第八章 数量性状遗传
数量性状遗传
数量性状遗传
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加性－显性－上位性遗传模型
❖ 对于一些性状, 不一样基因座位上基因 还可能存在互作效应, 即上位性效应。
❖ 基因型值包含加性效应、显性效应和上 位性效应
❖
G＝A＋D＋I
❖
P＝A＋D＋I＋E
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现以 P G E 表示三者平均数, 则各项方差能够推 算以下.
P P2
2
G E
GE
G G E E 2
G G2 2G GE E E E2
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• 表型离均差平方和
• 基因型离均差平方和
• 环境影响造成离均差平 方和
• 基因型与环境条件互作 效应
P P2
G G2
E E2
G GE E
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• 若基因型与环 境之间没有互 作，即 :
G GE E 0
• 则表型离差平 方和等于基因 型离差平方和 加环境引发离 差平方和
数量性状遗传
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上式两边都除以n或n-1:
P P2 G G2 E E2
n
n
n
P P2
VP
n
G G 2
VG
n
E E 2
VE
n
VP VG VE
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VP VG VE
❖ 回交（back cross）是F1与亲本之一杂交。 ❖ F1与两个亲本回交得到群体记为B1.B2。
❖ B1表示F1与纯合亲本AA回交子代群体，
❖ F1 Aa ×P1 AA ，遗传组成是 1/2AA+1/2Aa
遗传学A名词解释(下)
第八章数量性状的遗传（4学时）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。
★超亲遗传：在数量性状的遗传中，杂种第二代及以后的分离世代群体中，出现超越双亲性状的的新表型的现象。
★★★★狭义遗传率（力）：指基因加性方差占总方差的比值。
★★遗传率（力）：指遗传方差在总方差（表型方差）中所占的比例。
★★QTL：控制数量性状的基因座（控制数量性状的基因在基因组中的位置）第九章近亲繁殖和杂种优势（2学时）★★★杂种优势：两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种F1在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量、品质等上优越于双亲的现象。
（大都为数量性状）★近交系数：用来描述双亲亲缘关系的远近。
★纯系:从一个基因型纯合个体自交产生的后代。
（自交系）第十章细菌和病毒的遗传（4学时）转化：某些细菌(或其他生物)通过其细胞膜摄取周围供体的染色体片段，并将此外源DNA片段通过重组整合到自己染色体组的过程。
★接合：在原核生物中，是指遗传物质从供体“雄性”转移到受体“雌性”的过程。
★性导：是指接合时有F’因子所携带的外源DNA转移到细菌染色体的过程。
★★★★★转导：指以噬菌体为媒介所进行的细菌遗传物质重组的过程。
★普遍性转导：转导噬菌体可以转移细菌染色体组的任何不同部分的转导。
第十一章细胞质遗传（4学时）★细胞质遗传：由细胞质内的基因所决定的遗传现象和遗传规律。
★★★孢子体不育：指花粉的育性受孢子体（植株）基因型所控制，而与花粉本身所含基因无关★★配子体不育：指花粉育性直接受雄配子体（花粉）本身的基因所决定第十二章遗传工程（3学时）基因组文库：使用与切割质粒相同的限制性内切酶，将供体生物体的基因组DNA切成许多片段，然后将其连接到载体上构成的一个重组DNA群体。
cDNA文库：以mRNA为模板，在反转录酶作用下，合成cDNA，将其与适当载体连接并转化到宿主细胞内进行扩增构建成的基因库。
第八章数量性状遗传
数的重要度量参数。方差愈大，也说明平 均数的代表性愈小。
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二、方差、标准差和标准误
3、标准误：它是平均数方差（S2X）的平方根。 用SX表示。它可反映平均数的可能变异范围。 S2X= S2/n
4、方差的计算方法：
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二、数量性状与质量性状的关系
3、由于观察的层次不同 如多指的遗传 正常和多指看似质量性状，实际是多
基因控制，且受环境的影响。 可以设想导致性状差异的基本物质的
分布是连续的，它在一定的含量（阈值） 内，表现为正常，超过阈值表现为多指。
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三、数量性状和选择
