选择原理数量性状.ppt
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《选择原理数量性状》课件
05
CATALOGUE
总结与展望
总结
内容回顾
总结选择原理数量性状课件的主 要内容，包括但不限于选择原理 的介绍、数量性状的特征、选择
原理在实践中的应用等。
重点解析
对课件中的重点和难点进行详细解 析，帮助学生更好地理解和掌握。
案例分析
对课件中涉及的案例进行分析和讨 论，帮助学生深入理解选择原理数 量性状的应用。
详细描述
选择原理是生物进化理论的核心内容之一，它解释了生物如何适应环境并发生进化。在自然环境中，不同的基因 型个体对环境的适应能力不同，自然选择倾向于保留适应环境的基因型，而淘汰不适应环境的基因型。这种选择 过程不断进行，最终导致生物的进化。
选择原理的分类
要点一
总结词
选择原理可以分为正向选择、负向选择和平衡选择三种类 型。
要点二
详细描述
正向选择是指选择过程倾向于保留有益的基因变异，使具 有有利变异的个体更适应环境，从而在群体中占据更大的 比例。负向选择是指选择过程倾向于淘汰有害的基因变异 ，使具有不利变异的个体在群体中的比例降低。平衡选择 是指在一定环境条件下，不同基因型个体之间存在一定的 平衡状态，各自在群体中保持一定的比例。
量性状的表型表现。
数量性状与质量性状的区别
数量性状表现为连续的变异现 象，而质量性状表现为非连续 的变异现象。
数量性状受多基因控制，而质 量性状受单一基因或少数基因 控制。
数量性状受到环境因素的影响 较大，而质量性状受到环境因 素的影响较小。
02
CATALOGUE
选择原理
选择原理的定义
总结词
选择原理是指在生物进化过程中，自然选择通过保留适应环境的基因型，淘汰不适应环境的基因型，从而影响生 物进化的过程。
选择原理质量性状ppt课件
❖ 自然选择（natural selection）
通过自然界的力量完成的选择 “物竞天择、适者生存” 向心力，回归 在生物进化中起主导作用
❖人工选择（artificial selection）
人类施加措施实现的选择过程 有的放矢 离心力 控制进化方向的是人的意愿。
自然选择（natural selection）
一、对隐性基因的选择(recessive)
❖ 一对等位基因时：基因型为AA、Aa、aa ❖ 设原始群体基因频率为A＝p，a=q，则相应基因型频
率为：D＝P2，H＝2Pq，R=q2。留种率为S，淘汰率 为1－S。则有：
P＋q=1 D＋H＋R＝1
对隐性基因的选择
设有一对等位基因
A
在大群体中的频率为
p0
由这对基因构成的基因型为 AA
Aa
基因型频率为 留种率 淘汰率
p02
2p0q0
S
S
1-S
1-S
选择后基因型频率
？
？
a q0
aa q02
1 0
？
原始基因型频率×留种率
选择后的基因型频率＝
∑(原始基因型频率×留种率)
经过一代的选择后，隐性基因频率
=？ q‘=1/2*H‘+R‘= Sq+(1-s)q2 S+(1-s)q2
0
❖ 则经过一代选择后，隐性基因a的频率为：
(P+q=1)
❖
q1=
P0 q 0 P 2 0 2 P0q0
=
q0 1 q0
❖ q2=
q1
1 q1
=
q0 1 2q0
❖ 经过t代选择后：qt=
q0 ，
1 tq0
选择原理-数量性状-PPT课件
__
ΔP＝Ps-P
10/15/2024
23
选择反应selection response
➢通过人工选择，在一定时间内，使得性状向着 目标方向改进的程度 ➢选留个体子女均值与群体均值之差 ➢选择差与遗传力的乘积 ➢R 或 Δ G
Δ G= h2ΔP
10/15/2024
24
世代间隔 Generation interval
10/15/2024
28
ΔP
σP
z
p
i P z
10/15/ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ024
P p
29
留种率与选择强度的关系
10/15/2024
30
Ｇ＝ｈ2ΔΡ Ｇ＝ σＡ·ｈ·ΔΡ/ σＰ Ｇ＝ σＡ·h·i
ｈ=σＡ/σＰ
i= ΔΡ/ σＰ h= rＡＩ
Ｇ＝ σＡ·i·ｒＡＩ
Ｇｔ＝ σＡ·i·ｒＡＩ/L
10/15/2024
➢不同环境下的选择 ➢多性状选择
10/15/2024
20
二、数量性状的选择
－提高种畜选择成效的育种措施
10/15/2024
21
__
选择差selection differential ΔP＝Ps-P
选择反应selection response Δ G= h2ΔP
留种率 fraction selected
10/15/2024
13
➢狭义遗传力 指数量性状育种值方差VA 占表型方差VP的比例。
