数量性状的遗传课件.ppt

关于数量性状的遗传第1页，此课件共51页哦第十二章 数量性状的遗传 n质量性状 在群体中显现不连续变异的遗传性状n数量性状 在群体中显现连续变异的遗传性状第2页，此课件共51页哦第十二章 数量性状的遗传n数量性状遗传的特点n数量性状遗传的统计分析n遗传率及其估算n近亲繁殖与杂种优势第3页，此课件共51页哦数量性状遗传的特点数量性状遗传的特点n数量性状的基本特征n数量性状的变异呈连续性，杂交后的分离世代不能明确分组玉米穗长/cm56789101112131415161718192021nV短穗亲本421248576.6320.665长穗亲本31112152615107210116.8023.561子一代112121417946912.1162.307子二代1101926477368683925159140112.8885.072x玉米果穗长度的遗传第4页，此课件共51页哦数量性状的基本特征n数量性状的变异呈连续性，杂交后的分离世代不能明确分组第5页，此课件共51页哦数量性状的基本特征n数量性状一般容易受环境条件的影响而发生变异n这种变异一般是不遗传的，它往往和那些能够遗传的变异相混淆，使问题更加复杂化第6页，此课件共51页哦数量性状的基本特征n控制数量性状的基因一般有多个，每个基因的作用微小，但其作用是可以累加的n普遍存在基因型与环境的互作第7页，此课件共51页哦数量性状与质量性状n数量性状与质量性状的联系n控制性状的基因都存在于染色体n某些性状既有数量性状特点，又有质量性状特点n同一性状因杂交亲本类型或有差异的基因数不同，可能表现为数量性状或质量性状n某些基因可能同时影响数量性状与质量性状第8页，此课件共51页哦数量性状与质量性状n数量性状与质量性状的区别质量性状数量性状变异类型种类上的变化数量上的变化表现型分布间断型连续型遗传基础少数主基因控制遗传基础简单微效多基因控制遗传基础复杂对环境的敏感性不敏感敏感分析方法系谱和概率分析统计分析变异类型种类上的变化数量上的变化第9页，此课件共51页哦数量性状遗传的特点数量性状遗传的特点n多基因假说nNilsson-Ehle 提出n数量性状受到许多独立遗传的基因共同作用，每个基因的表型效应微小，但其遗传方式仍符合Mendel定律n等位基因间通常无显隐性关系n各基因的效应相等，作用可以累加，并呈现剂量效应第10页，此课件共51页哦小麦子粒颜色受小麦子粒颜色受 2 对基因决定时的遗传动态对基因决定时的遗传动态P 红粒 R1R1R2R2 白粒 r1r1r2r2F1 红粒 R1r1R2r2 F2表现型类别红色白色深红中深红中红淡红表现型比例14641红粒有效基因数4R3R2R1R0R基因型1 R1R1R2R22 R1R1R2r22 R1r1R2R21 R1R1r2r24 R1r1R2r21 r1r1R2R22 R1r1r2r22 r1r1R2r21 r1r1r2r2红粒 白粒15 1第11页，此课件共51页哦小麦子粒颜色受小麦子粒颜色受 3 对基因决定时的遗传动态对基因决定时的遗传动态P 红粒 R1R1R2R2R3R3 白粒 r1r1r2r2r3r3F1 红粒 R1r1R2r2R3r3 F2表现型类别红色白色最深红暗红深红中深红中红淡红表现型比例1615201561红粒有效基因数6R5R4R3R2R1R0R红粒 白粒63 1第12页，此课件共51页哦包含不同显性基因数目的各种包含不同显性基因数目的各种 F2 类型的分离比例类型的分离比例或nrR22121当 n=2 时，代入上式并展开，即得：161164166164161212122rR当 n=3 时，代入上式并展开，即得：641646641564206415646641212132rR4R 3R 2R 1R 0R 6R 5R 4R 3R 2R 1R 