十八章、数量性状遗传 学习要点: 1.相关概念:数量性状;阈性状;回归系数;累 加效应;显性效应;上位效应;遗传率;同型 交配;异型交配;近交系数;杂种优势. 2.多基因假说的原理及应用; 3.简单的统计学分析及应用 4.数量性状遗传率的分析; 5.近交与杂交的遗传效应分析; 6.杂种优势的显性学说和超显性学说
十八章、数量性状遗传 学习要点： 1. 相关概念：数量性状；阈性状；回归系数；累 加效应；显性效应；上位效应；遗传率；同型 交配；异型交配；近交系数；杂种优势. 2. 多基因假说的原理及应用； 3. 简单的统计学分析及应用； 4. 数量性状遗传率的分析； 5. 近交与杂交的遗传效应分析； 6. 杂种优势的显性学说和超显性学说
第一节数量性状及其特性 数量性状的概念及其基本特征 1概念:与质量性状相比较而言,连续变异的 性状称为数量性状( quantitative traits),又分为 连续变异性状和阈形状( threshold traits) 2数量性状的特征 与质量性状的差异,一个基因控制多个形状, 而一个性状又由多个基因共同控制,多基因之间 表现出累加效应。eg.五个基因座控制一个性状: 每个基因座有3种基因型(++/+-),共3=243种 基因型、11种表型: +++++/++++++++++/++++ 环境影响可使相同的基因型有不同的表型
第一节 数量性状及其特性 一、数量性状的概念及其基本特征 1.概念：与质量性状相比较而言，连续变异的 性状称为数量性状(quantitative traits)，又分为 连续变异性状和阈形状(threshold traits). 2.数量性状的特征 与质量性状的差异，一个基因控制多个形状， 而一个性状又由多个基因共同控制，多基因之间 表现出累加效应。eg. 五个基因座控制一个性状： 每个基因座有3种基因型(++/+-/--)，共3 5= 243种 基因型、11种表型: (+++++/+++++,+++++/++++-, … …,-----/-----) 环境影响可使相同的基因型有不同的表型
数量性状的多基因遗传 1.多基因假说的实验基础,说明如下: ①籽粒颜色由3对基因控制,F2其中 A组 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;14中红;(1/4白) B组—1/16深红;416次深红;616中红;4/16淡红;(116白 C组1/64极深红;664深红;15/64;20/64;15/64;6/64 (1/64白) ③红色的深浅与基因的数目有关,而与种类无关
二、数量性状的多基因遗传 1.多基因假说的实验基础，说明如下： ①籽粒颜色由3对基因控制，F2其中 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） ③红色的深浅与基因的数目有关，而与种类无关
归纳上述实验结果: 符合二项展开式(杨辉三角) A组—(1/2R+12r)2,一对基因控制 B组—(12R+1/2r)4,两对基因控制 C组—(1/2R+1/2r)6,三对基因控制 2多基因假说的要点 Nilsson-Ehle于1909年提出多基因假说,要点如下: (1)数量性状是由许多微效基因(多基因, polygene控制的 (2)多基因中每一对基因对数量性状的表型贡献是微小的 (3)多基因对性状的效应是累加的 (4)多基因彼此之间缺乏显隐性,各自对性状的贡献用大 写表示增效,小写表示减效; (5)多基因对性状的控制受环境因素的影响
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.多基因假说的要点： Nilsson-Ehle于1909年提出多基因假说，要点如下： (1)数量性状是由许多微效基因(多基因, polygene)控制的； (2)多基因中每一对基因对数量性状的表型贡献是微小的； (3)多基因对性状的效应是累加的； (4)多基因彼此之间缺乏显隐性，各自对性状的贡献用大 写表示增效，小写表示减效； (5)多基因对性状的控制受环境因素的影响；
(6)多基因表现出多效性 个性状由多个基因内控制 而一个基因往往影响多个性状; (7)多基因定位在染色体上,具有分离、重组、连锁等性 质 例外:存在累积效应、偏态分布、主效效应等。 3多基因性状的研究方法: ①以群体和多世代为对象进行研究; ②性状差异无法分组归类,而需逐个测量; ③应用统计学的方法研究数量性状的遗传规律 4阈性状及特性: 阈性状—由多基因控制非连续表型的性状。 特征:①由多基因控制; ②表现为是或非的效应,如存活或死亡;健康 或患病等—存在阈值
