第四章数量性状遗传
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 。
第四章数量性状遗传
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吉林农业科技学院 吉林农业科技学院
08 中草药栽培技术 《药用植物遗传育种》 电子教案 药用植物遗传育种》 遗传育种
第5讲
授课日期: 授课日期: 2010 年 月 日 节课 授课题目: 授课题目:第四章 数量性状遗传 教学目的:掌握数量性状的基本概念及其特征,了解数量性状与质量性状的区别,熟悉 教学目的:掌握数量性状的基本概念及其特征,了解数量性状与质量性状的区别, 数量性状的遗传力及其估算。 数量性状的遗传力及其估算。 教学重点: 教学重点:数量性状的遗传力及其应用 教学难点: 教学难点:微效多基因假说。 教 学 进 程 复习提问: 复习提问: 1、连锁遗传? 2、交换值?连锁遗传的机理? 导言: 导言: 新课内容: 新课内容: 第四章 数量性状遗传 一、数量性状与质量性状的概念 1、质量性状 2、数量性状 二、数量性状的特征 1、数量性状可以度量 2、数量性状呈现连续性变异 3、数量性状表现容易受环境的影响 4、数量性状受多基因控制 三、数量性状遗传的基本原理:微效多基因假说 1、决定数量性状的基因数目很多 2、各个基因效应相等 3、等位基因的表现为不完全显性或共显性 4、各基因的作用是累加的 5、数量性状遗传方式仍然服从孟德尔规律 四、数量性状研究的基本统计方法 1、平均数 x x=∑ n 2 2、方差( s 或V ) s2 =
( ∑ x − x) / n − 1
2
教学方 教学方 法及时 间分配 5 多媒体 授 课
讲授 15
15
15 20 15
五、群体变异 包括表现型变异、遗传变异、表现型变异。用方差表示。 VP=VG+VE 六、遗传力的估算 (一)遗传力
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第四章数量性状遗传
重要经济性状举例
世界著名动物遗传育种学家Chris Haley估 计(1990) 如果母猪的每胎产仔数能够提高1头 英国养猪业每年可净获7亿英镑的纯利 整个欧共体则每年可获约20亿英镑的纯利
常见的阈性状:抗病力性状等
畜禽对许多疾病的易感性是受数量基因控制的,但其表 型只有健康和发病两种类型,因此也将阈性状称为“或 有或无”性状
(4)微效多基因与主效基因一样存在于染色体上, 世代相传中服从孟德尔定律,即分离规律和自由 组合规律,以及连锁交换规律 。
(5)多基因通常有多效性,他一方面对某一数量性 状起微效基因的作用,另一方面在其他性状上可 以作为修饰基因而起作用。
主基因:控制某个性状表现的效应较大的少数基因; 微效基因:数目较多,但每个基因对表现型的影响较 小; 修饰基因:基因作用微小,但能增强或削弱主基因对 基因型的作用。
1、多基因遗传的特点
两个极端变异(纯种)的个体杂交 两个中间类型的子1代个体之间杂交 子1代随机杂交的群体
20 15 15
6
6
1
1
高 0’ 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 6’ 矮
例如小麦子粒颜色的遗传动态
P
红R1R1R2R2 白r1r1r2r2
F1
R1r1R2r2 红
F2 1
代谢病、非代谢病以及由于应激引 起的疾病。如产后轻瘫、产乳热等
阈
传染性疾病。如奶牛乳房炎、仔猪
值 病
腹泻、禽流感等
涉及到一般抗病力的疾病。如免疫 球蛋白水平、特异性抗体等
第一节 数量性状的遗传基础 一、数量性状的一般特征 二、数量性状的遗传基础
一、数量性状的一般特征 (一)区分性状的依据: 性状是描述性的,还是可以度量的; 性状是呈间断性分布,还是连续性分布; 性状的表现是否容易受到环境的影响; 控制性状的遗传基础是单基因还是多基因。
第四章家禽数量性状的遗传
蛋用性状(egg trait)的遗传
1.蛋壳品质(shell quality) 蛋壳结构(shell texture):用三个指标,即蛋 壳强度(shell strength)、蛋壳厚度(shell thickness) 和蛋壳平滑性(shell smoothness)衡量。 蛋壳强度用强度测定仪测定,分四级,正常应 在2-3级之间。 蛋壳厚度可用厚度测定仪或千分尺测量,正常 在244-373nm间,h2=0.3;也可用蛋比重 (specific gravity of eggs or egg density)间接测 量,正常比重在1.070-1.080间,h2=0.3-0.6。
肉用性状(meat trait)的遗传
• Traits measured: W35: weight at 35 days of age, us1: ultrasound measurements on breast muscle depth (measured next to middle line); us2: ultrasound measurements on breast muscle depth (measured transversally); FC: feed conversion; LWS: live weight at slaughter; HCW: hot carcass weight ; Breast: deboned and skinned chilled breast weight; Legs: chilled whole leg weight. • Software: SAS, MTDFREML
Kt
BWt : body weight at age t , A : t heasympt ot ic body weight (i.e.,at an infinit eage), L : t heinit ialspecificgrowt h rat e K : t hemat urat ion rat e. T I 1/K ln | L/K |: Age at inflect ion, at whichgrowt h rat eis maximum.