0R222212121212121rRrRrR第13页，此课件共51页哦数量性状基因座n数量性状基因座（QTL）是对数量性状有较大影响的基因座基因座基因产物染色体风险因素基因座基因产物染色体风险因素AGT血管紧张肽1血压DCP二肽羧肽酶17高密度脂蛋白胆固醇，血压APOA-1载脂蛋白A111高密度脂蛋白胆固醇FGA/B纤维蛋白原A和B4纤维蛋白原APOA-2载脂蛋白A21高密度脂蛋白胆固醇HRG富含组氨酸的糖蛋白3富含组氨酸的糖蛋白APOA-4载脂蛋白A411高密度脂蛋白胆固醇，甘油三酯LDLR低密度脂蛋白受体19低密度脂蛋白胆固醇APOB载脂蛋白B2低密度脂蛋白胆固醇LPA脂蛋白（a）6高密度脂蛋白胆固醇，甘油三酯APOC-3载脂蛋白C311甘油三酯LPL脂蛋白脂肪酶8甘油三酯APOE载脂蛋白E19低密度脂蛋白胆固醇，甘油三酯PLAT组织纤溶酶原激活物组织型8组织纤溶酶原激活物水平CETP胆固醇转移蛋白16高密度脂蛋白胆固醇PLANH1组织纤溶酶原极活物抑制子-17PAI-1水平与冠心病风险因素有关的变异的数量性状基因座第14页，此课件共51页哦数量性状遗传的统计分析数量性状遗传的统计分析n平均数n某一性状的 n 个观测值的平均，表示对该样本观测值集中程度的度量n算术平均数n加权平均数niinixnxxxxnx12111Nxfxkiii1第15页，此课件共51页哦数量性状遗传的统计分析数量性状遗传的统计分析n方差n方差（S2或V）指观测值与平均数的偏差平方和与（n1）之比，度量该样本各观测值偏离平均数的变异程度111212122nnxxnxxSniniiinii111212122nnxfxfnxxfSniniiiiikii第16页，此课件共51页哦数量性状遗传的统计分析数量性状遗传的统计分析n方差n标准差（S）是方差的平方根2SS 第17页，此课件共51页哦数量性状遗传的统计分析数量性状遗传的统计分析n协方差n由于存在基因连锁或基因一因多效，同一遗传群体的不同数量性状之间常会存在不同程度的相互关联，因而可用协方差度量这种共同变异的程度YiniXiXYyxnC111第18页，此课件共51页哦数量性状的遗传模型和方差分析n数量性状的遗传模型n表现型值表现型值（P）指对一个个体在某个数量性状上进行度量所得到的数值n基因型值基因型值（G）指表现型值中由基因型所决定的数值n环境离差环境离差（E）指环境引起的表现型值的变化n P=G+En对于大群体而言GP 第19页，此课件共51页哦数量性状的遗传模型和方差分析n数量性状的遗传模型n基因型值可进一步剖分为3个部分 G=A+D+In加性效应（A）n指基因型内所含的基因平均效应的总和，是上下代遗传中可以固定的分量，又称育种值n显性效应（D）n指基因座内等位基因相互作用对基因型值所产生的效应，是能遗传而不能固定的遗传因素n上位性效应（I）n指非等位基因之间的互相作用对基因型值所产生的效应第20页，此课件共51页哦数量性状的遗传模型和方差分析n数量性状的遗传模型n假定一对等位基因C、c 构成的群体由三种基因型个体组成，各基因型值与中亲值的差称为相应的基因型的效应na 为加性效应nd 为显性效应n如果是 k 对等位基因na=a+and=daa dccCcCC o第21页，此课件共51页哦数量性状的遗传模型和方差分析n表现型变异和基因型变异nP=G+EnVP=VG+VEn基因型方差（VG）指群体内个体间基因型差异引起的变异量第22页，此课件共51页哦数量性状的遗传模型和方差分析n表现型变异和基因型变异nVG=VA+VD+VIn加性方差（VA）指等位基因间和非等位基因间的累加作用引起的变异量，也称育种值方差n显性方差（VD）指等位基因相互作用引起的变异量，是产生杂种优势的主要方差部分n上位性方差（VI）指非等位基因间的相互作用引起的变异量第23页，此课件共51页哦数量性状的遗传模型和方差分析n常用的几种群体的方差n不分离时代的方差nVP1=VE VP2=VE