• 在二十世纪初，约翰逊通过菜豆粒 重的研究，提出了纯系学说。主要 观点是：在纯系内进行选择是无效 的。 实际上，由于突变，真正的纯 系是不存在的。
• 故 h2N=（1/2VA/VF2）×100%
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2、 狭义遗传力的估算
• 在杂交组合AA×aa中，令AA为P1，aa为P2，
F1(Aa)与AA回交的子代为B1，Aa与aa回交的
子代为B2
Aa×AA
Aa×aa
↓
↓
B1 1/2Aa:1/2AA
B2 1/2Aa:1/2aa
B1群体的遗传组成是1/2Aa+1/2AA; B2群
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1、广义遗传率的估算
• 假如F1 和F2生长在相同的环境条件下，且 对环境条件有相似的反应，也就是说基因 型与环境没有互作，可以认为二者的环境 方差是相同的。F2的表现型方差是基因型 方差和环境方差之和，从VF2（VP）中减去 F1的方差VF1就可以得到F2的基因型方差 （VG）。 h2B= （VG /VP）×100% = ［（VF2 –VF1）/VF2］×100%
遗传学_ 数量性状遗传_
个体的基因型
✓ 个体性状的表现型数值，称为表现型值，以P表示。 ✓ 表现型值有两部分组成：
一个是基因型所决定的数值，称为基因型值，以G表示； 一个是环境条件引起的变异，用E表示。 ✓ 表现型值、基因型值，和环境变异值三者之间的数量关 系可用以下公式表示：P=G+E
环境条件的影响
✓ 表型变异用表型方差(即总方差)VP表示； ✓ 遗传变异用遗传方差(即基因型方差)VG表示； ✓ 环境变异用环境方差VE表示。 ✓ 三者的数量关系可用下式表示：Vp=VG +VE
三、纯系学说
（三）纯系学说的发展
“ 纯系的纯是相对的、暂时的，绝对的纯系
是不存在的，纯系内继续选择可能是有效的。 纯系繁育过程中，由于突变、天然杂交和机械 混杂等因素必然会导致纯系不纯，产生新的遗 传变异，可能出现更优个体。
“
遗传率及估算方法
一、数量性状变异的表示方法
生物性状 表现的 决定因素
超矮秆表型是由于D18的突变导致。 该种突变体除株高显著降低后，其他 农艺性状与野生型无显著性差异。
小麦粒色简单划分，表现质量性状，单细致 观察，籽粒颜色红到白，表现连续变异，数量性 状的特点。
二 、数量性状的概念及遗传特点
（三）数量性状和质量性状的相对性
生物还有一些性状为阈性性状: 表型呈非连续变异，而其基本物质 的数量呈潜在的连续变异的性状， 即只有超越某一遗传阈值时才出现 的性状，如动植物甚至包括人类的 抗病力、死亡率以及单胎动物的产 仔数等性状。
3 数量性状对环境条件的变化反应敏感。
4 研究方法上，依靠群体，必须用统计方法，对在杂种和后代进行分析。
二 、数量性状的概念及遗传特点
（三）数量性状和质量性状的相对性
数量性状
第八章数量性状遗传呈连续变异的性状叫做数量性状(quantitative character or trait QT )第一节数量性状的遗传学分析一、数量性状的多基因假说1909年，瑞典遗传学家Hermann Nilsson-Ehle对小麦和燕麦中籽粒颜色的遗传进行了研究他进一步观察后发现：F1红粒，红色的程度不如亲本那么红。
F2 红粒有不同程度的红，具有一定的梯度。
杂交A,B,C各包括一对，两对，三对基因的差异。
所以，在小麦和燕麦中，存在着3 对与种皮颜色有关的种类不同但作用相同的基因，即重叠基因。
A P 红粒×白粒↓F1 红粒↓F2 3/4红粒：1/4白粒B P 红粒×白粒↓F1 红粒↓F2 15/16 红粒：1/16 白粒C P 红粒×白粒↓F1 红粒↓F2 63/64红粒：1/64白粒设：3对基因为：R1, r1 R2, r2 R3, r3R对r 不完全显性，R 使红色增加，且具有累加效应。
三组杂交的可作如下解释：A R 1 R1 (r2 r2 r3 r3) ×r1 r1 (r2 r2 r3 r3)B R 1 R1 R 2 R2 (r3 r3) ×r1 r1 r2 r2 ( r3 r3)↓R 1 r1 R2 r2↓C R 1 R 1 R 2 R2 R 3R3 ×r1 r1r2 r2 r3r3↓R 1 r1 R 2 r2R3r3↓6R 5R 4R 3R 2R 1R 0R1/64 6/64 15/64 20/64 15/64 6/64 1/64( 1/2 R + 1/2 r)nn 涉及到的等位基因数目符合二项分布P (X=k) = Cnkpkq n-kCnk = n! / (n-k)! k !实验说明：红色深浅的梯度变化与差异基因的对数有关。
若差异基因的对数更多时，变异会逐渐由梯度变化向连续变化转变。
Nilsson-Ehle (1909)总结了上述实验分析的结果，提出了数量性状遗传的多基因假说。
遗传学第八章数量性状的遗传分析8.6习题
一、填空题1在某一养鸡场饲养的某种鸡中，已知鸡蛋产量的遗传力讦=0.9，那么该性状的遗传主要是由于___________ 因素决定的。
2、在来航鸡中，已知来航鸡的产卵量的遗传力是讦=0.05,那么该性状的遗传主要是由___因素决定的。