第四章 数量性状遗传
第五章数量性状§1 数量性状的特征一、数量性状的特征:遗传性状分为质量性状和数量性状两类。
质量性状:在可以遗传的性状中,性状在后代的变异中是表现为不连续的变异,在它们之间可以明显的分组,进行频率的统计。
是由一对或少数n对基因所控制的遗传方式一般能符合孟德尔的遗传原则。
例如前几章所讲的豌豆的红花和白花,豆粒的黄色和绿色,家鸡的羽毛的黑白、芦花等,都是彼此差别明显,一般没有中间过渡的类型的性状。
数量性状:性状的变异是呈现连续性的,性状间的变化没有明显的类别,不易分组,是由微效的多基因控制的。
例如:产量,荚的多少、粒的大小,蛋白、脂肪的含量等。
数量性状的特点:1.性状的变化表现为连续的,不易分组进行组内的频率统计。
例如:水和小麦、玉米等植株的高矮。
生育期的长短,产量的高低等性状。
不同品种杂交后F2、F3等后代群体都有广泛的变异的类型,不能明显的求出分离的比例,只能用一定的度量单位进行测量。
2.数量性状极易受环境的影响而发生混淆,使遗传的动态和性质模糊不清。
二、数量性状在遗传中的特点:而数量性状在遗传中的特点又是怎样呢?我们以玉米果穗不同长度的品种的杂交及后代的分布频率来说明此题:P2页表从上面这个典型的数量性状遗传的例子中,可以看出数量性状遗传的主要的特点:1.某一数量性状在杂交中,F1的平均值大约介于两个亲本的平均数之间,呈中间型,但有时倾向于其中的一个亲本。
2.F2个体的平均数与F1的平均数相似。
3.F2出现明显的连续性变异,不容易分组,因而也就不能求出不同组之间的比例,变异的幅度比较大,变异基本上是以平均数为中心的对称的正态分布曲线,即常态分布。
100cm(A1A1A2A2a3a3) × 70cm(a1a1a2a2A3A3)↓F1 A1a1A2a2A3a3 (85cm)↓F2 A1A1A2A2A3A3(130cm):a1a1a2a2a3a3(40cm)4.F2会出现超出双亲的变异的类型:<当双亲不是极端类型时>100天 A×B 80天↓F1 90天→F2:75~110天值得说明的是:数量性状和质量性状之间的划分不是绝对的,同一性状在不同亲本的杂交组合中可以表现不同。
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
数量性状遗传教案
数量性状遗传教案数量性状是指一种性状可以通过计数或测量来度量的性状。
这些性状在遗传中的传递方式可以通过数量性状遗传教案来进行教学和学习。
教案:一、教学目标:1.理解数量性状的概念和特点。
2.掌握数量性状的遗传规律和方法。
3.能够应用数量性状遗传的知识来解决问题和进行实验。
二、教学内容:1.数量性状的定义和特点。
2.数量性状的遗传规律。
3.数量性状的测量方法。
4.应用数量性状遗传的实例分析。
三、教学过程:1.导入(5分钟):通过展示一组根据身高排序的学生图片,引发学生对数量性状的认知和兴趣。
2.知识讲解(15分钟):a.介绍数量性状的定义和特点:数量性状是指可以通过计数或测量来度量的性状,如身高、体重、产量等。
这些性状受多个基因和环境因素的影响。
b.数量性状的遗传规律:数量性状由多对基因控制,遵循连续变异规律。
常见的遗传模式包括寡基因控制和多基因控制。
c.数量性状的测量方法:根据具体性状的特点选择相应的测量方法,如身高可以通过直接测量或问卷调查等方式获得。
3.案例分析(30分钟):通过实例分析来加深学生对数量性状遗传的理解。
a.案例一:一个家族中的兄弟姐妹身高差异很大,其中一个兄弟非常高大而且父母也身高较高。
请分析此现象的遗传原因,并给出可能的遗传模式。
b.案例二:在一个小麦品种改良项目中,科研人员通过测量不同品种小麦的产量来筛选高产的品种。
他们发现产量呈正态分布,即大部分品种产量中等,极少数有很高或很低的产量。
请问这个产量数量性状的遗传基础是什么?4.实验设计(30分钟):让学生设计一个实验来验证数量性状的遗传规律。
a.主题:探究小麦高产性状的遗传方式。
b.实验材料:不同产量的小麦品种种子。
c.实验步骤:-步骤一:选择5个不同产量的小麦品种,分别种植在相同的土壤和环境条件下。
