第八章 数量性状的遗传PPT课件
第1讲-数量性状的遗传研究PPT课件
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
浅
中
深
.
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
第四章数量性状的遗传目的要求掌握数量性状与质量性状的区分、特征，多基因假说的要点，数量性状表现值的分解，遗传力的概念；了解通径系数概念与意义，基因的非加性效应与加性效应的意义，遗传力公式的推导及计算方法；掌握遗传力的应用。
第一节数量性状的遗传基础生物的性状基本上可分为两大类：质量性状（qualitative trait）：变异可以截然区分为几种明显不同的类型，一般用语言来描述；数量性状（quantitative trait）：个体间性状表现的差异只能用数量来区别，变异是连续的。
阈性状(threshold trait)：表现型呈非连续变异，与质量性状类似，但不是由单基因决定，性状具有一个潜在的连续型变量分布，遗传基础是多基因控制的，与数量性状类似。
一、数量性状的一般特征数量性状的特点：①数量性状是可以度量的；②数量性状呈连续性变异；③数量性状的表现容易受到环境的影响；④控制数量性状的遗传基础是多基因系统。
学习数量性状的方法①统计学思想贯穿数量性状遗传的全部内容；②确定性与不确定性的矛盾时时体现；③研究对象在个体与群体间的相互转换；④遗传与变异的矛盾。
二、数量性状的遗传基础1.多基因假说瑞典遗传学家尼尔迩·埃尔（Nilsson-Ehle）通过对小麦籽粒颜色的遗传研究，提出了数量性状遗传的多基因假说。
多基因假说的要点（1）数量性状是由许多微效基因决定的，每个基因的作用的微效的；（2）基因的作用是相等的，且可以累加、呈现剂量效应，等位基因间通常无显隐关系；（3）基因在世代相传中服从孟德尔定律，即分离规律和自由组合规律，以及连锁交换规律2.基因的非加性效应基因的非加性效应包括显性效应和上位效应。
（1）显性效应由等位基因间相互作用产生的效应。
例1:有两对基因，A1、A2的效应各为20cm，a1、a2的效应名为10cm，基因型A1A1a2a2按加性效应计算其总效应为60cm 。
而在杂合状态下，即A 1a 1A 2a 2同样为两个A 和两个a ，其总效应可能是75cm（2）上位效应或互作效应 由非等位基因之间相互作用产生的效应。
遗传学-数量性状的遗传分析
三、微效基因表型值的推算
累加作用（每个显性基因的作用以一定的数值与纯隐性亲本 的表型值相加） 纯显性亲本表型值=每个显性基因表型值X纯显性亲本基因数＋ 纯隐性亲本表型值 如短穗玉米x＝6.6，长穗玉米x＝16.8，F2中长、短穗各占群体 的1/16 4n=16,n=2 控制长穗玉米穗长的显性基因为2对（4个）. 每个显性基因表型值＝纯显亲本表型值－纯隐亲本表型值/纯显 亲本基因数＝16.8－6.6/4＝2.55 所以，含一个显性基因的玉米穗长：6.6＋2.55＝9.15cm 含2个显性基因的玉米穗长：6.6＋（2×2.55）＝11.7cm 依此类推。
狭义遗传率
计算基因的相加效应的方差VA在总的表型方差中所占的百分率。
Aa同AA回交的子代个体为B1，同aa回交的子代个体为B2。 B1的遗传方差的计算 f x fx fx2 AA 1/2 a 1/2a 1/2a2 Aa 1/2 d 1/2d 1/2d2 合计 1 1/2(a+d) 1/2(a2+d2) B1的遗传方差：VB1＝1/2(a2+d2) -1/4(a+d)2=1/4（a－d）2 B2的遗传方差的计算 f x fx fx2 Aa 1/2 d 1/2d 1/2d2 aa 1/2 -a -1/2a 1/2a2 合计 1 1/2(d-a) 1/2(a2+d2) B2的遗传方差：VB2＝1/2(a2+d2)- 1/4(d-a)2=1/4（a＋d）2
例如小麦籽粒颜色两对基因控制的遗传动态 P 红R1R1R2R2 白r1r1r2r2 R1r1R2r2 红 1 4 6 4
F1
F2
1
4R
深红
3R
中深红
遗传学————刘祖洞chapter8
第八章数量性状遗传1．数量性状在遗传上有些什么特点？在实践上有什么特点？数量性状遗传产质量性状遗传有什么主要区别？2．什么叫遗传率？广义遗传率？狭义遗传率？平均显性程度？3．自然界中杂交繁殖的生物强制进行自义或其它方式近交时生活力降低，为什么自然界中自交的生物继续自交没有不良影响呢？4．约翰逊用菜豆做实验，得出纯系学说。
