关于数量性状遗传分析课件
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小麦种皮颜色的遗传是4个贡献等位基因的多基因遗传
三对基因控制
红粒 R1R1R2R2R3R3 × r1r1r2r2r3r3 白粒 ↓
R1r1R2r2R3r3 红粒 ↓⊕
表型类别
红
色
白色
最红 暗红 深红 中深红 中红 浅红
表型比例
1 6 15 20 15 6
1
红色增效基因数 6R 5R 4R 3R 2R 1R
例外：
偏态分布
一些基因可能存在着显性作用：Aa=AA
所以: A1A1=A1a1 那么，A1A1A2A2、A1a1A2a2、A1a1A2A2
A1A1A2a2 、A1a1A2A2基因型效应相当.
杂交后代分布曲线呈偏态
例外
主效效应
• 有些数量性状受一对或少数几对主基因的支配， 还受到一些微效基因的修饰，使性状表现的程度
杨辉三角
数量性状基因数的估计
4n = F2代个体总数/ F2代中极端个体数
例如:获得子二代22016个子代，其中极端子代86 个，计算所涉及的基因数。
(1/4)n = 86/22016 n=4
典型数量性状分布图（正态分布）
控制数量性状的基因数目越多，后代的变异类型也越多，每 一种所占的比例更小，加上环境因素，更易呈连续变异。而且 是中间多、两头少，为正态分布.
关于数量性状遗传 分析
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1、 数量性状及其特征
质量性状（qualitative character）： 相对性状之间显示出质的差异,变异
不连续。
在杂种后代的分离群体中，具有相对性状的个 体可以明确分组，求出不同组之间的比例。 比较容易地用分离规律、独立分配规律或连锁 遗传规律来分析其遗传动态。
数量性状
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
▪ 微效多基因往往有多效性,一个性状由多个基因 内控制；而一个基因往往影响多个性状。
▪ 多基因定位在染色体上，具有分离、重组、连 锁等性质.
微效多基因：控制数量性状的多基因中，由于每对
基因对表型的影响甚微，很难把它们个别的作用区 分开，通常把控制数量性状的基因称为~
数量性状的遗传在本质上与孟德尔式的遗传完全一 样，只是需用多基因理论来解释。
阈性状的两种分布
呈正态分布（连续分布以X表示） 可以计数的间断分布（以P表示）
• 阈性状表型非连续变异，存在一个“阈”。阈 的一侧表现一类性状，阈的另一侧表现另一类
性状，中间存在一个临界点（阈值），如死亡 与存活，是一类重要的数量性状.
易患（感）性（liability）
• 多基因遗传病认为是由遗传因素与环境效应共同决定 个体是否容易患病，这在医学遗传学中称为易患性。
0R
红粒：白粒
63：1
分离比率是按二次分布系数分配
如果只有1对基因控制
F1植株产生的配子 ♂G 1/2R+1/2r ♀G 1/2R+1/2r
♀♂配子受精结合， F2的基因型频率为 （1/2R+1/2r）(1/2R+1/2r) =(1/2R+1/2r)2 =1/4 RR +2/4 Rr +1/4 rr
• 易患性的变异是呈连续变异的，它表示人体内由基因 决定的某种抗体物质的浓度差异。
受到修饰。
如小家鼠有一种引起白斑的显性基因，白斑的大小由 一组修饰基因所控制。
主基因：控制某个性状表现的效应较大的少数基因； 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。
质量性状和数量性状的相对性
由于区分性状的方法不同，质量性状与数量性 状可能相互转化。 某些数量性状在一些杂交组合中表现为质量性 状特征，而在有些组合中表现数量性状的特征。
• F2中，R或C的数目分别是4、3、2、1、 0，分别控制从红色到白色的各种颜色。
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).
数量性状遗传的多基因假说：
▪ 数量性状是由许多微效基因(多基因)的联合效应 所造成的；
▪ 每对基因对性状表型的表现所产生的作用微小. ▪ 等位基因之间为不完全显性或无显性，表现为增
效和减效作用, 彼此间不存在显隐性； ▪ 多基因的效应相等，而且彼此间的作用可以累加，
后代的分离表现为连续变异； ▪ 微效基因对环境敏感.
•例: 玉米果穗长度遗传
F1是杂合体，但基因型相同，那么穗长的差异一 定由于环境的差异所引起。
玉米果穗长度遗传
• F1介于双亲之间， 表现为不完全显性.
• 不能按穗长对F2 个体进行归类.
• F2平均值与F1接 近但变异幅度更大.
质量性状与数量性状的比较
2、数量性状的多基因学说
➢1908，Nilson Ehle ，普通小麦籽粒色遗传
由于用于杂交的亲本间相差基因对数的不同，相差 的基因对数愈多，愈接近连续分布。
由于观察的层次不同。
如产子数可简单分为单胎和多胎，引起多胎的激素 水平是连续分布的。
阈性状及特性
• 阈性状——具有一个潜在的连续性变量分布，
其遗传基础是微效多基因控制，但该性状需达 到某一阈值才表现出来，而低于该阈值则不表 现，这类性状称为~。
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.
概念：与质量性状相比较而言，某些相 对性状的变异呈连续性，个体之间的差 异不明显，界限不清楚，很难明确分组。
➢ 动植物的许多经济性状： ▪ 农作物的产量 ▪ 成熟期 ▪ 奶牛的产奶量 ▪ 棉花的纤维长度等。
数量性状有两个最显著的特征
1、 连续变异。
杂交后代难以明确分组只能用度量单位进 行测量.