3、数量性状呈__________ 变异，不同表型之间有很多 ______________ 类型。
4、在数量性状遗传中，多基因对表现型的作用方式主要有____________ 和 ________ 作用。
5、数量性状的遗传变异表现为_____________ ，控制数量性状的基因称为_____________ 。
6、广义遗传率的估算是利用____________ 作为环境方差的估计。
7、数量性状遗传中，遗传方差可分解为_____________ ，___________ ， ___________三部分。
8、数量性状的遗传率一般____________ 质量性状的遗传率。
9、一个连续自交的群体，由杂合开始，需要经过 ___________ 代自交，才能达到大约为97%的纯合子。
10、根据生物性状表现的性质和特点，我们把生物的性状分成两大类。
一类叫（），它是由（）所控制的；另一类称（），它是由（）所决定。
11、遗传方差占总方差的比重愈大，求得的遗传率数值愈（），说明这个性状受环境的影响（）。
12、数量性状一向被认为是由（）控制的，由于基因数量（），每个基因对表现型影响（），所以不能把它们个别的作用区别开来。
13、遗传方差的组成可分为（）和（）两个主要成分，而狭义遗传力是指（）占（）的百分数。
14、二对独立遗传的基因A a和E b,以累加效应的方式决定植株的高度，纯合子AABB高50cm,aabb高30cm。
这两个纯合子杂交，F 1高度为（）cm，在F 2代中株高表现40cm 的基因型有（）等三种，F 2中株高40cm的植株所占的比例为（）。
15、在数量性状遗传研究中，基因型方差可进一步分解为（）、（）和（）三个组成部分，其中（）方差是可以固定的遗传变量。
数量性状的遗传—数量性状遗传的特征(遗传学课件)
所以数量性状在农业中显得特别重要。 （三）人类
人的身高、体重、胖瘦、寿命……
三、认识数量性状
特点：变异不容易分为截然不同的组别，其间有 一系列的过渡类型，只有数量的不同，没有质的 差别。
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《遗传学》
知识目标
学习目标
一、 二、 三、
知道 清楚 数量 数量
熟悉 数量 性状
性状 性状 与质
的概 的遗 量性
念 传特 状的
点
区别
能力目标
能用分析 数量性状 的方法分 析育种与 生产中的 实际问题
Gregor Mendel 1822-1884
（一）数量性状与质量性状的区别
五、数量性状与质量性状的关系 （二）数量性状与质量性状的相对性 1、数量性状与质量性状的区别不是绝对的； 2、生物的性状都有其质和量两个方面，只是在一 定条件下质和量表现出主次关系。 3、在不易区分一个性状是质量性状或数量性状时， 就必须根据F1或F2遗传动态特征来作出判断。
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亲 本 25
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玉米穗长遗传的柱形图
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遗传学第八章数量遗传课件.ppt
F3的表现型方差：
33 VF3 4VA16VDVE
F4代的表现型方差：
77 VFr 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。
4. 回交世代的方差
B1群体： F1P 1 A aAA
其群体遗传组成： 1 AA 1 Aa 22
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红粒有效基 6R 5R 4R 3R 2R 1R 0R 因数
红粒:白粒
63:1
小麦籽粒颜色生化基础：红粒基因R编码一种红色素合成 酶。R基因份数越多，酶和色素的量也就越多，籽粒的颜 色就越深。
当某性状由1对基因决定时，由于F1能够产生 具有等数R和等数r的雌配子和雄配子，所以
F1产生的雌配子与雄配子都各为，
两个方差加在一起 1 a 2 1 d 2 1 a 1 d a 2 1 d 2 1 a 1 d a 2 1 d 2 44 244 222
11 VB 1VB22VA2VD2VE
第四节 遗传率的估算及其应用
一、遗传率的概念
1、广义遗传率 遗传方差占总方差(表型方差)的比值
hB2
遗传方差 总方差
100 %
VG 100% VG VE
2、狭义遗传率：基因加性方差占总方差的比值
V P V A V D V I V E
h
2 N
基因加性方差 总方差
100 %
V A 100% VP
V A
VA VD VI
VE
100 %
二、遗传率的估算
•广义遗传率的估算
VE1 4VP11 2VF11 4VP2
第一节 数量性状的特征
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第八章数量性状遗传
名词解释：
数量性状质量性状微效基因主效基因遗传力广义遗传力狭义遗传力
习题
一、问答题
1.既然子代的平均高度介于双亲基因型平均数之间，为什么有的孩子比父母还高?
