数量性状的遗传模型

环境效应
– 随机个别环境效应
随机地对各个个体产生影响的环境因素 – 持久性(permanent) 环境效应：长时间或终生对一 个个体的某个性状都产生影响的环境因素 – 暂时性(temporary)环境效应：只在某个时刻对个 体的某个性状产生影响的环境因素
质量性状与数量性状比较
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基因控制 变异分布 表型分布 受环境影响 遗传规律 数量性状 多基因 正态分布 连续 大 非孟德尔遗传 质量性状 单基因 二项分布 分散 小 孟德尔遗传
性状特点 研究对象 易量度 群体 不易量度 个体和群体
•某些性状既有数量性状特点，又有质量性状特点，因区 分的着眼点不同而异。
第三章 数量性状的数学模型
1
一、质量性状和数量性状
(qualitative and quantitative character)
质量性状
性状间差别明显，一般没有中间过渡类 型；这种呈现不连续变异的性状叫做质 量性状。
数量性状
性状间只有数量的不同，没有明显的质 的差别，其间有一系列的过渡类型；这 种表现连续变异的性状叫做数量性状。
基因型 AA
Aa
aa
频数 80
62
15
均重 4.7
4.2
3.5
估计群体均值及基因型值方差.
单基因座模型
基因的平均效应（average effect）：
一个等位基因的平均效应是指用该等位基因的纯 和子与群体中的其他个体随机交配后所得后代的平 均基因型值与群体平均基因型值的离差。
A1的平均效应：
1 pa qd [a( p q) 2 pqd]
不同基因座上的基因之间的互作效应
两个基因座： G GA GB I AB
多个基因座： G Gi I
i
ADI
VG VA VD VI
多基因座模型
两基因座模型
基因型 频率 基因型值
A1A1
p
2 A
aA
座位 A A1A2
2 p Aq A dA
A2A2
q
2 A
aA
B1B1
p
2 B
aB
座位 B B1B2
– 例：牧场、年度、季节、性别以及它们之间的互 作
随机 (random) 环境效应 – 随机共同(common)环境效应
对处于同一环境下的一组亲属个体产生相似影响的环 境因素
母体效应(maternal effect)：母亲的泌乳能力、护仔能 力等
窝效应(litter effect)：对同窝个体产生相似影响的环 境因素
因和非贡献等位基因 （2）各贡献等位基因对某种性状的作用是相同的 （3）各贡献等位基因的作用是可以累加的 （4）在多基因遗传的各位点之间无上位效应 （5）在多基因遗传中的各基因是不连锁的
数量性状的几个统计学标记
数量性状基因数目的估计
• 根据公式估算最低限度的基因对数
(P1-P2)2 N=
8(VF2-VF1)
21=2q
2q2d
(q-p)a + (1-2pq)d -2p(a+qd)
(q-p)+2pqd -2p(+pd)
1+2= (q-p)
2pqd
22=-2p
-2p2d
群体的平均育种值 : E(A) = 0
群体的育种值方差（加性方差）：VA 2 pq 2
群体的平均显性离差 : E(D) = 0
群体的显性离差方差（显性方差）：VD
(2 pqd)2
多基因座模型
群体平均基因型值
ai ( pi qi ) 2 piqidi
个体育种值
A Ai
VA 2 piqii2
个体显性离差
D Di
VD (2 piqidi )2
多基因座模型
上位离差（epistatic deviation）
多个基因座位上总的基因型值与各个座位的基 因型值之和的离差
二、数量性状表型值的剖分
基本公式
表型值（P） 基因型值（G） 环境效应（E） 基因型 环境互作（IGE）
如果 IGE = 0
PGE
育种值 基因型值显性离差
上位离差
环境效应
系统环境效应 随机环境效应
随机共同环境 随机个别环境
单基因座模型
两个等位基因 A1和 A2 基因频率分别为 p 和 q 群体在该基因座上处于Hardy-Weinberg平衡
•同一性状因杂交亲本类型或有差异的基因数不同，可能 表现为数量或质量性状。
•某些基因可能同时影响质量性状与数量性状，或者对某 一性状起主基因作用而对另一性状起微效基因作用。
微效多基因模型（Polygenic）
1909年，Nilsson-Ehle的多因子假说： （1）决定数量性状的基因是一系列的贡献等位基
p(a d) q(d a)
a d(q p)
1 2
1 q
2 p
单基因座模型
育种值 A（breeding value）
一个个体的育种值是它所携带的等位基因的平均效应之和。 一个个体的育种值是将它与群体中的其他个体随机交配后
所得后代的平均数与群体均数的离差的2倍。 也称为基因的加性效应（additive effect）值
单基因座模型
群体平均基因型值：
p2a 2 pq(d) q2(a)
a( p q) 2 pqd
群体基因型值方差：
VG p2a2 2 pqd 2 q2 (a)2 2
2 pq[a d (q p)]2 (2 pqd)2
例一.估计群体均数与基因型值方差
某一基因座(一对等位基因控制)位影响 鹅的体重情况如下:
显性离差 D（dominance deviation）
基因型值（以离均差表示）与育种值的差 等位基因之间的互作效应
G=A+D
VG VA VD
单基因座模型
频率 基因型值 G
A1A1
p2
a
基因型 A1A2
2pq d
A2A2
q2
-a
与群体均数 的离差
育种值 A 显性离差 D
2q(a-pd)
2q(-qd)
2 pBqB dB
B2B2
q B2
aB
VG VA VD VI
VA
2
pAqA
2 A
2
pBqB
2 B
VD (2 pAqAd A)2 (2 pBqBdB )2
环境效应 (environmental effect)
系统 (systematic) 环境效应 – 同时对多个个体产生相同影响的环境因素
q[a d (q p)]
A2的平均效应：
2 pd qa [a( p q) 2 pqd]
p[a d (q p)]
单基因座模型
基因替代的平均效应 （average effect of gene substitution）
将从群体中随机抽取的A2 基因替换为 A1所引 起的群体平均基因型值的变化(基因均效之差)。