第七章数量性状遗传参数估测_PPT幻灯片

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遗传学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1讲-数量性状的遗传研究PPT课件

第1讲-数量性状的遗传研究PPT课件
第1讲 数量遗传学 Quantitative Genetics
数量遗传学是遗传学的一个分支学科,是专门研究生物数 量性状遗传和变异的科学
.
1
生物的性状可分为两类
质量性状qualitativetrait
个体差异不连续--经典遗传学
数量性状quantitativetrait
个体差异为连续--数量遗传学
第2节 数量性状的遗传基础
瑞典遗传学家Nilsson-Ehle(尼尔逊-埃尔)认为,数量性状 之所以表现为连续的变异,是因为受到多基因控制
一对基因
0.6 0.4 0.2
0 白色
中红
深红
三对基因
0.4 0.3 0.2 0.1
0 白色 淡红 浅红 中红 大红 紫红 深红
二对基因
多对基因
0.4
0.3
0.2
15 64
6 64
1 64
0R1R 2R 3R 4R 5R 6R
颜色



.
10
数量性状遗传的多基因假说
控制数量性状的基因数目众多 各个基因的效应微小且相等 等位基因之间为不完全显性或无显性 各基因的效应可以累加
例如:(估算基因型效应)
如果株高是由2对基因控制,且每个基因的效应为2,显性效应为1 那么,个体AABb的株高将高于群体:
双列杂交F1群体
DH,RIL,NIL等群体
.
13
测量各世代群体中个体的数量性状表型值
.
14
对数量性状表型值进行分解
表现型变异
遗传
互作
遗传效应
遗传主效应: A、D、I GE互作: AE、DE、IE
环境
宏观环境、微观环境

《数量性状的遗传》PPT教学培训模板

《数量性状的遗传》PPT教学培训模板

在完成环境因 素分析和SWOT 矩阵的构造后, 便可以制定出 相应的行动计 划。
SW优势与产品的 质量
服务 态度
提高公司 盈利性
服务的 及时性
产品的 适用性
产品线 的宽度
竞争优势可以指消费者眼中一个 企业或它的产品有别于其竞争对 手的任何优越的东西。
产品价 格
产品的 可靠性
PEST法
政治/法律:
•垄断法律 •环境保护法 •税法 •对外贸易规定 •劳动法 •政府稳定性
经济
•经济周期 •GNP趋势 •利率 •货币供给 •通货膨胀 •失业率 •可支配收入 •能源供给 •成本
社会文化
•人口统比收入 分配 •社会稳定 •生活方式的变 化 •教育水平 •消费
技术
•政府对研究的 投入
多基因
变异分布
正态分布
表型分布
连续
受环境影响

遗传规律
非孟德尔遗传 (每对基因遵循孟德尔遗传)
性状特点
易度量
研究方法
统计
研究对象
群体
质量性状 单基因 二项分布 分散

孟德尔遗传
不易度量 系谱、概率 个体和群体
2、数量性状与质量性状的关系
数量性状呈连续变异,受微效多基因控制; 质量性状呈现不连续变异,受主基因控制(对性状起主要
直接进攻企 业优势所在, 或采取更为 有力的策略
企业在维持竞争优势过 程中,必须深刻认识自 身的资源和能力,采取 适当的措施。因为一个 企业一旦在某一方面具 有了竞争优势,势必会 吸引到竞争对手的注意。
而影响企业竞争优势的持续时间,主要的是三个关键因素: (1)建立这种优势要多长时间? (2)能够获得的优势有多大? (3)竞争对手作出有力反应需要多长时间? 如果企业分析清楚了这三个因素,就会明确自己在建立和维持竞争优势中的地位了。

第七节 动物数量性状遗传

第七节 动物数量性状遗传

的减退,这种现象称之为近交衰退。
动物遗传育种
3.2 近交衰退的表现
(1)隐性有害基因纯合子出现的概率增加, 由于长期自然选择的结果,有害基因大多 是隐性的,其作用只在纯合时才表现。 (2)近交衰退的第二个表现是使数量性状的 群体均值下降。
动物遗传育种
两个亲本杂交,子一代个体的某一 数量性状并不等于两个亲本的平均,而 是高于亲本的平均,甚至超出亲本范围, 比两个亲本都高,叫做杂种优势。表现 在生活力,繁殖力,抗逆性以及产量和 品质上
动物遗传育种
(二)重复力
1.重复力概念 是不同次生产周期之间同一 性状所能重复的程度;或同一性状不同度量值 间的相关程度; 2.重复力的估计 公式: σ B2 和σ w2表示个体间方差和个体内 度量值间方差; (均为正值)
re =
σ
B
2 w 2
σ
B
2