这个学说的重要意义在哪里？它有什么局限性？5．纯种或自交系的维持比较困难，那末，制造单交种或双交种时，为什么要用纯种或自交种呢？6、如果给有下标0的基因以5个单位，给有下标1的基因以10个单位，计算A0A0B1B1C1C1和A1A1B0B0C0C0两个亲本和它们F1杂种的计量数值。
设⑴没有显性；⑵ A1对A0是显性；⑶ A1对A0是显性，B1对B0是显性。
解：亲本A0A0B1B1C1C1的计量数值：亲本A1A1B0B0C0C0的计量数值：F1杂种A1A0B1B0C1C0的计量数值分3种情况讨论：⑴没有显性，⑵A1对A0为显性时，A1A0的计量数值等于A1A1的计量数值，故杂种F1的计量数值为：⑶ A1对A0是显性，B1对B0是显性时，杂种F1的计量数值为：7、根据上题的假定，导出下列的F2频率分布，并作图。
解：F2群体的遗传组成见下表：F2群体的遗传组成A1B1C1A1B1C0A1B0C1A1B0C0A0B1C1A A1B1C1A1A1B1B1C1C1A1AB1B1C1C0A1A1B1B0C1C1A1A1B1B0C1C0A1A0B1B1C1C1A1A0A1B1C0A1A1B1B1C1C0A1A1B1B1C0C0A1A1B1B0C1C0A1A1B1B0C0C0A1A0B1B1C1C0A1A0 A1B0C1A1A1B1B0C1C1A1A1B1B0C1C0A1A1B0B0C1C1A1A1B0B0C1C0A1A0B1B0C1C1A1A0 A1B0C0A1A1B1B0C1C0A1A1B1B0C0C0A1A1B0B0C1C0A1A1B0B0C0C0A1A0B1B0C1C0A1A0 A0B1C1A1A0B1B1C1C1A1A0B1B1C1C0A1A0B1B0C1C1A1A0B1B0C1C0A0A0B1B1C1C1A0A0 A0B1C0A1A0B1B1C1C0A1A0B1B1C0C0A1A0B1B0C1C0A1A0B1B0C0C0A0A0B1B1C1C0A0A0 A0B0C1A1A0B1B0C1C1A1A0B1B0C1C0A1A0B0B0C1C1A1A0B0B0C1C0A0A0B1B0C1C1A0A0 A0B0C0A1A0B1B0C1C0A1A0B1B0C0C0A1A0B0B0C1C0A1A0B0B0C0C0A0A0B1B0C1C0A0A0⑴基因之间没有显隐性关系时：F2群体的遗传组成A1B1C1A1B1C0A1B0C1A1B0C0A0B1C1A0B1C0A0B0C1A0B0C0A1B1C16055555055505045A1B1C05550504550454540A1B0C15550504550454540A1B0C05045454045404035A0B1C15550504550454540A0B1C05045454045404035A0B0C15045454045404035A0B0C04540403540353530⑵ A1对A0是显性时：F2群体的遗传组成A1B1C1A1B1C0A1B0C1A1B0C0A0B1C1A0B1C0A0B0C1A0B0C0A1B1C16055555060555550A1B1C05550504555505045A1B0C15550504555505045A1B0C05045454050454540A0B1C16055555050454540A0B1C05550504545404035A0B0C15550504545404035A0B0C05045454040353530⑶ A1对A0是显性，B1对B0是显性：F2群体的遗传组成A1B1C1A1B1C0A1B0C1A1B0C0A0B1C1A0B1C0A0B0C1A0B0C0A1B1C16055605560556055A1B1C05550555055505550A1B0C16055504560555045A1B0C05550454055504540A0B1C16055605550455045A0B1C05550555045404540A0B0C16055504550454035A0B0C055504540454035303种情况下F2的频率分布分别是：计量数⑴⑵⑶值303540455055608、上海奶牛的泌乳量比根赛（Guernseys）牛高12%，而根赛牛的奶油含量比上海奶牛高30%。