h2 VA VA VP VA VR
10/15/2024
14
rR 0
R1 rR=0
A1
rA
A2 rR=0
R2
r
h
h
ΔP＝Ps-P
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23
选择反应selection response
➢通过人工选择，在一定时间内，使得性状向着 目标方向改进的程度 ➢选留个体子女均值与群体均值之差 ➢选择差与遗传力的乘积 ➢R 或 Δ G
Δ G= h2ΔP
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世代间隔 Generation interval
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ΔP
σP
z
p
i P z
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P p
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留种率与选择强度的关系
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Ｇ＝ｈ2ΔΡ Ｇ＝ σＡ·ｈ·ΔΡ/ σＰ Ｇ＝ σＡ·h·i
ｈ=σＡ/σＰ
i= ΔΡ/ σＰ h= rＡＩ
Ｇ＝ σＡ·i·ｒＡＩ
Ｇｔ＝ σＡ·i·ｒＡＩ/L
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➢不同环境下的选择 ➢多性状选择
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二、数量性状的选择
－提高种畜选择成效的育种措施
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选择差selection differential ΔP＝Ps-P
选择反应selection response Δ G= h2ΔP
留种率 fraction selected
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13
➢狭义遗传力 指数量性状育种值方差VA 占表型方差VP的比例。
h2 VA VA VP VA VR
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rR 0
R1 rR=0
A1
rA
A2 rR=0
R2
r
h
h
数量性状选择原理与方法
利用家畜个体及其家系（全同胞或半同胞家系）
的资料以及遗传力来判断个体的种用价值。
设：个体表型值为Pi，它可被划分为两部分之和，
即:
►家系平均值(Pf) ►个体表型值(Pi)与家系平均值(Pf)的离差(Pw)
►
即：Pi＝Pf＋Pw
其中： Pw 表示家系内偏差，即(Pi－Pf) Pf 表示家系均值
高产对家畜适应自然环境条件往往是有害的，故应加强 对高产品种的营养条件供应和环境条件控制。
3、当两种选择作用严重抵触时，人工选择就不会取 得进展（品种退化）。
选择的实质
►
打破了繁殖的随机性，定向地改变了群体
中相关基因的频率。
►
打破了自然状态条件下生物群体的“哈代 －温伯格”平衡 ，改变了生物类型。
如：世代间隔、性状间的相关、一次选择性状的 数目、近交以及遗传与环境的互作等。
遗传进展（selection progress）：选育群体平均每 年所获得的选择反应。即选择反应除以平均世代间 隔。 R Ry GI
世代间隔：指每繁殖一代所需的年数，或者说是用子 女出生时父母的平均年龄来表示。
选择强度：不同性状间由于度量单位和标准差不 同，选择差之间不能相互比较。为统一标准，都除 以各自的标准差，使之标准化。这种标准化的选择 差称为选择强度（i）。 其公式为：i P S ; 所以 S i P P P 又： h /
2、选择的目的与方向
自然选择没有明确的目的性和方向性 人工选择有明确方向性和目的性：选择目标→选择方案
3、选择的过程
自然选择是一个漫长的过程，时间长，见效慢
人工选择的过程则相对较短，见效较快
人工选择和自然选择间的关系
1、当选择的方向一致时，自然选择能加快人工选择 的进程，增强人工选择的效果。 2、当选择方向不一致时，人工选择会受到自然选择 的制约或影响。此时，要获得人工选择的预期效果， 就必须加强或改善饲养管理条件来克服自然选择的 作用。
的资料以及遗传力来判断个体的种用价值。
设：个体表型值为Pi，它可被划分为两部分之和，
即:
►家系平均值(Pf) ►个体表型值(Pi)与家系平均值(Pf)的离差(Pw)