-步骤二:测量和记录每个品种的产量。
-步骤三:通过基因分析或后代观察,确定每个品种高产性状的遗传模式。
-步骤四:总结实验结果,并得出结论。
数量性状遗传
第四章 数量遗传 Chapter 4 Quantitative Inheritance
第一节 数量性状与多基因假说 第二节 数量性状遗传研究的基本统计方法 第三节 遗传参数的估算及其应用
第一节 数量性状与多基因假说
3:1 一对基因
在一对基因F 的红粒中:1/3与红粒亲本一致、2/3与 一致, 在一对基因F2的红粒中:1/3与红粒亲本一致、2/3与F1一致, 与红粒亲本一致 表现为不完全显性 不完全显性; 表现为不完全显性; 在二对、三对基因时:红色基因表现为重叠作用,但是R基因 在二对、三对基因时:红色基因表现为重叠作用 但是R 重叠作用, 同时表现累加效应 累加效应——F 红粒中表现为一系列颜色梯度, 同时表现累加效应——F2红粒中表现为一系列颜色梯度,每 增加一个R基因籽粒颜色更深一些。 增加一个R基因籽粒颜色更深一些。
Section 5.1 Quantitative Character & Multiple-factor Hypothesis
一、质量性状与数量性状 二、数量性状的遗传方式 三、影响数量性状分布的因素 四、多基因假说
一、质量性状与数量性状
(一)、质量性状的特征 (二)、数量性状的特征 (三)、两类性状划分的相对性 (四)、数量性状的重要性
二、数量性状的遗传方式
(一)、普通小麦籽粒色遗传
尼尔逊·埃尔(Nilson尼尔逊·埃尔(Nilson-Ehle, H. 1909) 种皮颜色:红色(R)、白色(r) 种皮颜色:红色(R)、白色(r)
(二)、玉米果穗长度遗传
(一)、普通小麦籽粒色的遗传
1. 籽粒色的遗传控制。 籽粒色的遗传控制。
动物遗传育种与繁殖---数量性状的遗传
在一个大群体中:固定环境值方差=0 随机环境偏差总和=0
即:P = G + E = A + D + I = A 表型方差 Vp= Vg + Ve
H2(广义遗传力)= VD/Vp h2 (狭义遗传力) = VA/Vp
第四章 数量性状的遗传
第一节 数量性状的遗传基础 3、通径系数理论
单箭头表示因果关系,方向是由因到果; 用双箭头代表平等的相关关系。
X1 Y3
X2
有关变量间关系图解
第四章 数量性状的遗传
第一节 数量性状的遗传基础
3、通径系数理论
X3代表饲养条件,是X1与X2的共同原因,
把它省略了就用一条双箭头代替两条单箭头线。 单箭头线叫做通径,双箭头线叫做相关线。
第四章 数量性状的遗传
第三节 数量性状的重复力 二、重复率的计算
re = MSB – MSW/ MSB+(n-1)MSW 三、重复率的应用 1、验证遗传力估计的正确性 2、确定性状需要度量的次数 3、估计畜禽个体最大生产能力(p79) 4、评定动物的育种值
第四章 数量性状的遗传
第四节 数量性状的遗传相关 一、遗传相关的概念 动物所表现的各种
(2)基因的非加性效应 数量性状的各个基因的效应是累加的。
但是,基因除具有加性效应外,还有非加性效 应。
由等位基因间相互作用产生的效应产生 的效应叫做显性效应。
由非等位基因之间相互作用产生的效应, 叫做上位效应或互作效应。
第四章 数量性状的遗传
第一节 数量性状的遗传基础 2、数量性状的遗传基础
(2)基因的非加性效应 原因:
数量性状遗传
(P1-P2)2 N=
8(VF2-VF1)
果 穗 长 度 (x) 厘 米 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
P1 4 21 24 8
P2
3 11 12 15 26 15 10 7 2
F1
1 12 12 14 17 9 4
F2 1 10 19 26 47 73 68 68 39 25 15 9 1
显性基因数 4R
3R
2R
1R
0R
比例
1
4
6
4
1
表型
深红
红
浅红 微红
白
基因型
R1R1R2R2
2R1R1R2r2 R1R1r2r2 2R1r1r2r2 r1r1r2r2 2R1r1R2R2 4 R1r1R2r2 2r1r1R2r2