2.为什么有的玉米自交系不但长得矮小、低产而且易染病?
3.一个特定品种的两个完全成熟的植株，已知它们的数量性状的极端表型——高度为1尺和5尺，(1)如果只在单一的环境下做实验，你如何判定植株高度是由环境原因还是遗传原因决定的?(2)如果是遗传原因，你又如何测定与这个性状有关的基因对数?
4.预测双交种(A×B)×(C×D)产量的最好方法是求4个单交种A×C，A×D，B×C，B×D的产量的平均值，为什么?为了使双交种的杂种优势最强，在6个可能的单交种中，你将选哪两个单交种进行杂交?假定A和D是姊妹自交系，B和C也是姊妹自交系。
5.质量性状和数量性状的区别与联系如何?
6.数量性状的遗传特点如何?
7.什么是纯系学说?纯系学说的主要贡献是什么?
8.产生杂种优势的原因是什么?为什么杂种优势在生产上只利用其F1代，不再利用其F2代?
二、填空题
1.如果某种植物的高度是由4对等位基因决定的，若两株高度都是90cm的植株杂交，后代都是90cm高，则亲本可能的基因型是——。
2.有人研究认为，黑人与白人婚配的肤色遗传是由两对无显隐性关系的基因所决定。
现有两个中间肤色亲本所生出的小孩均为中间色，他们的双亲基因型应是____；而有时另外两个中间肤色的亲本所生出的小孩从黑色到白色各种肤色都有，他们的双亲的基因型是____。
3.高粱株高由dld2d3d4四对基因控制，这四对基因都是隐性纯合的矮生类型高度为40cm，而全是显性纯合的高茎类型，高度为240cm。
假设这些基因的作用是累加的、等效的。
现有一个D1D1D2D2D3D3D4D4与dldld2d2d3d3d4d4的高粱杂交组合，其Fl的高度是____。
F2的高度范围是____。
4.一个连续自交的群体，由杂合子开始，需要经过____代自交，才能达到大约为97％的纯合子。
5.假定有两对等位基因以相加效应的方式决定植株的高度。
纯合子AABB高60cm，纯合子aabb高20cm，问，(1)这两个纯合子之间杂交，F1的高度是____；(2)F1自交产生的F2群体中40cm高的植株所占的比例是____。
6.天然群体的显性效应在自花授粉作物中将是最____，而在杂交授粉作物中将是____。
7.数量遗传学的基本前提是影响数量性状和影响质量性状的基因都遵循相同的传递规律，不过数量性状常常涉及到____位点，因此，要研究这些性状，就得通过诸如____、____、____等适合于连续变数的统计量。
8.有时，估算的遗传力可区分为“狭义”和“广义”的。
“狭义”遗传力(公式)的分子部分仅包括____，而“广义”遗传力的分子部分包括____和____两部分。
9.变异系数大的性状比变异系数小的有较____的遗传力；亲本生长正常，对环境反应不敏感的性状的遗传力较____；性状差距小的两个亲本的杂交后代一般表现较——的遗传力。
质量性状比数量性状有较——的遗传力。
三、选择题
1.有三种不同籽粒颜色的玉米，第一种是红的，第二种是白的，第三种也是白的，但若
在成熟期暴露在阳光下就变成红的。
试问这第三种玉米的颜色是由哪种因素决定的?下面的答案哪一个是正确的?
