个体有差异，如F19—15cm，F2群体个体基因型不同，变异是由基因型和环境共同作⽤结果。
2、数量性状的表型在统计学上的特征（3）数量性状的表型特征体现在群体⽽不是个体；（4）表型变化服从于正态分布。
⼆、数量性状遗传的多基因假说（⼀）⼩麦粒⾊杂交1909年尼尔森（Nilsson）实验：⼩麦⼦粒颜⾊硬质多为红粒，粉质多为⽩粒。
红粒×⽩粒红粒红粒（浅红，最浅红）：⽩=3：1红粒×⽩粒红粒红粒（深红，中红，浅红，最浅红）：⽩=15：1 红粒×⽩粒红粒红粒（最深红，暗红，深红，中红，浅红，最浅红）：⽩=63：1解释：⽤R1r1，R2r2，R3r3表⽰⼩麦红粒⽩粒。
假设R为控制红⾊素形成的基因，r为不能控制红⾊素形成的基因。
R1R2R3为⾮等位基因，其对红⾊素的合成效应相同，且为累加效应。
（1）红粒r1 r1r2r2×⽩粒r1r1r2r2r3r3红粒r1r1r2r2R3r32R 1R1r 2r浅红最浅红⽩（3种）（2）红粒r1 r1R23×⽩粒r1r1r2r2r3r3红粒r1r1R2r2R3r34R 3R1r 2R2r 1R3r 4r深红中红浅红最浅红⽩（5种）（3）红粒R1 R13R3×⽩粒r1r1r2r2r3r3红粒R1r1R2r2R3r36R 5R1r 4R2r 3R3r 2R4r 1R5r 6r最深红暗红深红中红浅红最浅红⽩（7种）F 2（1）数量性状是由多对基因控制的，每个基因对表型的影响或作⽤微⼩，把这些控制数量性状作⽤微⼩的基因叫微效基因。
数量性状遗传分析
A组——一对基因单独分离； B组——两对基因分离；
C组——三对基因同时分离
②F2中籽粒颜色可细分：
A组——1/4红；1/4中红；(1/4 白)；
B组——1/16深红；4/16次深红；6/16中红；4/16淡红；(1/16 白) C组——1/64极深红；6/64深红；15/64；20/64；15/64；6/64； （1/64 白）
群体发 病率 阈值
第二节 数量性状遗传分析的统计学基础
一、平均数（average）： 1.算术平均数 n xi 表示观察样本的集中程度： x i 1 n 公式： X, μ 2.加权平均数 利用样本中随机变量的分布频率表示平均数： 公式：
二、方差（variance）与标准差（standard eviation）: 表示偏离平均数的变异程度. 1.方差： 样本方差: S2 总体方差: σ2
r1r2 R1r1R2r2 R1r1r2r2 r1r1R2r2 r1r1r2r2
返回
表型比：1R(4): 4R(3): 6R(2): 4R(1): 1R(0) 深红： 次深红：中红： 浅红： 白色
基因型相同时变异由环境决定
归纳上述实验结果：
符合二项展开式(杨辉三角) A组——(1/2R+1/2r)2, 一对基因控制 B组——(1/2R+1/2r)4, 两对基因控制 C组——(1/2R+1/2r)6, 三对基因控制
2.标准差： s σ
方差 s 2 n 2 ( xi x ) i 1 n 1 方差 s2
标准差 s
例题：57个玉米穗
长度(cm， x ) 5 6 7 观察数(个 ) 4 21 24 平均数 5x4+6x21+7x24+8x8 57 =6.63 8 8
数量性状的遗传1ppt课件
而是对双亲基因型平均值的离差。 (Ⅰ) a(p-q)表示纯合体的累加效应； (Ⅱ) 2pqd表示杂合体的显性效应，d=0表示无显性效应. (Ⅲ)若p=q=1/2,且d=0, μ=0 (Ⅳ)n个基因座的联合效应
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第一节 数量性状的遗传学分析
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。由于 各个基因型所含的红粒有效基因数的不 同，就形成红色程度不同的许多中间类 型籽粒。
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第一节 数量性状的遗传学分析
基因控制 变异分布 表型 受环境 遗传 性状 研究 分布 影响 规律 特点 对象
————————————————————————————— 数量性状 多基因 正态分布 连续 大 非孟德 易度量 群体
尔遗传 质量性状 单基因 二项分布 分散 小 孟德尔 不易 个体
遗传 度量 和群体
—————————————————————————————
常归于环境效应. 用剩余值(R)表示: R=E+D+I, ∴P=A+R
2.表型方差及分量 VP=VG+VE ①G和E相关：VP=VG+VE+2covGE ②G和E无相关：VP=VG+VE=VA+VD+VI+VE
其中VA加性方差——可稳定遗传； VD显性方差，VI互作方差——不能稳定遗传。
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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：
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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itativ e character）。