VF1=VE第24页，此课件共51页哦数量性状的遗传模型和方差分析n常用的几种群体的方差nF2代的方差n假定 1 对等位基因 A、a，其 F2 群体的遗传组成为：1/4 AA+1/2 Aa+1/4 aan则群体平均理论值为：1/4 a+1/2 d+1/4(a)=1/2 dn基因型方差：1/4(a1/2 d)2+1/2(d1/2 d)2+1/4(a 1/2 d)2 =1/2 a2 +1/4 d2n如果性状受 k 对基因控制，VGF2=1/2a2 +1/4d2n令 VA=a2，VD=d2，则 VGF2=1/2 VA+1/4 VDnVF2=1/2 VA +1/4 VD +VE第25页，此课件共51页哦数量性状的遗传模型和方差分析n常用的几种群体的方差n回交世代的方差nF1 P1(AA)所得 B1 群体的遗传组成为：1/2AA+1/2Aa n则群体平均理论值为：1/2 a+1/2 d n基因型方差：1/2a(1/2 a+1/2 d)2+1/2 d(1/2 a+1/2 d)2 =1/4 a2 +1/4 d2 1/2 ad nF1 P2(aa)所得 B2 群体的遗传组成为：1/2Aa+1/2aa n则群体平均理论值为：1/2 d 1/2 a n基因型方差：1/2d (1/2 d 1/2 a)2+1/2 a (1/2 d 1/2 a)2 =1/4 a2 +1/4 d2+1/2 ad第26页，此课件共51页哦数量性状的遗传模型和方差分析n常用的几种群体的方差n回交世代的方差nB1和 B2 基因型方差相加 1/4 a2 +1/4 d2 1/2 ad +1/4 a2 +1/4 d2 +1/2 ad =1/2 a2 +1/2 d2 n如果性状受许多对独立遗传基因控制，且各基因间没有相互作用，则回交一代表现型方差总和是nVB1+VB2 =1/2 VA +1/2 VD +2 VE 第27页，此课件共51页哦遗传率及其估算遗传率及其估算n遗传率的概念与类别n指数量性状遗传中遗传因素所起作用程度的大小n广义遗传率，记作n指遗传方差占表型方差的百分数n狭义遗传率，记作n指遗传方差中加性方差占表型方差的百分数2BhPEPPGBVVVVVh2PANVVh 22Nh第28页，此课件共51页哦遗传率的估算方法n广义遗传率的估算 VE =1/4 VP1+1/4 VP2+1/2 VF1212122412FFPPFPGBVVVVVVVh第29页，此课件共51页哦遗传率的估算方法n狭义遗传率的估算VB1+VB2=1/2 VA+1/2 VD+2VE VF2=1/2 VA+1/4 VD+VE AEDAEDABBFVVVVVVVVVV2122121412122212221222FBBFNVVVVh第30页，此课件共51页哦遗传率的意义和性质n在性状的变异中剖分出可遗传的和不能遗传的两部分n根据这一特性来制定育种计划，采用科学的选种方法，预测动植物遗传改良的进展和前景第31页，此课件共51页哦遗传率的意义和性质n遗传率的特点n受环境影响小的性状，遗传率较高，反之则较低n变异系数小的性状遗传率较高，反之则较低n质量性状一般比数量性状有较高的遗传率n亲本性状差距大的杂种后代，一般表现较高的遗传率第32页，此课件共51页哦某些数量性状的遗传率种类性状遗传率种类性状遗传率乳牛泌乳量0.30黑腹果蝇翅长0.45体重0.37产卵量0.18猪每窝仔数0.15人身高0.8体长0.55血压0.6体质指数0.5来航鸡产卵量0.05口语能力0.7成活率0.10数学能力0.3智力0.50.8小麦粒重0.10总胆固醇0.6指纹总嵴数0.9第33页，此课件共51页哦近亲繁殖与杂种优势近亲繁殖与杂种优势n近交及其遗传学效应n广义的杂交又名异型交配是指基因型不同的纯合子之间的交配n同型交配是指相同基因型个体之间的交配n近亲繁殖或近亲婚配是完全的或不完全的同型交配第34页，此课件共51页哦近交及其遗传学效应n近亲繁殖是指血统或亲缘关系相近的两个个体间的交配n自交n回交n全同胞n半同胞n表兄妹第35页，此课件共51页哦近交及其遗传学效应n近交使基因纯合，杂交使基因杂合世代世代自交自交代数代数基因型频率基因型频率杂合体频率杂合体频率纯合体频率纯合体频率AAAaaaAaAA