A.遗传
B.环境
C.遗传和环境
D.既不是遗传也不是环境。
2.作物品种甲比品种乙产量高15％，品种乙的含油量比品种甲的含油量高10％。
产量和含油量这两个性状各由10对基因位点控制，彼此之间没有显隐性关系。
为了选育产量高、品质好的新品种，将甲乙两品种杂交，试问，在F2中兼有双亲优点的个体比例有多少?
A.(1/2)10
B.(1/2)20
C.(1/4)10
D.(1/4)20
3.假如一个性状是呈数量遗传的特征，但估算的遗传力为0，那么下面这些结论中哪个是正确的?
A.确实是不遗传的
B.可能是在基因型完全相同的个体中观察到的
C.没有受到环境的影响
D.是一种没有基因参与的表现型
E.是很多基因互利引起的结果。
4.假如具有相等的加性效应的两对基因(AABB)影响某品种玉米的高度。
把平均6英尺的高型品种和平均2英尺的矮型品种杂交，如果矮品种的高度归因于基因型(aabb),那么，增高到2英尺以上的高度，每个基因的效应是多少?
A.1英尺
B.2英尺
C.3英尺
D.4英尺
5，据测家兔体重大小是由具有相等和加性效应的一些基因决定的。
在从大、小两品种杂交所得到的2012只F2中有8只和小亲本品种一样，还有8只和大亲本品种一样大，试问，有多少对基因在起作用7
A.2对
B.4对
C.6对
D.8对
6.现有ABCD四个玉米自交系，其中A和D是姊妹自交系，B和C是姊妹自交系，四个自交系可以配成6个单交种，为了使双交种的杂种优势强，你将选择哪两个单交种进行杂交?
A.(A×C)×(B×D)
B.(A×D)×(B×C)
C.(A×B)×(C×D)
7.有人用菜豆作实验材料，用一个有色、大粒品系和另一白色、小粒品系杂交，得到的结果是：有色PP，45株，种子平均重量30.7±0.5；中间色Pp，80株，种子平均重量28.3±0.3；白色pp，41株，种子平均重量26.45±0.5。
产生这些差异的可能原因是：
A.环境影响；
B.基因型与环境影响；
C.控制种子重量的数量性状多基因所致；
D.控制种子重量基因与皮色基因连锁。
8.假设一种植物的高度是由两对非连锁的基因控制的，该植物的基本高度是5cm，每有一个显性基因使高度增加5cm。
用AABB与aabb杂交，F1的高度应是：
A.5cm
B.10cm
C.15cm
D.20cm
五、分析计算题
1.假定有两对基因，每对各有两个等位基因：AaBb以相加效应的方式决定植株的高度。
纯合子AABB高50cm，纯合子aabb高30cm，问：
(1)这两纯合子之间杂交，F1的高度是多少?
(2)在F1×F1的杂交后，F2中什么样的基因型表现40cm的高度?
(3)这些40cm高的植株在F2中占多少比例?
2.假定某资料的VE=20，V A=20，VD=20，试计算广义遗传力和狭义遗传力。
3.设亲本植株AA的高度是20，aa的高度是10，F1植株的高度是17，计算F2植株的平均高度和方差。
4.两种玉米品种平均高度分别是48cm和72cm，Fl平均高度是60cm，F2有3100株，其中最矮的36cm，共4株，最高的84cm，共2株，问涉及多少对基因?每个显性基因的效应值是多少?
5.根据对小麦抽穗期的研究，得到F2表型方差为0.8，两个杂交亲本平均方差为0.25，
狭义遗传力为60％，求(1)环境方差；(2)F2表型方差中的累加性遗传方差(1/2V A)；(3)F2表型方差中的显性遗传方差(1/4VD)；(4)广义遗传力；
6.假设小麦的一个早熟品种(P1)和一个晚熟品种(P2)杂交，先后获得F1、P2、B1(即F1×P1)和B2(即F2×P2)种子，将它们同时播种在平均的试验田里。
经记载和计算，求得从抽稿到成熟的平均天数和方差如下表
世代从抽穗到成熟(天数)
平均X 方差(v)
P1 13.O 11.4
P2 27.6 10.32
F1 18.5 5.24
F2 21.2 40.35
B1 15.6 17.35
B2 23.4 34.29
试计算：①广义遗传力②狭义遗传力。