数量性状和质量性状 （quantitative and qualitative character） 生物界遗传性状的变异有两种：
基因型
子
Ab aa bb
aB AA BB
AB
个 体 4/16 比 例
1/16
6/16
表型
图10-1两对基因独立分离、无显性现象的理论模型
多基因假说 ① 一个大写字母也没有（ aabb ），占 1/16 ，其表型应 该与玉米穗短的亲代植株一样； ② 一个大写字母（Aabb和 aaBb），占4/16； ③ 两个大写字母（AAbb，aaBB和AaBb），占 6/16， 其表型应与子一代植株一样，即两个亲本的平均； ④ 三个大写字母（AABb和AaBB），占4/16； ⑤ 四个大写字母（ AABB ），占 1/16 ，其表型应与玉 米穗较长的亲本一样。 所 以 子 二 代 植 株 5 类 表 型 的 比 数 应 为
（quantitative and qualitative character）
质量性状的区别，可以用文字描述，而 数量性状的差异要用数字表示，如水稻 种子的千粒重，不能明显地划分为“重” 和“轻”两类。如果它们的千粒重在 25 克到 35 克之间，可以有 26 克， 27.5 克， 27.6克，……，很难分类。
(1/4)3=1/64 (3)3=27 (1/4)4=1/256 (3)4=81 (1/4)n (3)n
多基因假说
假说 2 ： 如果基因的数目不止两对，而且邻
近两类基因型之间的差异与环境所造成的差 异差不多大小，那么，子二代植株就不能清 清楚楚分成 5 类。玉米穗的长度，从最短到 最长，呈连续分布，形似钟形，其中最短的 很少，最长的也很少；两头少，中间多。总 的平均数在中间，与子一代的平均数相等。 子二代与子一代的平均数相等。
多基因假说
假定两个玉米亲本： AABB长穗 × aabb短穗
F1
AaBb 穗长度在两个亲本之间
×
F2
F2
配
雄
aB
Aa bb Aa bb
AB
aa Bb Ab Ab aa Bb
子
ab
Aa Bb Aa Bb Aa Bb Aa Bb
ab
AA Bb aa BB AA Bb
雌
Ab Aa BB Aa BB
配
1∶ 4∶ 6∶ 4∶ 1。
等位 基因 对的 数目 1 2 3 4 n
分离 的等 位基 因数 2 4 6 8 2n
F2中性状极 F2中的 端表达的比 基因型 率 数 (1/4)1=1/4 (1/4)2=1/16 (3)1=3 (3)2=9
F2中 F2各表型 的表 比为二项 型数 式各项系 数 3 (a+b)2 5 (a+b)4 7 9 2n+1 (a+b)6 (a+b)8 (a+b)2n
假想的玉米穗长遗传模型
假说1：假定玉米穗长由两对基因Aa和Bb共同控制， A对a和B对b为不完全显性，且A和B的作用相等并 相加， A 和 B 不连锁，独立分离，则子二代的表型 决定于基因型中大写字母的数目，可分5类。 A 对 a 来讲，使玉米穗长度增加，而且是不完全显 性。AA植株的玉米穗最长， aa最短，Aa恰好是两 者的平均。 B对 b的作用也一样，而且 A和 B的作用 在程度上也一样。
数量性状和质量性状
（quantitative and qualitative character）
数量性状的遗传，似乎不能直接用孟德
尔定律来分析，但在1909年，Nilsson-
Ehle 已经指出，这类性状的遗传，在本
质上与孟德尔式的遗传完全一样，可以
用多基因理论来解释。
多基因假说
依据多基因假说(multiple factor hypothesis) ，每一个数量性状是由许多 基因共同作用的结果，其中每一个基因的 单独作用较小，与环境影响所造成的表型 差异差不多大小，因此，各种基因型所表 现的表型差异就成为连续的数量了。
多基因假说
假说3：子一代植株虽然基因型彼此全都相同
（都是 AaBb ），但由于环境的影响，也呈
表型差异，玉米穗的长度也是连续的，也是
两头少、中间多。但子二代与子一代不同，
除了环境差异之外，还有基因型差异；所以
虽然子二代的平均数与子一代一样，并且也
是两头少，中间多，但子二代总的变异范围
要比子一代大。
表10-2
穗长 5 6 7
(cm)
玉米穗长度的遗传
1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1
8
9
短穗 2 2 品系 4 1 4 57穗 长穗 品系 101 F1 F2 1
10 数量性状的遗传分析
Genitics of Quantitative Character
单林娜 制作
1
10.1.1 数量性状的概念及其基本特征
上次课中所讲的性状差异，大多是明显的不连续差 异。例如
豌豆种子的圆与皱，子叶的黄与绿
水稻的粳与糯 鸡羽的芦花斑纹和非芦花斑纹 这类性状在表面上都显示质的差别，所以叫做质量 性状（qualitative character）。质量性状的遗传 可以比较容易地由分离定律和连锁定律来分析。
— 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。
数量性状和质量性状
多基因假说
现在看看这个简单化的模型与实际试验结果符 合的程度如何。
有这样两个玉米品系，一个玉米品系的穗是 短的，长 5 — 8 厘米；另一玉米品系的穗是长 的、长 13 — 21 厘米，把它们作为亲本。两亲 本品系中各种长度的玉米穗分布情况，和子 一代、子二代的各种长度的玉米穗分布情况 如表10-2。