VA + VEg = VP
动物遗传育种
3 .重复力的应用
动物遗传育种
(1)性状的表现(表现型)是基因型和环境共同作用 的结果,但对某一具体性状而言,了解它的遗传作用和 环境影响在其表现中各占多大的比重,对于育种家关系 极大。 (2)一般地说,遗传率高的性状,容易选择,遗传率 低的性状,选择的效果较小。 (3)遗传率高的性状,在杂种的早期世代选择,收效 较好。而遗传率较低的性状,则应在杂种后期世代选择 才能收到较好的效果。
动物遗传育种
(4)有些性状,尤其是产量等经济性状都是典型的数量 性状,遗传率很低。 (5)但是若这些性状与某些遗传率高的简单性状密切相 关,可以用这些简单性状作为指标进行间接选择,以提高 选择的效果。如大豆产量的遗传率很低,而子粒重、开花 期的遗传率较高,且与产量之间有很高的相关系数,因此 可以通过选择子粒重、开花期而达到对产量的选择目的。

遗传学 数量性状遗传分析ppt课件

遗传学 数量性状遗传分析ppt课件

-
18
三 阈性状及其特性
二 是表型呈非连续变异,而遗传物质的数量呈 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,如抗病、死亡率以及单胎动物的产仔 数等性状,称为阈性状(threshold character或 threshold trait)。
-
5
数量性状的连续性特点:
第一,一种基因型影响一组表型的表现。其结果模糊 了基因型所决定的不同表型之间的差异,因而不能将一个 特定的表型归属于一个特定的基因型。
如果A1A1A2A2A3A3=18cm,a1a1a2a2a3a3=12cm, 可知一个基因的效应值(A1=A2=A3)为3cm,(6A=18) 一个a基因的效应值(a1=a2=a3)为2cm。(6a=12)
因此,每用一个a基因替换一个A基因,穗长将减少1cm
-
15
忽略环境效应的影响,下列杂交试验的结果将是:
F2的红色籽粒中呈现各种程度的差异,按红色程度可分为: A组:1/4红粒:2/4中等红:1/4白粒; B组:1/16深红:4/16红:6/16中等红:4/16淡红:1/16白色; C组: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
-
9ห้องสมุดไป่ตู้
-
12
数量性状在研究方法的特点:
1)在杂交后代中,个别或少数后裔所能提供的信息量很少。 研究的单位必须扩大到群体和许多世系才可能获得对其 遗传规律和动态变化的认识;
2)对个体的性状进行测量;
3)利用生物统计学的方法,计算性状的表型参数:平均数、 方差(或标准差)、变异系数,以及遗传参数:遗传率、 遗传相关系数等。
-

实验七数量性状的遗传分析

实验七数量性状的遗传分析
• 四、实验用具
• 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)

数量性状的遗传—数量性状基因定位(遗传学课件)

数量性状的遗传—数量性状基因定位(遗传学课件)
如果分子标记覆盖整个基因组,控制数量性状的 基因( Qi)两侧会有相连锁的分子标记( M i- 和 M i+ ),这 些与Qi紧密连锁的分子标记将表现不同程度的遗传效应。
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。

