高中生物競(jìng)賽 第八章 數(shù)量性狀遺傳（整章文稿1）課件

數(shù)量性狀遺傳多因子遺傳質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀質(zhì)量性狀性狀間差別明顯，一般沒(méi)有中間過(guò)渡類型；這種呈現(xiàn)不連續(xù)變異的性狀叫做質(zhì)量性狀。數(shù)量性狀性狀間只有數(shù)量的不同，沒(méi)有明顯的質(zhì)的差別，其間有一系列的過(guò)渡類型；這種表現(xiàn)連續(xù)變異的性狀叫做數(shù)量性狀。？？？？數(shù)量性狀的變異都是遺傳變異影響的結(jié)果嗎？各基因型之間的作用規(guī)律？遺傳變異、環(huán)境影響孰主孰次？數(shù)量性狀是如何傳遞的？研究數(shù)量性狀有什么意義？一、數(shù)量性狀遺傳的特點(diǎn)

小麥、燕麥籽粒顏色遺傳Nilsson-Ehle(1909)

紅粒x白粒F1紅粒F2:3:1,15:1,63:1R1r1,R2r2,R3r3小麥、燕麥籽粒顏色遺傳

組合一R1R1R2R2r3r3xr1r1r2r2r3r3R1r1R2r2r3r315:1

組合二R1R1R2R2R3R3xr1r1r2r2r3r3R1r1R2r2R3r363:1小麥、燕麥籽粒性狀顯性基因數(shù)4R3R2R1R0R比例14641表型深紅紅淺紅微紅白基因型R1R1R2R22R1R1R2r2R1R1r2r22R1r1r2r2r1r1r2r2

2R1r1R2R24

R1r1R2r22r1r1R2r2

r1r1R2R2

多因子假說(shuō)(p+q)n

Cnrprqn-r1/164/166/164/161/160R1R2R3R4RPolygenicsystem1909年，Nilsson-Ehle的初步多因子假說(shuō)：（1）決定數(shù)量性狀的基因是一系列的貢獻(xiàn)等位基因和非貢獻(xiàn)等位基因（2）各貢獻(xiàn)等位基因?qū)δ撤N性狀的作用是相同的（3）各貢獻(xiàn)等位基因的作用是可以積加的（4）在多基因遺傳的各位點(diǎn)之間無(wú)上位效應(yīng)（5）在多基因遺傳中的各基因是不連鎖的（6）沒(méi)有環(huán)境的影響

假說(shuō)后三點(diǎn)并不真實(shí)數(shù)量性狀的幾個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)標(biāo)記爆粒玉米和甜玉米，East與Hayes，1911數(shù)量性狀遺傳的一般特征兩個(gè)純合親本雜交，F(xiàn)1一般為雙親的中間類型，但有時(shí)也可能傾向某一個(gè)親本。2. F2的表型平均值大體與F1相近，但是變異幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)F1。F2分離的群體內(nèi)，各種不同的表型之間多為量的差別，沒(méi)有質(zhì)的不同。超親遺傳(transgressiveinheritance)

當(dāng)雜交雙親不是極端類型時(shí)，雜交后代中有可能分離出高于高值親本或低于低值親本的類型。這種雜種后代的分離超越雙親范圍的現(xiàn)象叫做超親遺傳。超親遺傳P1A1A1A2A2a3a3P2a1a1a2a2A3A3100cm70cmF1A1a1A2a2A3a385cmF2A1A1A2A2A3A3a1a1a2a2a3a3130cm40cm一小麥品種的超親遺傳East的多基因?qū)W說(shuō)（1）數(shù)量性狀受多基因支配（2）這些基因?qū)Ρ硇陀绊懶?，相互?dú)立，但以積累的方式影響相同的表型（3）每對(duì)基因常表現(xiàn)為不完全顯性，分離比符合孟德爾法則（4）F1介于兩親本的中間，F(xiàn)2有較大的變異范圍數(shù)量性狀與質(zhì)量性狀某些性狀既有數(shù)量性狀特點(diǎn)，又有質(zhì)量性狀特點(diǎn)，因區(qū)分的著眼點(diǎn)不同而異。同一性狀因雜交親本類型或有差異的基因數(shù)不同，可能表現(xiàn)為數(shù)量或質(zhì)量性狀。某些基因可能同時(shí)影響質(zhì)量性狀與數(shù)量性狀，或者對(duì)某一性狀起主基因作用而對(duì)另一性狀起微效基因作用。二、基因的數(shù)量效應(yīng)基因數(shù)目的估計(jì)1. 根據(jù)群體中出現(xiàn)的極端類型比例估算基因數(shù)目2.根據(jù)公式估算最低限度的基因?qū)?shù)(P1-P2)2

N=8(VF2-VF1)基因數(shù)目的估計(jì)N=(16.802-6.632)2/8(5.074-2.309)=4.75

最低涉及5對(duì)基因，10個(gè)分離基因。

果

穗

長(zhǎng)

度(x)厘

米

統(tǒng)計(jì)數(shù)

56789101112131415161718192021

果

穗

總

數(shù)

平均數(shù)