第八章 数量性状的遗传 (共66张PPT)
23.04.2020
第一节 数量性状的特征 第二节 数量性状遗传研究的基本统计方法 第三节 数量性状的遗传模型和方差分析 第四节 遗传率的估算及其应用 第五节 数量性状基因定位（自学）
23.04.2020
遗传性状： 质 量 性 状 (qualitative character) ： 表 现 型 具 有不连续(discontinuous)变异的性状。
33 VF3 4VA16VDVE
F4代的表现型方差：
77 VF4 8VA64VDVE
随着自交代数的增加，群体基因型方差中的可固定遗传 变异加性效应方差比重逐渐加大，而不可固定的显性效应 方差比重逐渐减小。
23.04.2020
（四）回交世代的方差 ◆回交(back cross)：杂种F1与两个亲本之一进行杂 交的交配方式。 ◆回交世代：回交获得的子代群体。通常将杂种F1 与两个亲本回交得到的两个群体可分别记为B1, B2 （回交一代 ） 。
加性-显性-上位性模型:
G=A+D+I VG = VA + VD + VI
P=A+D+I+E VP = VA+VD+VI+VE
23.04.2020
加性-显性模型
◆在一对基因(C, c)差异，有三种基因型：
CC/Cc/cc；
◆设a表示两个纯合体CC和cc之间的表型之差;
d表示杂合体Cc与表型CC和cc平均值 （m）的离差;
23.04.2020
◆也有一些性状虽然主要由少数主基因控制，但另外 还存在一些效应微小的修饰基因(modifying gene)， 这些基因的作用是增强或削弱其它主基因对表现 型的作用。
第八章 数量性状遗传一、数量性状的概念及其基本特征 质
超显性学说
• 1908，Shull；1936，East
杂种优 势来源 于双亲 基因型 的异质 结合所 引起的 基因间 的互作。
杂种优势的利用
• 1500年前我国古代记述了马驴杂交－骡子 • 植物生产，1760年，烟草 • 利用杂种优势时要注意： 1. 保持亲本的纯合性和典型性 2. 选择自身表现好，配合力高的优良亲本及
F2代VG的估算： ∵VF2=VG + VE ∴VG=VF2 –VE=VF2 – 1/3(VP1 + VP2 + V F1)或 VG=VF2 –VE=VF2 – 1/2(VP1 + VP2 + V F1)
或：
VG VF2 – VE VF2 – ½(VP1+VP2)
H= =
=
VP
VG + VE
VF2
VG VF2 – VF1 VF2 – VF1
VF2 – VF1
H= =
=
=
VP
VG + VE VF2-VE1+VE
VF2
当P1、P2、F1在相同的环境中时，则：
∵ VP1 = VG1+VE VP2= VG2+VE VF1=
VG+VE
∴ VE =1/3(VP1 + VP2 + V F1) 或VE = 1/2(VP1 + VP2 )
(二)数量性状遗传的实例 Nilsson-Ehle的小麦籽粒颜色的杂交实验。
分别用粉红、红色、深红与白色杂交：
A
浅红 x 白色
AAbbcc aabbcc 淡红Aabbcc
１浅红 ２淡红 １白色
B
红色 x 白色
AABBcc aabbcc
数量性状的遗传
数量性状的遗传数量性状指的是一个生物体的某种性状具有连续性质，在一个种群中表现出一定的变异程度，且受多种基因和环境因素的影响。
例如人体身高、体重等就是数量性状。
数量性状由多个基因的作用所决定，被称为多基因性状。
与单基因性状不同的是，多基因性状不符合孟德尔遗传定律。
数量性状的遗传规律经过长时间的探究，现已初步得出。
从基因层面探究数量性状的遗传数量性状的基因型及其表现形式比较复杂，同一基因型的个体之间也会存在表现形式的差异。
基因由两条相同或不同的基因座构成，分别来自父母亲。
在数量性状的遗传中，每个基因座所对应的基因影响数量性状的大小和表现型。
同时，多个基因座共同作用于数量性状，这种作用关系被称为加性效应（additive effect）。
数量性状的遗传规律主要有：性状值=基因值+环境值，基因型对数量性状的影响呈现正态分布，且受到染色体上多个基因的影响。
数量性状的遗传模式数量性状的遗传规律有三种模式：常染色体显性遗传、常染色体隐形遗传以及性联遗传。
常染色体显性遗传的表现形式是当一个自由基因突变，双等位基因后者扰动的时候，显性基因造成的表现现象。
例如，人体的眼睛颜色就是常染色体显性遗传的一种表现。