《数量性状遗传》PPT课件

《数量性状遗传》PPT课件

1R
0R
深红 中深红 中红 淡红 白色
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 次深红 中红 中淡红 淡红 白色
由 于 F1 产 生 1/2R 和 1/2r 的 ♀ 、 ♂ 配子,则F2表现型为:
性状 理科天赋 文史天赋 数学天赋 拼写能力 精神分裂症 冠状动脉病
高血压
遗传力 0.34 0.12 0.45 0.53 0.80 0.65 0.62
5-3 近亲繁殖与杂种优势
一、近交与杂交的概念:
植物中的近交:自交;回交 动物中的近交:全同胞;半同胞和亲表
兄妹 度量亲缘关系的远近: 动物——采用系谱分析法(近亲系数) 植物——天然异交率
1925年著《研究工作者统计方法》一书 (StatisticalMethods for Research Workers), 为数量遗传学的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。
一、数量性状具有以下特点:
1.数量性状的变异表现为连续性: 杂交后代难以明确分组,只能用度量单位
加性效应(additive effect):纯结合位点上的可固 定的基因效应,是可稳定遗传的;
显性效应(dominance effect):杂结合位点上的 不可固定的基因效应,是不稳定遗传的;
上位性效应(epitasis effect):不同位点的基因之 间的互作效应,目前难以估计。
因此在遗传力的估算中,遗传方差若改用

数量性状遗传分析(共47张PPT)

数量性状遗传分析(共47张PPT)

9.1.4 阈性状及其特性
1 阈性状(threshold character/trait ):性状 数值达到某一特定值时表现为正常,达不到则为不 正常,由多基因控制,表现呈非连续型变异,如血
压,血糖含量、生物的抗病力、患病性,还有如单胎 动物品种的产仔数表现单胎、双胎和稀有的多胎等。
2 人类的多基因遗传病
(p + q) 的一般形式,其中p + q = 1。这 可归结为 b=(xg-xr)/ag
n
数量性状和质量性状的划分不是绝对的,许多性状既受主效基因的控制,又受ห้องสมุดไป่ตู้效基因的影响。
(1/2R+1/2r)2n

X(1/2R+1Y/2种r)2n 二项式的展开项构成了一种概率分布,称为二项
人类群体中多基因遗传病的遗传率(或遗传度)的估算方法:
微效基因(minor gene):控制数量性状的遗传因子,
又称为多基因(polygene)。 主效基因(major gene):控制质量性状的遗传因子,
又称为寡基因(oligogene)。
2 微效多基因之间通常不存在显隐性关系,表现 为不完全显性或无显性,或表现为增效和减效作 用。
3 微效多基因的遗传仍遵守遗传的基本规律,同样有
三对基因差异
0R 1R 2R 3R 4R 5R 6R 红粒:白粒=63:1
D 小麦子粒颜色受n对差异基因决定
则F2的表现型频率为:
(1/2R+1/2r)2n
这暗示,在数量性状中,高表型值的亲本(简称高值亲本)与低表型值的亲本(简称低值亲本)之间没有明显的显隐性关系。
F1的表型变异也完全来自环境变异,即VE1=VF1,VE2=VE1.
B组实验中,F2 红粒:白粒 = 15:1,表明子粒颜 色由2对差异基因决定。
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是个体内方差。 2W = VEs
重复力估测
• •
re =
VG+VEg VP
= VG+VEg
=
2B
VG+VEg+Ves
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2B+ 2W
• = MSB-MSW
( MSB估计的是 2W+n2B)

MSB+(n-1)MSW
( MSW估计的是 2W)
• MSB=SSB/dfB MSW =SSB/dfW SSP=SSB+SSW dfP=dfB+dfW

bOP = VA / VP = h2
h2 = 2bOP

②上下代方差相同,子代两性间方差不相同。

需分别求女儿和儿子对亲本的回归,并

经矫正后计算遗传力。
遗传力的估测
• 2 由同胞关系估测遗传力
• ①半同胞相关(Half-sib correlation)法(组内相关系数)
• • r(HS)=

2S

Q..>1时,用 第I次度量值估测准确。

Q<1 时,用第j次度量值估测准确
第四节 遗传力
• 遗传力的概念:
• 1 广义遗传力(heritability in the broad sense)数量性 状基因型方差占表型方差的比率。H2=VG/VP。
• 2 狭义遗传力( heritability in the narrow sense)数量性
COVOP=COVG(OP)=∑1/2A(A+R)/ N
• 由于∑AR=0
∴ COVG(OP)= 1/2∑A2 / N = 1/2VA

bOP=1/2(VA /2P )=1/2( VA /VP )= 1/2 h2
h2 = 2bOP

子代对双亲均值的回归

COVOP = COVG(OP)=∑A(A+R)/ N = VA
• 根据不同次记录与所有记录平均数的相关系数,确定用那一次记
录来估测后期产量最可靠。
• • •
rPi P =
COVPiP Pi P
= 2Pi = Pi = Pi P P
Vpi = VP(n)
1-(n-1)ri n
• • •
rPjP =
1-(n-1)rj n
Q = rPi P rPjP
= 1-(n-1)ri 1-(n-1)rj
• 根据n 次度量记录,评定个体育种值:

AX= ( Pi - P ) h2(n) + P
n h2
• •
AX
=
(
Pi
-
P
) 1+(n-1)re
+
P
重复力的用途
• 5 根据早期的记录估测后期的产量 重复力的大小反映不同度量值间的重复程度,对于重复力高的性 状,早期产量高的个体,其后期的产量也高,早期产量低,后期 产量也低。

状育种值方差占表型方差的比率。h2=VA/VP。
• 3 已实现的遗传力(realized heritability)子代选择

反应占亲代选择差的比例。
遗传力的表达方式
• 1遗传力是育种值对表型值的决定系数。 h2 = dPA = A2 / P 2 • 2 表型各组分间无相关时,遗传力是育种值对表型值的回归系数。
SPAP SSP
P ·
A
=
bAP
·
P =
A
h2
·
1 h
=
h


h2 = r2AP
遗传力的估计原理
• 只有通过亲属关系才能估计遗传力. rA
• 亲属间没有环境相关,
R1 A1 A2 R2
• 基因型值与剩余值无相关,则
hh
• P1和 P2个体间的相关系数
• rP=hrAh=h2rA h2=rP/rA


亲缘个体为全同胞关系

h2=rP(HS)/rA(HS) =rP(HS)/0.25= 4rP(HS)
遗传力的估测
• 1 由亲子关系估测遗传力

----亲子回归法(Offspring-Parent regression)
• ①上下代方差相同,两性间方差也相同。
• 子代对一个亲本的回归
• bOP = COVOP/2P
根据不同的亲缘关系,
P1 P2

可计算出遗传力.
rP
遗传力的估计原理
• 亲缘个体为同卵双胞胎或自交后代

h2=rP(MT)/rA(MT) =rP(MT)/1= rP(MT)
• 亲缘个体为亲子关系

h2=rP(OP)/rA(OP) =rP(OP)/0.5= 2rP(OP)
• 亲缘个体为全同胞关系

h2=rP(FS)/rA(FS) =rP(FS)/0.5= 2rP(FS)
• 一般环境方差(General environmental variance):
• 在时间上持久 或空间上非局部的条件所造成的环境方 差,是个体间方差的 一部分。

VE = VEg+ VEs
2B = VG+ Veg
• 特殊环境方差(Special environmental variance)

是暂时的或局部的条件造成的环境方差,
重复力的用途
• 3. 判断遗传力估计是否正确
• re = (VG+VEg)/ VP
H2 = VG/ VP
h2 = VA/ VP
• re > H2 > h2 重复力是遗传力的上限。
• 4. 综合评定畜禽育种值
• •
h2(n) =
VA VP(n)
=
n 1+(n-1)re·
VA VP
n h2 = 1+(n-1)re
MSS – MSW
=
MSS—公畜间均方
2S+ 2W MSS+(n0-1)MSW MSW —公畜内女儿间均方
• n0 是公畜的女儿头数。

当公畜的女儿数不等时

• A = h2 P
即 h2 = bAP
∵ ∑SPAR = 0
• h2 = 2A/ 2P=SSA/ SSP =(SSA+SPAR)/ SSP = SPAP / SSP = bAP
• 3 遗传力是育种值与表型值的相关系数的平方,是用表型值估计
育种值准确性的度量。
• • •
rAP = COVAP/ AP =
重复力概念
• 某一性状在多个家畜中进行多次度量,同一个 体多次 度量值间 的差异称为个体内(组内) 方差 (inter-individual variance),
• 不同个体间多次度量值的差 异称为个体间(组
间)方差(intra- individual variance)。

VP= 2B+ 2W

环境方差的剖分
• SSB =n∑k(Xj-X)2
SSW
k
=∑
∑n(Xji-Xj)2
i = n j= k

dfB = K-1 dfW = K(n-1) K是个体数 n 是度量次数

SSP =∑kn(Xji-X)2
dfP = nK-1

当个体间度量次数不等时,用加权平均数
• •
度量n0
n0 =
1( k-1
∑nj-
∑n2j ) ∑nj
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