05 第六章 数量遗传学.ppt

第1页：第六章 数量遗传学

第六章数量遗传学

第2页：提纲I. 数量性状的遗传分析1.数量

提纲I. 数量性状的遗传分析1.数量性状及其特性2.数量性状的多基因假说(polygene hypothesis)II. 数量性状遗传分析的统计方法III. 数量性状的遗传变异和遗传率

第3页：质量性状

质量性状(qualitative character) :数量性状(quantitative character,quantitative trait,QT):Back遗传性状

第4页：数量性状的遗传分析

第一节数量性状的遗传分析一.数量性状及其特性二.数量性状的多基因假说(polygenehypothesis)Back

第5页：数量性状及其特性

一、数量性状及其特性

• 连续变异的性状:如牛的泌乳量,农作物产量
• 不连续变异的性状:阈性状(threshold character):如单胎动物每胎仔数

第6页：数量性状的多基因假说

二、数量性状的多基因假说(1). 多基因假说及其实验证据:多基因假说(polygene hypothesis,multiple factor hypothesis):数量性状是由许多对基因共同作用的结果,其中每一个基因的单独作用较小,与环境影响所造成表型差异差不多大小,因此,各种基因型所表现的表型就成为连续分布的数值了。

例如:玉米穗长度的遗传小麦粒色的遗传(Nilsson –Ehle实验)

第7页：甜玉米×P2:杂交

①玉米穗长度的遗传AaBbP1: 甜玉米×P2: 爆玉米F1:F2:

第8页：P1: 甜玉米

P1: 甜玉米(aabb) ×P2: 爆玉米(AABB)AaBbA+B数:

第9页：小麦粒色的遗传粗分

②小麦粒色的遗传粗分:1白:15红细分:Back

第10页：How the mutiple factorhypothesis accounts

How the mutiple factorhypothesis accounts for the1:4:6:4:1 phenotypic ratio ofgrain color when all allelesdesignated by uppercaseletters are additive andcontribute an equal amount ofpigment to the phenotype.

第11页：阈值模型

③阈值模型(threshold model)1.基本物质为呈连续分布的数量性状,而表型性状则为不连续分布的质量性状。

• 基本物质处于某一特定范围内,表现为正常,如果超出某一阈值,表型就不正常,如血压,血糖含量等
• 基本物质受多基因控制,但性状的改变仅发生在基本物质达到或者超过某一阈值时才发生。所以多基因控制的性状,也可以表现为非此即彼,全或无的表型。Back

第12页：1 1一对基因1 2 11 3

1 1一对基因1 2 11 3 3 1两对基因1 4 6 4 11 5 10 10 5 1三对基因1 6 15 20 15 6 11 7 21 35 35 21 7 1四对基因1 8 28 56 70 56 28 8 1扬辉三角

第13页：The results of crossing twoheterozygotes

The results of crossing twoheterozygotes when polygenicinheritance is operative with 1-5gene pairs.

第14页：A normal frequency ditribution

A normal frequency ditribution characterized by a bell-shaped curve.

第15页：表: 多基因控制的数量遗传中等位基因

表: 多基因控制的数量遗传中等位基因数目和基因型、表型数及分离比的关系等位基因对的数目分离的等位基因数F2中性状极端表达的比率F2中的基因型数F2中的表型数F2各表型比为二项式各项系数12(1/4)1=1/4

• 1=33(a+b)224(1/4)2=1/16
• 2=95(a+b)436(1/4)3=1/64
• 3=277(a+b)648(1/4)4=1/256
• 4=819(a+b)8n2n(1/4)n
• n2n-1(a+b)2n

第16页：微效多基因学说要点1909年

(2). 微效多基因学说要点1909年Nilsson-Ehle 提出:其要点是:1· 数量性状是许多对微效基因或多基因(polygene)的联合效应所造成。2· 多基因中的每一对基因对性状表型的表现所产生的效应是微小的。多基因不能予以个别辨认,只能按性状的表现一道研究。3· 微效基因的效应是相等而且相加的,故又可称多基因为累加基因。4· 微效基因之间往往缺乏显性。有时用大写字母表示增效,小写字母表示减效。5. 微效基因对环境敏感,因而数量性状的表现容易受环境因素的影响而发生变化。微效基因的作用常常被整个基因型和环境的影响所遮盖,难以识别个别基因的作用。6· 多基因往往有多效性,多基因一方面对于某一个数量性状起微效基因的作用,同时在其他性状上可以作为修饰基因(改变其他基因效果的基因)而起作用,使之成为其他基因表现的遗传背景。7·多基因与主效基因(major gene)一样都处在细胞核的染色体上,并且具有分离、重组、连锁等性质。Back

第17页：数量性状的主效基因

(3). 数量性状的主效基因主效基因: 绵羊布罗拉(booroola)的基因:Montgomerry 等(1994) ,绵羊第6号染色体上。

与绵羊的产羔数有关。

猪应急综合征基因——氟烷敏感基因:第6染色体上。

第18页：表: 数量性状和质量性状的区别基因控

表: 数量性状和质量性状的区别基因控制变异分布表型分布受环境影响遗传规律性状特点研究对象数量性状多基因正态分布连续大非孟德尔遗传易度量群体质量性状单基因二项分布分散小孟德尔遗传不易度量个体和群体

第19页：

第20页：数量性状遗传分析的统计方法性状统计资

第二节数量性状遗传分析的统计方法性状统计资料:x1,x2,x3,…,xn1.平均数(mean):2.方差(variance, mean square):3.标准差(standard deviation,SD):4.直线相关与回归