(6)多基因表现出多效性——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； (7)多基因定位在染色体上，具有分离、重组、连锁等性 质。 例外：存在累积效应、偏态分布、主效效应等。 3.多基因性状的研究方法： ①以群体和多世代为对象进行研究； ②性状差异无法分组归类，而需逐个测量； ③应用统计学的方法研究数量性状的遗传规律。 4.阈性状及特性： 阈性状——由多基因控制非连续表型的性状。 特征： ①由多基因控制； ②表现为是或非的效应，如存活或死亡；健康 或患病等——存在阈值
第二节数量性状遗传分析的统计学基础 平均数 1算术平均数 表示观察样本的集中程度 公式:X,p 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: 计算P.517中果蝇梳齿数的平均值
第二节 数量性状遗传分析的统计学基础 一、平均数 1.算术平均数 表示观察样本的集中程度： 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： 计算P.517中果蝇梳齿数的平均值
方差与标准差 表示偏离平均数的变异程度 1方差: 样本方差:s2 总体方差:02 2标准差: 计算P517中梳齿数的方差
二、方差与标准差 表示偏离平均数的变异程度. 1.方差： 样本方差: S 2 总体方差: σ 2 2.标准差： s σ 计算P.517中梳齿数的方差
直线相关与回归 (1)直线相关 r、度量变量x和y之间的相关程度 (2)协方差 c0v度量相关变量x和y共同变异的程度 (3)回归系数 个变量变异时另一个变量的变异程度 bx:表示x变化一个单位后y改变的单位数; bxy:表示y变化一个单位后x改变的单位数 计算P517中rx、covx和b
三、直线相关与回归 (1)直线相关: rxy度量变量x和y之间的相关程度. (2)协方差: covxy度量相关变量x和y共同变异的程度. (3)回归系数 一个变量变异时另一个变量的变异程度 byx:表示x变化一个单位后y改变的单位数; bxy:表示y变化一个单位后x改变的单位数; 计算P.517中rxy 、covxy和bxy
第三节数量性状的遗传率 数量性状表型值及其方差分量 1数量的表型值 ①个体:P=G+E(P表型值;G基因型值;环境效应) ②群体:∑P=∑G+∑E(其中∑E=0) 两边各除以N,P(均值)=G(均值) ③推算一种表型个体产生下一代个体表型: eg奶牛群体年平均产奶量6000Kg,已知某个体产奶量为年 8000Kg,且已知遗传效应占30%环境效应占70%,求该奶牛繁殖 后代的产奶量: 个体G:6000+(80006000×30%=6600Kg 环境E:(8000600×70%=1400Kg 后代平均E:600+6000)2=6300Kg
第三节 数量性状的遗传率 一、数量性状表型值及其方差分量 1.数量的表型值 ①个体: P=G +E (P表型值; G基因型值; E环境效应) ②群体:∑P= ∑G +∑E (其中∑E=0) 两边各除以N, ∴P(均值)=G(均值) ③推算一种表型个体产生下一代个体表型: eg. 奶牛群体年平均产奶量6000Kg,已知某个体产奶量为年 8000Kg,且已知遗传效应占30%,环境效应占70%, 求该奶牛繁殖 后代的产奶量: 个体G: 6000+(8000-6000) × 30% =6600Kg 环境E: (8000-6000) × 70% =1400Kg 后代平均E:(6600+6000)/2 =6300Kg
④G细分:G=A+D+I(A累加效应;D显性效应;止上位效应) 累加效应(A):许多微效基因加和的效应 显性效应(D):显隐性基因造成的非加和的效应, 群体中∑D=0 上位效应():非等位基因之间的相互作用造成的非加和 的效应,常归于环境效应 用剩余值(R)表示:R=E+D+,∴P=A+R 2表型方差及分量 Vp=Vc+ⅤE ①G和相关:Vp=v+V+2 COV ②G和无相关:Vp=V+v=VA+Vb+V1+V 其中加性方差—可稳定遗传; VD显性方差,Ⅴ1互作方差作—不能稳定遗传
④G细分: G=A+D+I (A累加效应; D显性效应; I上位效应) 累加效应(A): 许多微效基因加和的效应 显性效应(D): 显隐性基因造成的非加和的效应, 群体中∑D=0 上位效应(I) : 非等位基因之间的相互作用造成的非加和 的效应,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互作方差作——不能稳定遗传