►
即：Pi＝Pf＋Pw
其中： Pw 表示家系内偏差，即(Pi－Pf) Pf 表示家系均值
高产对家畜适应自然环境条件往往是有害的，故应加强 对高产品种的营养条件供应和环境条件控制。
3、当两种选择作用严重抵触时，人工选择就不会取 得进展（品种退化）。
选择的实质
►
打破了繁殖的随机性，定向地改变了群体
中相关基因的频率。
►
打破了自然状态条件下生物群体的“哈代 －温伯格”平衡 ，改变了生物类型。
如：世代间隔、性状间的相关、一次选择性状的 数目、近交以及遗传与环境的互作等。
遗传进展（selection progress）：选育群体平均每 年所获得的选择反应。即选择反应除以平均世代间 隔。 R Ry GI
世代间隔：指每繁殖一代所需的年数，或者说是用子 女出生时父母的平均年龄来表示。
选择强度：不同性状间由于度量单位和标准差不 同，选择差之间不能相互比较。为统一标准，都除 以各自的标准差，使之标准化。这种标准化的选择 差称为选择强度（i）。 其公式为：i P S ; 所以 S i P P P 又： h /
2、选择的目的与方向
自然选择没有明确的目的性和方向性 人工选择有明确方向性和目的性：选择目标→选择方案
3、选择的过程
自然选择是一个漫长的过程，时间长，见效慢
人工选择的过程则相对较短，见效较快
人工选择和自然选择间的关系
1、当选择的方向一致时，自然选择能加快人工选择 的进程，增强人工选择的效果。 2、当选择方向不一致时，人工选择会受到自然选择 的制约或影响。此时，要获得人工选择的预期效果， 就必须加强或改善饲养管理条件来克服自然选择的 作用。
数量性状的选择原理与方法
第十二章数量性状的选择原理与方法动物育种中所重视的大多数重要经济性状都是数量性状，例如产奶量、乳脂率、产蛋数、蛋重、瘦肉率、增重速度、饲料转化率等。
数量性状是由微效多基因控制的，每个基因作用微小，效应各异，可以累加和倍加，只有通过群体对其进行研究，选择是在一个群体中通过外界的作用，将其遗传物质重新组合，以便在世代的更替中，使群体内的个体更好地适应于特定的目标，优良性状只有通过不断的选择才能得到巩固和提高。
因此选择就成为进一步改良和提高家畜生产性能的重要手段。
阈性状是一类特殊类型的性状，与数量性状的遗传基础是一致的，对它的选择方法有所不同。
第一节选择差与选择反应家畜的繁殖率一般都是很高的，特别是应用人工授精技术以后，不需要将育种群中同一世代出生的所有家畜全部留作种用，而是将各方面优秀的个体选留下来，用于繁衍下一代，因此选种是改进群体遗传的重要手段。
选择差和选择反应是进行数量性状选择的基础。
一选择差选择差(S)是由被选择个体组成的留种群数量性状的平均数(P)与群体均数（P）之差：SP－P（公式 12-1） S=S选择差表示的是被选留种畜所具有的表型优势。
选择差的大小，主要受两个因素的影响，一是畜群的留种率（P），留种率是指留种个体数占原始畜群总数的百分比。
一般来说，群体的留种率愈小，所选留个体的平均质量愈好，选择差也就越大。
在实际的育种工作中，在一个每年都要扩大的畜群里，需要选留的种母畜多，留种率加大，选择差减小。
在一个母畜头数年年保持不变的群体中，种母畜的留种率较小，选择差会增大。
多胎家畜的选择差要比单胎家畜大，因为可能供选择的后代数目较多。
断乳成活率较高的畜群，要比成活率较低的选择差大。
公畜的选择差通常都大于母畜，这是因为公畜的留种比例小。
对于限性性状的公畜，在选择时，留种的少数公畜，如果选择不那么准确，其实际选择差就会比预期的减小。
二是性状的表型标准差，即性状在群体中的变异程度。
同样留种率，标准差大的性状，选择差也大。
第三章 选择原理
二、质量性状的选择方法
• 由于质量性状大多受单个或少数几个等位基因所 控制，同时表型与基因型之间有着必然的联系， 我们可以通过表型直接判定该性状的基因型或通 过“测交”、基因标记、基因探针等方法鉴别个 体某一性状的基因型，再加以正确的选择。 • 选择本身并不能产生新的基因，只不过通过选择 增加了群体某些理想基因的频率吧了！故而，质 量性状选择的遗传效应在于提高了被选基因的频 率，提高了被选基因纯合子在群体中的频率。
二、数量性状遗传基础
（一）微效多基因假说 • 数量性状的表型值受基因型与环境的共同影响，基因型是 由大量的、微效的、并可累加的多基因所决定，这些基因 在世代传递中仍符合“三大遗传定律”，这些基因没有显 隐性关系，同时数量性状的表型值对环境效应尤为敏感， 易受环境左右。 • 要点：1、数量性状在群体中的表型值符合正态分布“居 中个体多，极端个体少”。 2、基因对数量性状的影响体现在 1／基因与性状的关系是“多因一效”和“一因多效”。 2／基因的作用除加性效应外，仍然有上位效应、显性 效应。 3 ,数量性状的表型除基因型外，还受环境影响。