2、易受环境条件的影响，并表现较复杂的 互作关系。
三对基因控制
红粒 R1R1R2R2R3R3 × r1r1r2r2r3r3 白粒 ↓
R1r1R2r2R3r3 红粒 ↓⊕
表型类别
红
色
白色
最红 暗红 深红 中深红 中红 浅红
表型比例
1 6 15 20 15 6
1
红色增效基因数 6R 5R 4R 3R 2R 1R
例外：
偏态分布
一些基因可能存在着显性作用：Aa=AA
所以: A1A1=A1a1 那么，A1A1A2A2、A1a1A2a2、A1a1A2A2
A1A1A2a2 、A1a1A2A2基因型效应相当.
杂交后代分布曲线呈偏态
例外
主效效应
• 有些数量性状受一对或少数几对主基因的支配， 还受到一些微效基因的修饰，使性状表现的程度
杨辉三角
数量性状基因数的估计
4n = F2代个体总数/ F2代中极端个体数
例如:获得子二代22016个子代，其中极端子代86 个，计算所涉及的基因数。
(1/4)n = 86/22016 n=4
典型数量性状分布图（正态分布）
控制数量性状的基因数目越多，后代的变异类型也越多，每 一种所占的比例更小，加上环境因素，更易呈连续变异。而且 是中间多、两头少，为正态分布.
关于数量性状遗传 分析
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1、 数量性状及其特征
质量性状（qualitative character）： 相对性状之间显示出质的差异,变异
不连续。
在杂种后代的分离群体中，具有相对性状的个 体可以明确分组，求出不同组之间的比例。 比较容易地用分离规律、独立分配规律或连锁 遗传规律来分析其遗传动态。
数量性状
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
▪ 微效多基因往往有多效性,一个性状由多个基因 内控制；而一个基因往往影响多个性状。
▪ 多基因定位在染色体上，具有分离、重组、连 锁等性质.
微效多基因：控制数量性状的多基因中，由于每对
基因对表型的影响甚微，很难把它们个别的作用区 分开，通常把控制数量性状的基因称为~
数量性状的遗传在本质上与孟德尔式的遗传完全一 样，只是需用多基因理论来解释。
阈性状的两种分布
呈正态分布（连续分布以X表示） 可以计数的间断分布（以P表示）
• 阈性状表型非连续变异，存在一个“阈”。阈 的一侧表现一类性状，阈的另一侧表现另一类
性状，中间存在一个临界点（阈值），如死亡 与存活，是一类重要的数量性状.
易患（感）性（liability）
• 多基因遗传病认为是由遗传因素与环境效应共同决定 个体是否容易患病，这在医学遗传学中称为易患性。
0R
红粒：白粒
63：1
分离比率是按二次分布系数分配
如果只有1对基因控制
F1植株产生的配子 ♂G 1/2R+1/2r ♀G 1/2R+1/2r
♀♂配子受精结合， F2的基因型频率为 （1/2R+1/2r）(1/2R+1/2r) =(1/2R+1/2r)2 =1/4 RR +2/4 Rr +1/4 rr
• 易患性的变异是呈连续变异的，它表示人体内由基因 决定的某种抗体物质的浓度差异。
受到修饰。
如小家鼠有一种引起白斑的显性基因，白斑的大小由 一组修饰基因所控制。
主基因：控制某个性状表现的效应较大的少数基因； 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。
质量性状和数量性状的相对性
由于区分性状的方法不同，质量性状与数量性 状可能相互转化。 某些数量性状在一些杂交组合中表现为质量性 状特征，而在有些组合中表现数量性状的特征。
• F2中，R或C的数目分别是4、3、2、1、 0，分别控制从红色到白色的各种颜色。
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).
数量性状遗传的多基因假说：
▪ 数量性状是由许多微效基因(多基因)的联合效应 所造成的；
▪ 每对基因对性状表型的表现所产生的作用微小. ▪ 等位基因之间为不完全显性或无显性，表现为增
效和减效作用, 彼此间不存在显隐性； ▪ 多基因的效应相等，而且彼此间的作用可以累加，
后代的分离表现为连续变异； ▪ 微效基因对环境敏感.
•例: 玉米果穗长度遗传
F1是杂合体，但基因型相同，那么穗长的差异一 定由于环境的差异所引起。
玉米果穗长度遗传
• F1介于双亲之间， 表现为不完全显性.
• 不能按穗长对F2 个体进行归类.
• F2平均值与F1接 近但变异幅度更大.
质量性状与数量性状的比较
2、数量性状的多基因学说
➢1908，Nilson Ehle ，普通小麦籽粒色遗传
由于用于杂交的亲本间相差基因对数的不同，相差 的基因对数愈多，愈接近连续分布。
由于观察的层次不同。
如产子数可简单分为单胎和多胎，引起多胎的激素 水平是连续分布的。
阈性状及特性
• 阈性状——具有一个潜在的连续性变量分布，
其遗传基础是微效多基因控制，但该性状需达 到某一阈值才表现出来，而低于该阈值则不表 现，这类性状称为~。
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.
概念：与质量性状相比较而言，某些相 对性状的变异呈连续性，个体之间的差 异不明显，界限不清楚，很难明确分组。
➢ 动植物的许多经济性状： ▪ 农作物的产量 ▪ 成熟期 ▪ 奶牛的产奶量 ▪ 棉花的纤维长度等。
数量性状有两个最显著的特征
1、 连续变异。
杂交后代难以明确分组只能用度量单位进 行测量.
2、易受环境条件的影响，并表现较复杂的 互作关系。