aaF1001010F211/42/41/41/21/2F323/82/83/81/43/4F437/162/167/161/87/8F r1r（2 r1）/2 r11/2 r（2 r1）/2 r11/2 r（2 r1）/2 r1/201/201AaAa 连续 r 代自交的结果第36页，此课件共51页哦近交及其遗传学效应世代世代交配方式交配方式基因组成基因组成轮回亲本轮回亲本非轮回亲本非轮回亲本P AA aaF1 Aa AA1/21/2BC1（1/2 AA 1/2 Aa）AA3/41/4BC2（3/4 AA 1/4 Aa）AA7/81/8BC3（7/8 AA 1/8 Aa）AA15/161/16BC4（15/16 AA 1/16 Aa）AA31/321/32BCr1（1/2）r1（1/2）r1回交后代的遗传组成n近交使基因纯合，杂交使基因杂合第37页，此课件共51页哦近交及其遗传学效应n纯系学说n从一个纯合基因型个体连续自交产生的后代群体为纯系n在纯系内个体所表现的差异，是环境影响造成的，是不能遗传的，即在纯系内继续选择是无效的第38页，此课件共51页哦近交及其遗传学效应n近交系数与亲缘系数n近交系数（F 或 f）是指一个个体从某一祖先得到一对纯合的而且遗传上等同的基因的概率n动植物育种一般可采用系谱推算法估算近交系数，它是度量个体近交程度的重要遗传参数第39页，此课件共51页哦近交及其遗传学效应n近交系数与亲缘系数n近交系数可以从01，近交系数越大，说明亲缘关系越近n具有一个或一个以上共同祖先的个体称为亲属，两个个体亲缘程度的度量定义为亲缘系数（R）第40页，此课件共51页哦兄纯合子1/4 A1A31/4 A1A41/4 A2A31/4 A2A4妹1/4 A1A3161/4 A1A11/2 A1A31/4 A3A3161/4 A1A11/4 A1A31/4 A1A41/4 A3A4161/4 A1A21/4 A1A31/4 A2A31/4 A3A3161/4 A1A21/4 A1A41/4 A2A31/4 A3A42/64 A1A12/64 A3A31/4 A1A4161/4 A1A11/4 A1A31/4 A1A41/4 A3A4161/4 A1A11/2 A1A41/4 A4A4161/4 A1A2 1/4 A1A3 1/4 A2A4 1/4 A3A4161/4 A1A2 1/4 A1A4 1/4 A2A4 1/4 A4A42/64 A1A12/64 A4A41/4 A2A3161/4 A1A21/4 A1A31/4 A2A31/4 A3A3161/4 A1A21/4 A1A31/4 A2A41/4 A3A4161/4 A2A21/2 A2A31/4 A3A3161/4 A2A2 1/4 A2A3 1/4 A2A4 1/4 A3A42/64 A2A2 2/64 A3A31/4 A2A4161/4 A1A21/4 A1A41/4 A2A31/4 A3A4161/4 A1A2 1/4 A1A4 1/4 A2A4 1/4 A4A4161/4 A2A2 1/4 A2A3 1/4 A2A4 1/4 A3A4161/4 A2A21/2 A2A41/4 A4A42/64 A2A22/64 A4A4父A1A2 母A3A41/4 A1A3 1/4 A1A4 1/4 A2A3 1/4 A2A4 同胞兄妹交配后代的近交系数的计算同胞兄妹交配后代的近交系数的计算 F