三、数量性状数学模型
2、基因效应分析 • 基因效应值进一步剖分为三大部分：G＝A＋D＋I。A为基因加性效应 值；D为基因显性效应值；I为基因上应效应值；D、I为不同个体不同 等位基因之间的组合其表现（或称对表型值的影响），随着不同的组 合而不同，这一部分值在世代传递过程中无法固定，仅有加性效应值 能稳定遗传。 D、I是随不同的基因组合对群体中每一个个体产生影响，可正可负，是 随机的，通常将它归并到环境偏差值中，并统称为剩余值。 P＝G＋E＋IGE ＝A＋D＋I＋E＋IGE ＝A＋R＋IGR （其中R剩余值＝D＋I＋E） 同时假定基因与环境的互作为O，即协方差为O。 COV（A、R）＝O rAR＝O 即有： P＝A＋R......（2）
选择原理-数量性状
选择非极限理论 连续100多代的强度选择，并没有使加性遗传方差耗尽、选择反应停止。
2020/4/27
33
保持群体遗传变异度的育种措施有哪些？
❖ 育种群应保持一定规模 ❖ 育种初始群具有足够的遗传变异 ❖ 经通常在育种群中进行遗传参数评估 ❖ 采取适当方法扩大群体的遗传变异（导入杂
交）
2020/4/27
2020/4/27
48
Homework:
方差
标准差
选择差
选择反应
世代间隔
留种率
选择强度
育种值估计的准确度
遗传进展
公式5－8
相关选择反应
公式5－13
2020/4/27
49
※标记QTL连锁分析（基因组扫描）
※候选基因分析
2020/4/27
6
确定单个QTL基因的作用：
标记辅助选择（marker-assisted selection，MAS）； 将转基因技术用于数量性状的遗传操作； 能够鉴别由多因素引起的遗传疾病，为基因治疗和 改进预防措施提供依据； 对这些QTL基因的数目和特性有所了解后，可以使 数量遗传学理论建立在更加完善的基础上，对动物育 种实践的指导更为科学合理。
2020/4/27
41
❖实施早期选种措施
━在家畜个体尚未表现生产性状，或尚未完 成性状的表现时，实施的辅助选择措施。 标记辅助选择的目的之一是实现早期选种 ，缩短世代间隔。
2020/4/27
42
影响选择成效的因素5 选择性状的数目
一般而言，同时选择性状越多，每个性状的选择进展越小。
如果选择单一性状的选择反应为R，则同时选择N个性状，每个性状的选择
P G E G E P E T
选择原理-数量性状51页PPT
选择原理-数量性状
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
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2020/11/5
7
4.数量性状数学模型
P=G+E+IGE
P=A+D+I+E
P=A+D+I+Ep+Et
P=A+R
基因加性效应（additive effect）
等位基因间的显性效应（dominance effect）
202非0/11等/5 位基因间的上位效应（epistatic effect)
8
5.基因效应和育种值
概念：拟做种用的后备种畜出生时、其父母双亲的平均年龄 效应：与遗传进展成反比
遗传进展＝
选择强度×遗传变异× 选择准确性
世代间隔
2020/11/5
25
遗传进展 selection progress
选择反应除以平均世代间隔 Δ Gt= Δ G /L
2020/11/5
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ΔＧ＝ｈ2ΔΡ ΔＧ＝ σＡ·ｈ·ΔΡ/ σＰ
第五章 选择原理与方法
第二节 数量性状的选择
2020/11/5
1
❖ 一、数量性状遗传基础 ❖ 二、数量性状的选择
2020/11/5
2
1.数量性状的特征
数量性状遗传基础
数量性状在个体间的差异需要度量； 数量性状变异呈连续性； 数量性状受多基因控制； 数量性状对环境影响敏感。
2020/11/5
3
2.微效多基因假说（Nilsson-Ehle）
__
ΔP＝Ps-P
2020/11/5
23
选择反应selection response
➢通过人工选择，在一定时间内，使得性状向着 目标方向改进的程度 ➢选留个体子女均值与群体均值之差 ➢选择差与遗传力的乘积 ➢R 或 Δ G
Δ G= h2ΔP
2020/11/5
24
世代间隔 Generation interval
re( XY )
RX
A X r( XY ) AY
RY
eX
hX
hY
eY
PX
PY
2020/11/5
不同性状表型相关的剖分
18
rX Yr(X)h Y X h Y re(X)Y1 h X 2 1 h Y 2
2020/11/5
19
遗传相关的主要作用