第21页：平均数与对性状的集中程度的度

1.平均数(mean):对性状的集中程度的度量。

第22页：例如:玉米穗长度资料

例如:玉米穗长度资料:长度(cm):5 6 7 8 总计个数:4 21 24 857总和及总平方和:∑x=4×5+6×21+7×24+8×8=378∑x2=52 ×4+62×21+72×24+82×8=2544平均值:--x = 37857=6.63

第23页：

第24页：XI表示样本中各个体的量度值

XI表示样本中各个体的量度值。如果在样本中有的个体量度值相等,则可以合并为一组,以mi表示组内的个体数,或以fi表示占总体样本的频数,则均值可表示为:X =Σfi XiX =ΣfiXi=0.05

• +0.15
• +0.20
• +0.35
• +0.15
• +0.10
• =13.7

第25页：方差与总体方差

2. 方差(variance)

• 总体方差:V = ∑( x-x )2N方差是度量离开平均数的变异程度,用变数( x )与平均数( x )的偏差的平均平方和(mean square)来表示
• 样本方差:s2= ∑( x-x )2n -1= ∑x2-(∑x )2/nn -1=2544-3782/5756=0.67

第26页：标准差与标准差就是方差的平方

标准差(standard variance):标准差就是方差的平方根。s= s2= ∑( x-x )2n-1s= s2=

• 67 ≈
• 82

第27页：直线相关与回归

4、直线相关与回归(1)、直线相关(correlation)(相关)度量变量间相关程度的统计量γXY=∑ (x-x)(y-y)∑(x-x)2∑(y-y)2γXY:相关系数(correlation coefficient)-1≤ γ ≤1

第28页：协方差与两个相关变量

(2)、协方差(covariance)两个相关变量(x、y)共同变异量的度量: COVxy1COVxy=∑(x-x)(y-y)N=1N∑xiyi-xyγXY=COVxy/Sx.Sy

第29页：回归系数

(3)回归系数(cofficient of regression)度量当一个变量变化是,另一个变量所改变的程度。

第30页：数量性状的遗传率

第三节数量性状的遗传率1、数量性状的表型值表型值是在实践中所度量或观察到的数值。

P=G+EP=性状的表型值G=性状的基因型值E=环境效应

第31页：基因型值

基因型值(G)A(additive effect):基因的累加效应又称为“育种值”D(dominance deviation):显性离差I(interaction 或epistatic deviation):互作离差或上位效应G=A+D+I

第32页：数量性状的方差方差可用来测量变异的程

2、数量性状的方差方差可用来测量变异的程度,表型方差可以剖分为遗传方差和环境方差两部分:VP=VG+VEVP=表型方差VG =遗传(基因型)方差VE =环境方差

第33页：遗传率又叫遗传力

遗传率又叫遗传力,广义遗传力(H2):遗传方差在总的表型方差中所占的比例。H2= VG/VP = VG/(VG+VE)3、数量性状的遗传率(heritability)

• 狭义遗传力(narrow-sense heritability):育种值方差在总的表型方差中所占的比例
• 广义遗传力(broad-sense heritability)P2AVVh=

第34页：近亲繁殖和杂种优势

第四节近亲繁殖和杂种优势一、近交与杂交杂交(crossbreeding):基因型不同的纯合子之间的交配,又称异型交配。

相同基因型之间的交配称为同型交配。

近交(inbreeding,)又称为近亲交配或近亲繁殖,是完全的或不完全的同型交配

第35页：近交与杂交的遗传效应

二、近交与杂交的遗传效应1、近交使基因纯合,使群体中遗传趋于稳定;杂交使基因杂合。

见下页表2、近交系数(coefficient of inbreeding,F)与血缘系数(Rxy)

第36页：群体中杂合体的比例

群体中杂合体的比例AA Aa aa世代0 -1 -11 1/4 2/4 1/4 1/22 3/8 2/8 3/8 1/43 7/16 2/16 7/16 1/8n2n-1/2n+11/2n2n-1/2n+11/2n

第37页：通径分析法计算近交系数

3、通径分析法计算近交系数

• 通径与通径链通径:通径系数:通径链:A BS D
• 计算:Rxy=∑(1/2)L= ∑(1/2)n1+n2

第38页：A BC DX YRxy =(1/2)4+ (1/2)4

A BC DX YRxy =(1/2)4+ (1/2)4

第39页：F=R1/2A BC DSEXFx=RSE1/2Fx=

F=R1/2A BC DSEXFx=RSE1/2Fx= ∑(1/2)n1+n2+1=∑(1/2)N

第40页：JA BC DG HXIFFx=∑(1/2)N=(1/2)6+ (1/2)6

JA BC DG HXIFFx=∑(1/2)N=(1/2)6+ (1/2)6

第41页：近交的影响

4、近交的影响

第42页：杂种优势

(三)杂种优势(heterosis)杂种优势的遗传理论:1、显性学说:A b C D eA b C D ea B c d Ea B c d EA b C D ea B c d E2+1+2+2+1=81+2+1+1+2=72+2+2+2+2=10

第43页：超显性学说

2、超显性学说:a1 b1 c1 d1 e1a1 b1 c1 d1 e1a2 b2 c2 d2 e2a2 b2 c2 d2 e2a1 b1 c1 d1 e1a2 b2 c2 d2 e22+2+2+2+2=101+1+1+1+1=51+1+1+1+1=5