F=1/4=1/4第41页，此课件共51页哦运用通径分析方法计算近交系数和亲缘系数运用通径分析方法计算近交系数和亲缘系数n在一个相关变量的网络系统中，连接“原因”与“结果”的每一个单箭头线条称为一条“通经”n由一条或一条以上的通经所组成的完整的通道称为通经链n各类亲属关系的特定个体 X、Y 间的亲缘系数 RXY =(1/2)L L 表示沿着某两个特定亲属间的通经链条中的箭头数，表示所有这类链条之和A BX Y全同胞婚（交）配通经链：XAY 及 XBY RXY =(1/2)2+(1/2)2=1/2 A BC DX Y亲表（堂）亲婚（交）配通经链：XCADY 及 XCBDY RXY =(1/2)4+(1/2)4=1/8A BC DG HJ隔代亲表（堂）亲婚（交）配通经链：JGCADH 及 JGCBDH RJH =(1/2)5+(1/2)5=1/16第42页，此课件共51页哦运用通径分析方法计算近交系数和亲缘系数运用通径分析方法计算近交系数和亲缘系数n个体 X 的近交系数 FX =RSD 1/2 S、D 分别为 X 的双亲n个体 X 的近交系数的另一个公式为 FX =(1/2)N N 表示一条连接通经中包括 X 的双亲在内的个体数，即从个体 X 的一个亲本出发逐代向上追溯，经共同祖先再逐代往下寻找，一直回到另一亲本的链条中总共所经历的个体数A B S D全同胞婚（交）配FX =(1/2)3+(1/2)3=1/4 A BC E亲表（堂）亲婚（交）配FX =(1/2)5+(1/2)5=1/16 A BC EG DS隔代亲表（堂）亲婚（交）配FX =(1/2)6+(1/2)6=1/32 XS DXX第43页，此课件共51页哦近交及其遗传学效应n几种亲属间亲缘系数及婚配后代的近交系数亲属关系亲缘系数近交（婚）系数亲子1/21/4全同胞1/21/4舅甥女、叔侄女、姨甥、姑侄1/41/8同父（母）异母（父）同胞（即半同胞）1/41/8亲表（堂）亲1/81/16隔山亲表（堂）亲1/161/32表舅甥女、表（堂）叔侄女、表姨甥、表（堂）姑侄 又称隔代表（堂）亲 1/161/32第44页，此课件共51页哦近交及其遗传学效应n近交降低群体基因型值的平均值，杂交则提高群体均值n数量性状的基因型值由基因的累加效应值和非累加效应值组成n非累加效应值中的显性效应和大部分上位效应存在于杂合体中第45页，此课件共51页哦近交及其遗传学效应n近交使群体分化，杂交使群体一致n一对等位基因同型交配的最终结果使群体分化成两个不同的纯系，两对等位基因同型交配的最终结果使群体分化成四个纯系n纯系内遗传差异小，方差也小；纯系间差异大，方差也加大。近交使群体的方差变大n杂交使群体中杂合子频率增加从而加大了群体的一致性第46页，此课件共51页哦近交及其遗传学效应n近交与人工选择相结合是提高杂种优势的重要手段之一n近交对于品种保纯和物种的相对稳定性有重要意义n近交与人工选择结合能较快地加大群体间基因型频率的差异，因而也成为提高杂种优势的有力手段第47页，此课件共51页哦杂种优势及其遗传理论n杂种优势是指杂交子代在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等方面优于双亲的现象n平均优势n以F1超过双亲平均数的%表示n超亲优势n以F1最优亲本的%表示%1002%100H2111MPMPPPFMPMPF%100H1BPBPBPF第48页，此课件共51页哦杂种优势及其遗传理论n杂种优势的基本特点nF1不是一、二个性状突出，而是许多性状综合表现优势n优势大小决定于双亲性状的相对差异和补充n优势大小与双亲基因型的高度纯合有关n优势大小与环境条件的作用关系密切第49页，此课件共51页哦杂种优势及其遗传理论nF2的衰退现象nF2群体内必然会出现性状的分离和重组nF2在生长势、生活力、抗逆性和产量等方面明显低于F1n两亲本纯合程度越高，性状差异越大，F1表现的杂种优势越大，F2衰退现象也越明显第50页，此课件共51页哦感谢大家观看感谢大家观看第51页，此课件共51页哦