➢间接选择（indirect selection） 辅助性状（assistant trait)。
rA
2020/11/5
16
遗传相关（genetic correlation）
表型相关（phenotypic correlation）
就是同一个体的两个数量性状度量值间的相 关。
➢遗传相关 ➢环境相关
2020/11/5
17
在这两类遗传和环境相关原因的共同作用下， 两个性状之间就呈现出一定的表型相关。
※标记QTL连锁分析（基因组扫描）
※候选基因分析
2020/11/5
6
确定单个QTL基因的作用：
标记辅助选择（marker-assisted selection，MAS）； 将转基因技术用于数量性状的遗传操作； 能够鉴别由多因素引起的遗传疾病，为基因治疗和 改进预防措施提供依据； 对这些QTL基因的数目和特性有所了解后，可以使 数量遗传学理论建立在更加完善的基础上，对动物育 种实践的指导更为科学合理。
P=A+D+I+Ep+Et＝A+R
各种基因型的加性效应值，即育种值 （breeding value）等于构成该基因型的两 个等位基因的平均效应之和。
2020/11/5
9
6. 亲属间相关分析
亲属间的遗传相关 P34
整体、共同祖先、亲属间整体上的亲缘相 关、与具体性状无关
亲属间的表型相关
亲属间的数量性状表型值相关（包含性状
2k展开项的系数。P30
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
2020/11/5
5
3.数量性状基因座（QTL)
对数量性状有较大影响的基因座称为数量性 状基因座（quantitative trait locus，QTL)， 它是影响数量性状的一个染色体片段，而不一
定是一个单基因座。(P350)
方法：
※效应大小或贡献率 ※主效基因
➢不同环境下的选择 ➢多性状选择
2020/11/5
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二、数量性状的选择
－提高种畜选择成效的育种措施
2020/11/5
21
__
选择差selection differential ΔP＝Ps-P
选择反应selection response Δ G= h2ΔP
留种率 fraction selected
由大量微小效应的基因控制； 微效基因的效应相类似并且可以相加； 服从分离规律、自由组合规律、连锁互换规律； 微效基因间一般没有显隐性区别； 数量性状同时受到基因型和环境的作用，而且数量 性状的表现对环境影响相当敏感。
2020/11/5
4
如果一个数量性状有k个基因座控制，则各 种基因型频率分布是二项式（1/2A+1/2a）
的遗传相关和环境相关）
2020/11/5
10
7.数量性状遗传参数
重复力（repeatability） 遗传力（heritability ） 遗传相关（genetic correlation）
2020/11/5
11
重复力（repeatability）
是衡量一个数量性状在同一个体多次度量值之间的相关程度 的指标。也称重复率。
2020/11/5
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➢狭义遗传力 指数量性状育种值方差VA 占表型方差VP的比例。
h2 VA VA VP VAVR
2020/11/5
14
rR 0
R1 rR=0
A1
rA
A2 rR=0
R2rhh Nhomakorabear
P1
P2
遗传力估计原理通径图
2020/11/5
15
rR 0
rP = rAh 2 h 2 rP
P G E G E P E T
reVGV P VEP
VGVEP VGVEP VET
重复力的作用
重复力可用于验证遗传力估计的正确性
重复力可用于确定性状需要度量的次数
2020/11/5
12
遗传力（heritability ）
➢广义遗传力 指数量性状基因型方差占表型方差 的比例，它反映了一个性状受遗传效应影响有多大， 受环境效应影响多大。 ➢实现遗传力 指对数量性状进行选择时，通过亲 代获得的选择效果，在子代能得到的选择反应大小 所占的比值，这一概念反映了遗传力的实质。
被选留个体数 p 参加性能测定个体数
选择强度selection intensity 世代间隔 Generation interval
i
P
P
z p
L
遗传进展selection progress Δ Gt
2020/11/5
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选择差 selection differential
➢被选留个体均值与群体均值之差， ➢反映的是被选留个体的表型优势