r1r1R2R2
多因子假说
(p+q)n Cnr pr qn-r
1/16 4/16 6/16 4/16 1/16 0R 1R 2R 3R 4R
果
统计数
穗 平均数 方差 标准差
总X
VS
数
57 6.632 0.665 0.816
101 16.802 3.561 1.887
69 12.116 2.309 1.519
401 12.888 5.074 2.252
N=(16.802-6.632)2/8(5.074-2.309)=4.7 5
最低涉及5对基因,10个分离基因。
F1
1 12 12 14 17 9 4
69 12.116 2.309 1.519
F2
1 10 19 26 47 73 68 68 39 25 15 9 1
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。
第四章数量性状遗传说课讲解
二、多基因假说的要点
①数量性状是受许多效应微小的基因控制的━微效多 基因;
②基因的效应相等且可加,故又称累加基因。 ③等位基因缺乏显性; RR>Rr>rr,大写字母仅表
示增效基因,小写字母表示减效。 ④基因的作用受环境影响较大; ⑤多基因往往具有多效性,可以作为修饰基因,修
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淡红;1/16白粒 C中:1/64极深红∶6/64深红∶15/64红粒∶20/64中 红∶15/64中淡红∶6/64淡红∶1/64白粒
③红色深浅程度的差异与基因数目有关,而与基因 种类无关。
理论解释:
遗传方差 VG
遗传方差 VG
广义遗传率= =
总方差 VP
遗传方差 VG+环境方差VE
用hB2 表示, h2 VG 100%
B
VP
从基因作用来分析,基因型值可进一步分 解为3个部分:
G=A+D+I
A:加性效应,等位基因和非等位基因的累加
效应,可固定的分量。
D:显性效应,等位基因之间的互作效应, 属
A组 P1 红粒×白粒
↓ F1 红粒
↓ F2 3/4红粒
1/4白粒
B组 红粒×白粒
C组 红粒×白粒
↓ 红粒
↓ 红粒
↓
↓
15/16红粒 63/64红粒
1/16白粒 1/64白粒
分析结果表明:
①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63/64∶1/64的比率; ②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:
数量性状的遗传
第四章数量性状的遗传目的要求掌握数量性状与质量性状的区分、特征,多基因假说的要点,数量性状表现值的分解,遗传力的概念;了解通径系数概念与意义,基因的非加性效应与加性效应的意义,遗传力公式的推导及计算方法;掌握遗传力的应用。
第一节数量性状的遗传基础生物的性状基本上可分为两大类:质量性状( qualitative trait ):变异可以截然区分为几种明显不同的类型,一般用语言来描述;数量性状( quantitative trait ):个体间性状表现的差异只能用数量来区别,变异是连续的。
阈性状(threshold trait) :表现型呈非连续变异,与质量性状类似,但不是由单基因决定,性状具有一个潜在的连续型变量分布,遗传基础是多基因控制的,与数量性状类似。
一、数量性状的一般特征数量性状的特点:①数量性状是可以度量的;②数量性状呈连续性变异;③数量性状的表现容易受到环境的影响;④控制数量性状的遗传基础是多基因系统。
学习数量性状的方法①统计学思想贯穿数量性状遗传的全部内容;②确定性与不确定性的矛盾时时体现;③研究对象在个体与群体间的相互转换;④遗传与变异的矛盾。
二、数量性状的遗传基础1. 多基因假说瑞典遗传学家尼尔迩•埃尔(Nilsson-Ehle )通过对小麦籽粒颜色的遗传研究,提出了数量性状遗传的多基因假说。
多基因假说的要点(1)数量性状是由许多微效基因决定的,每个基因的作用的微效的;(2)基因的作用是相等的,且可以累加、呈现剂量效应,等位基因间通常无显隐关系;( 3)基因在世代相传中服从孟德尔定律,即分离规律和自由组合规律,以及连锁交换规律2. 基因的非加性效应基因的非加性效应包括显性效应和上位效应。