常染色体隐性遗传与常染色体显性遗传类似，不同的是表现基因是一种隐性基因。
这种遗传模式表现突变基因表现在两条染色体上都具有相同的表现现象。
例如，某些人患有系统性红狼疮就是常染色体隐性遗传的一种表现。
性联遗传指由X和Y染色体来遗传。
X染色体上的基因对于女性来说是双等位基因，由于女性有两个X染色体，所以会出现多种表现型。
而男性由于只有一个X 染色体，所以表型变化更加显著和恒定。
例如，红绿色盲就是一种典型的性连锁遗传疾病。
数量性状的计算分析数量性状的遗传变异分析可以通过基因型频度分析、亲权分析和遗传连锁分析来进行。
（1）基因型频度分析：由于每个基因座共有两个等位基因，因此可将一个种群中某一基因座的等位基因频率进行 PA+Pa=1，其中PA为某一基因座等位基因A 的频率，Pa为某一基因座等位基因a的频率。
《数量性状遗传》课件
05
总结与展望
数量性状遗传研究的重要意义
揭示生物多样性
数量性状遗传研究有助于揭示生物多样性的遗传基础，理解生物进 化的机制。
指导育种工作
通过数量性状遗传研究，可以更有效地进行动植物育种，提高农作 物的产量和品质，以及改善动物的生长性能和健康状况。
遗传方差与环境方差的比较
01
02
03
遗传方差
表示数量性状受基因控制 的变异程度，包括加性方 差和显性方差。
环境方差
表示数量性状受环境因素 影响的变异程度。
比较意义
了解遗传方差和环境方差 的相对大小，有助于理解 数量性状的变异来源和选 择潜力。
遗传进度与选择效率的关系
遗传进度
指选择过程中一个或多个世代的 遗传改变量。
应用
QTL定位在动植物育种、人类医学等领域具有广泛的应用价值，有 助于深入了解数量性状的遗传基础和进行相关研究。
03
数量性状遗传的应用
作物育种中的应用
提高产量和品质
通过研究数量性状遗传，育种家可以培育出产量更高、品质更优的作物品种。例如，通过 选择具有理想株高、穗粒数等数量性状的个体，可以获得抗逆性强、适应性广的作物品种 。
《数量性状遗传》ppt课件
Hale Waihona Puke 录• 数量性状遗传概述 • 数量性状遗传的遗传机制 • 数量性状遗传的应用 • 数量性状遗传的未来发展 • 总结与展望
01
数量性状遗传概述
数量性状遗传的定义
数量性状遗传是指多个基因位点 共同作用，对个体表现型产生影
响的遗传现象。
它与质量性状遗传不同，质量性 状遗传是由单一或少数基因位点 控制，表现为明显的孟德尔遗传
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（3）存在基因型与环 境的互作
玉米穗长遗传
4
图 8-2 玉米4个品种在3个环境中的产量表现5
二、数量性状的遗传解释
为什么数量性状表现连续变异？
1909年Nilson-Ehle提出多基因假说：
（1） 数量性状受许多彼此独立的基
因作用，每个基因作用微小，
但仍符合孟德尔遗传
9
多基因控制 的性状一般 均表现数量 遗传的特征
10
借助于分子标记和数量性状基因位点
(QTL)作图技术，已经可以在分子标
记连锁图上标记出单个基因位点的位
置，并确定其基因效应：
主(效)基因：效应明显的基因
微效基因：效应微小的基因
修饰基因：增强或削弱其他主基因对
表现型的作用
（加性效应、显性效应、上位性效应
26
结束语
感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极 的参与。课程后会发放课程满意度评估表，如果对我们
课程或者工作有什么建议感谢您的到来
· 讲师： XXXX
· 时间：202X.XX.XX
28
24
第五节 数量性状基因座
数量性状是由众多基因控制的。 随着现代分子生物学的发展和分子标 记技术的成熟，已经可以构建各种作 物的分子标记连锁图谱，在此基础上 ，发展起来了数量性状基因位点(QTL) 的定位方法。 可以估算数量性状的基因位点数目、 位置和遗传效应- QTL定位。
25
Q&A
人人思考，大声说出
（2）各基因的效应相等
（3）各个等位基因表现为不完全显性
或无显性，或增效和减效作用
（4）各基因作用是累加性的
6
例如小麦子粒颜色的遗传动态
P
红R1R1R2R2 白r1r1r2r2
F1
R1r1R2r2 红
F2 1
4
6
4
1
4R 3R 2R
1R
0R
深红 中深红 中红 淡红 白色
7
P 红R1R1R2R2R3R3 白r1r1r2r2r3r3