( 1)显性效应由等位基因间相互作用产生的效应。
例1:有两对基因,A i、A2的效应各为20cm,a i、a2的效应名为10cm,基因型A i A i a2a2按加性效应计算其总效应为60cm。
而在杂合状态下,即A i a i A2a2同样为两个A和两个a,其总效应可能是75cm(2)上位效应或互作效应由非等位基因之间相互作用产生的效应。
第四章 数量性状的遗传
rxy
( x x )( y y ) ( x x) 2 ( y y ) 2
两系数的协方差(covariance)记作COVxy
COV xy
( x x)( y y ) n
rxy
COV xy SxSy
(四)回归系数
回归系数是描述依变数y对自变数x依存关系的度量,记作byx。
a( p q)( p q) 2 pqd
a( p q) 2 pqd
3. 基因频率对群体平均数的影响
从群体平均数公式看出,任何位点对群体平均数的贡献均可分为两部分: 一项是a(p-q),属于纯合体累加效应;另一项是2pqd,属于杂合体的显性 效应。两部分的大小都直接与基因频率有关。 当无显性时,d=0,则: μ=a(p-q)=a(1-q-q)=a(1-2q) 当完全显性时,d=a,则: μ=a(p-q)+2pqd =a(p-q)+2pqa =a(p-q+2pq) =a[1-q-q+2q(1-q)] =a(1-2q2) 当不完全显性时,d<a,群体平均数取决于等位基因间的频率差异。二者 差异越大,纯合体比例越大;差异越小,杂合体比例越大。当p=q=1/2时, 纯合体效应正负抵消,群体平均数为: 1 1 1 1 1 a 2 d d 2 2 2 2 2
棉花单株结桃数
花生百粒重
胡麻千粒重
亚麻亩产量
品质性状
甜玉米的含糖量
西瓜的含糖量
葡萄的含糖量
油菜的含油量
甘薯的类胡萝卜素含量
抗病性状
韭菜对锈病的抗 性
大豆对锈病的抗性
小麦对锈病的抗 性 甘薯对茎线虫病的抗性
水稻的抗旱性
《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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数 量 性 状 例 子
数量性状例子
❖ 由于环境条件的影响,即使基因型纯合的亲 本(P1、P2)和基因型杂合一致的F1代,各个 体的穗长也呈现连续的分布。
❖ F2群体既有由于基因所造成的基因型差异, 又有由于环境的影响所造成的差异,所以F2 的连续分布比亲本和F1都更广泛。
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
质量性状和数量性状
❖ 生物界遗传性状的变异有连续变异和不连续变异两种。 ❖ 表现不连续变异的性状为质量性状。
如豌豆的花色、小麦的芒(有或无)
❖ 最常用的统计参数:
平均数(mean)、方差(variance) 标准差(standard deviation) 相关系数
一、平均数
❖ 表示一组资料的集中性。 ❖ 通常应用算术平均数。 ❖ 是某一性状全部观察值的平均值。
二、方差
❖ 表示一组资料的分散程度或离中性。 ❖ 全部观察值偏离平均数的度量参数。 ❖ 方差愈大,平均数的代表性愈小。 ❖ 计算方法:先求出全部资料中每一个观
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
❖ (一)表现型值
❖ 对个体某个性状度量或观察到的数值。如:
某玉米的穗长10cm;某水稻穗上有300粒稻谷;某人身 高168cm;等。
❖ 表现型值(P)是由基因型(G)和环境(E)共同决定 的。
P = G + E
(二)基因型值的分解
❖ 加性效应 (additve effect),A
❖ 5、微效基因对环境敏感。
❖ 6、多基因往往有多效性,起微效基因的同时在其他性 状上可以作为修饰基因。
❖ 7、多基因与主效基因一样都处在细胞核的染色体上, 并且具有分离、重组、连锁等性质。
三、超亲遗传
❖ 在植物杂交时,杂种后代出现的一种超越双亲的现象。
复习思考题
❖ 1、名词解释
质量性状 数量性状
❖ 基因型方差可以进一步分解成:
VG =VA+VD+VI VP =VA+VD+VI+VE
不分离群体的方差
❖ 一般来说,纯系农作物品种亲本P1、P2群体中各个个体 的基因型是纯合一致的。
❖ F1群体的各个个体的基因型是杂合一致的。 ❖ 这两种群体均为不分离群体。 ❖ 不分离群体内个体间没有遗传差异,所有的变异都是环
等位基因间和非等位基因间的累加效应。
❖ 显性效应 (dominance effect),D
基因座位内等位基因之间的互作效应。
❖ 上位性效应 (epistasis effect),I
非等位基因之间的相互作用。
二、常用的几种群体的方差
VP:表现型方差 VG:基因型方差 VE:环境方差
基因型方差
❖ 基因型方差是群体内个体间基因型差异引起 的变异量。
❖ 表现连续变异的性状称为数量性状。
如植株的高矮、果实的大小、产量、生育期等。
第一节 数量性状的特征
❖ 一、数量性状的特征
❖ 与质量性状相比,数量性状有两个显著的特征:
数量性状是可以度量的; 表现为连续变异;
❖数量性状一般比质量性状更容易受环境条件的影 响而长度不同的两个品系进行杂交:
二、数量性状的遗传基础
❖ 数量性状的遗传规律与质量性状的遗传规律有一定的区 别。
❖ 1909年,瑞典遗传学家Nilson-Ehle (尼尔逊·埃尔)对 小麦籽粒颜色的遗传进行研究后,提出多基因假说,经 后人的试验得以论证而得到公认。
(一)多基因假说的实验根据
(一)多基因假说的实验根据
实验现象的解释
❖ 假设R基因使子粒呈红色,每增加一个R,子 粒的颜色就深一些。
❖ R,红色增效基因 ❖ R的效应可以累加 ❖ R的等位基因为r,r为减效基因
最简单的数量性状,可假定由2对或3对基因决定 小麦籽粒颜色2对基因的遗传动态图示如下:
小麦籽粒颜色3对基因的遗传动态图示如下
补充资料:杨辉三角形
两个未知数和的n 次方运算后的各项 系数依次为杨辉三 角的第(n+1)行。
质量性状与数量性状的比较
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。
❖ 株高是一个数量性状,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,而在有些组合中表现为连续变异,即具有 数量性状的特征。
(二)多基因假说的要点
❖ 1、数量性状由许多微效基因的联合效应所控制。 ❖ 2、多基因中的每一对基因对性状表现型所产生的效应
是微小的。 ❖ 3、微效基因的效应是相等而且相加的,故又称多基因
为累加基因。 ❖ 4、微效基因之间往往缺乏显性。有时用大写字母表示
增效,小写字母表示减效。
(二)多基因假说的要点
复习思考题
❖ 2、质量性状和数量性状的区别。
复习思考题
❖ 3、什么是多基因假说?
❖ 4、判断题
多基因假说同样遵循分离规律,并可解释超亲遗
传。
(√)
许多数量性状具有超亲遗传现象,当两个纯合亲 本杂交后,F1就表现出超亲遗传的现象。 (×)
第二节 数量性状遗传研究的基本统计方法
❖ 对数量性状的研究,一般是采用相应的度量单位进 行度量,然后进行统计学分析。
察值与平均数的离差的平方的总和,再 除以观察值个数。
三、标准差
❖ 方差的平方根值。 ❖ 方差和标准差是全部观察值偏离平均数的重要度量参数。
四、相关系数
❖ 相关系数是变量之间相关程度的指标。 ❖ 相关系数的取值范围为[-1,1]。 ❖ 如两者呈正相关,r呈正值,r=1时为完全正相关;如两
者呈负相关则r呈负值,而r=-1时为完全负相关。
境因素引起的。
VE = 1/2(VP1 + VP2)或1/3(VP1 + VP2 + VF1)
第四节 遗传率的估算及其应用
❖ 一、遗传率的概念
❖ 遗传率(heritability)或称遗传力,是遗传方差在总方 差中所占的比值。
❖ 遗传率是指某一性状(表现型)由遗传成分(基因型) 所决定的比率。
广义遗传率(H2B) 狭义遗传率(H2N)