21
小麦抽穗期的hN2=72%, 两亲本 的 平 均 表 型 方 差 为 10.68 ， F2 表 型方差为 40.35。
求：VE VA VD hB2
22
1. (1) 不易受环境影响的性状的遗传率比 较
2. 高，易受环境影响的性状则较低； (2) 变异系数小的性状遗传率高，变异系
数大的则较低； (3) 质量性状一般比数量性状有较高的遗
n
n
方差 V/S2 V
xx 2
n1
V
x2
x2
n
n 1
标准差S S xx2 n 1 13
第三节 数量性状的遗传模型 和方差分析
一、数量性状的遗传模型 表现型值:对个体某性状度量或观测 到的数值，是个体基因型在一定条件 下的实际表现，是基因型与环境共同 作用的结果
P - 表现型值 G - 基因型值 E - 环境离差 则 P = G + E VP = VG + VE
F1
R1r1R2r2R3r3 红
F2 1 6 15 20 15 6 1
6R 5R 4R 3R 2R 1R 0R
最深红 深红
中红 淡红 白色
8
由于F1产生1/2R和1/2r的♀、♂配子 ，则F2表现型为：
(1/2R+1/2r)2
当性状由n对独立基因决定时，则 F2表现型频率：
(1/2R+1/2r)2n
VP1=VE VP2=VE VF1=VE
VE=VF1
=1/2(VP1+VP2)
=1/3(VP1+VP2+VF1)
=1/4VP1+1/2VF1+1/4VP2
18
VF2=VG+VE =VA+VD+VE =VA+VD+VI+VE
VB1+VB2=VA+2VD+2VE
VA=2VF2-(VB1+VB2)
19
第四节 遗传率的估算及其应用
14
基因型值可进一步剖分为3个部分：
G AD I
加性效应，A：等位基因和非等位基因 的累加效应，可固定的分量
显性效应，D：等位基因之间的互作 效应, 属于非加性效应
上位性效应, I: 非等位基因之间的相 互作用, 属于非加性效应
15
加性-显性模型
G=A+D P=A+D+E
VG = VA + VD VP = VA+VD+VE
传率； (4) 性状差距大的两个亲本的杂种后代，
一般表现较高的遗传率； (5) 遗传率并不是一个固定数值，对自花
授粉植物来说，它因杂种世代推移而23
基因加性方差是可固定的遗传变异 量，可在上、下代间传递，所以， 凡是狭义遗传率高的性状，在杂种 的早期世代选择有效; 反之，则要在 晚期世代选择才有效。
及与环境的互作）
11
三、超亲遗传 后代性状表现超过某一亲本的现象。 可用多基因假说解释：
早熟a1a1a2a2A3A3×A1A1A2A2a3a3晚熟 ↓
A1a1A2a2A3a3 ↓
A1A1A2A2A3A3……a1a1a2a2a3a3
更晚熟
更早熟
12
第二节 数量性状遗传研究的基本 统计方法
平均数 xx1x2x3 xn x
第八章 数量性状的遗传
1
整体概况
概况一
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01
概况二
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02
概况三
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03
2
遗传性状：
质量性状：表现型具有 不连续的变异
数量性状：表现型具有 连续的变异
3
第一节 数量性状的特征
一、数量性状的特征
（1） 连续性变异，不 能明确分组，用 统计学方法分析
加性-显性-上位性模型
G=A+D+I
VG = VA + VD + VI P=A+D+I+E
VP = VA+VD+VI+VE 16
cc
0 dc Cc
CC
ac
ac
dc 0 无显性 ，加性效应
dc ac 部分显性 dc ac 完全显性 dc ac 超显性
17
二、几种常用群体的方差分析 P1、P2和F1是不分离世代，群体内个体 间无遗传差异，所表现出的不同都是 环境因素引起的。故：
遗传率(力): 遗传方差在总方差(表型 方差)中所占的比值，作为杂种后代 进行选择的一个指标
广义遗传率hB2 =
VG VP
× 100%
= VF2- VE × 100% VF2
20
狭义遗传率hN2 =
VA VP
× 100%
=
VA
×100%
VA+VD+VI+VE
= 2VF2-(VB1+VB2) ×100% VF2