X

方差

V

標(biāo)準(zhǔn)差

S

P1

421248

57

6.632

0.665

0.816

P2

311121526151072

101

16.802

3.561

1.887

F1

11212141794

69

12.116

2.309

1.519

F2

11019264773686839251591

401

12.888

5.074

2.252

多基因的作用方式累加效應(yīng)(cumulativeeffect)倍加效應(yīng)（producteffect）玉米果穗長(zhǎng)度

AABBaabb16.8cm6.6cm(近余值-無(wú)效基因的基本值)16.8-6.6=10.210.2/4=2.55玉米果穗長(zhǎng)度的累加效應(yīng)倍加效應(yīng)（Producteffect）AABBxaabb80cm20cmF1AaBbMP=80x20=40

40有效基因的效應(yīng)值＝20

＝1.414數(shù)量遺傳數(shù)量性狀的特點(diǎn)多因子假說(shuō)數(shù)量性狀的統(tǒng)計(jì)學(xué)標(biāo)記數(shù)量性狀與質(zhì)量性狀基因數(shù)目的估計(jì)累加效應(yīng)和倍加效應(yīng)三、表型值及其構(gòu)成表現(xiàn)型值基因型值環(huán)境偏差

P=G+E表型值及其構(gòu)成G＝A＋D＋I(xiàn)育種值(A):基因型內(nèi)所含的基因平均效應(yīng)的總和。顯性離差(D):等位基因之間的非加性相互作用。上位離差(I)：多座位基因非等位基因之間的相互作用所產(chǎn)生的偏差。剩余值(R)：由顯性離差、上位離差和環(huán)境效應(yīng)共同組成。R＝D＋I(xiàn)＋EP＝A＋RVP=VA+VD+VI+VE群體平均值A(chǔ)1A1:aA1A2:dA2A2:-ad=0 無(wú)顯性0<d<a或-a<d<0 表示部分顯性d=a 完全顯性d>a超顯性。1、基因型值如何計(jì)算a、d值？AAAaaa14126(g)a=4,d=2a=?d=?你是怎么算的？方法一：MP＝（14+6）/2=10A＝14－10＝4，d＝12－10＝2方法二：A1A1＝14A1＝7A2A2＝6A2＝3A1A2＝12＝7＋3＋dd＝2a＝A1A1－MP＝14－10＝42、群體基因型值的平均數(shù)N個(gè)基因座的聯(lián)合效應(yīng)是每個(gè)基因座分別對(duì)平均數(shù)所起作用之和：3、雜種各代的群體平均值Fr=(1/2r-1)d四、數(shù)量性狀的遺傳率Heritability=(遺傳變異/總變異)X100%廣義遺傳率H2＝（基因型方差/表型方差）×100＝(VG/VP)×100

狹義遺傳率h2＝（育種值方差/表型方差）×100＝(VA/VP)×100H2≥

h2多元群體法將兩個(gè)以上世代（至少包括一個(gè)分離世代）群體同年種植，以便估算遺傳率，由于所用材料類型不同，又分為：?jiǎn)未鷱V義法（F2、P1、P2、F1）雙代狹義法（F3、F2、P1、P2、F1）雙回交法（F2、B1、B2）遺傳率的計(jì)算一致群體的方差混合群體VP(F2)=VE+VG一致性群體VP(F1)=VE+0VG=VP(F2)-VP(F1)

混合群體的方差F2群體的遺傳方差為（根據(jù)V=Σfx2-(Σfx)2）

VGF2=a2/2+d2/2-(d/2)2=a2/2+d2/4當(dāng)有n對(duì)基因時(shí)，假定基因之間無(wú)互作VGF2=1/2(a12+a22+a32+……an2)+1/4(d12+d22+……dn2)=1/2Σa2+1/4Σd2令Va=Σa2Vd=Σd2則VGF2=1/2Va+1/4VdVE表示環(huán)境方差則VF2=1/2Va+1/4Vd+VE同理：VF3=3/4VA+3/16VD+VE則VFn=2n-1-1/2n-1Va+2n-1-1/4n-1Vd+VE回交群體的方差回交群體平均數(shù)和方差的推算回交群體的方差估計(jì)VE的幾種方法VE=VF1VE=(VP1+VP2)/2VE=(VF1+VP1+VP2)/3單代廣義法

果

穗

長(zhǎng)

度(x)厘

米

統(tǒng)計(jì)數(shù)

56789101112131415161718192021

果

穗

總

數(shù)

平均數(shù)

X

方差

V

標(biāo)準(zhǔn)差

S

P1

421248

57

6.632

0.665

0.816

P2

311121526151072

101

16.802

3.561

1.887

F1

11212141794

69

12.116

2.309

1.519

F2

11019264773686839251591

401

12.888

5.074

2.252

H2=5.074-1/3(0.665+3.561+2.309)X100%=57%5.074VE=1/3(VP1+VP2+VF1)H2=VF2-1/3(VP1+VP2+VF1)X100%VF2VE=VF1：H2=54％VE=(VP1+VP2)/2：H2=58％雙代狹義法通過(guò)F2、F3代來(lái)估算狹義遺傳率VF2=1/2Va+1/4Vd+VEVF3=3/4Va+3/16Vd+VE解此二式得：2(4VF3-3VF2-VE)Va＝31/2Va(4VF3-3VF2-VE)x100%h2nF2=VF23VF2對(duì)于F2代，VA＝Va/2通過(guò)雜種F1分別與雙親回交得到的回交一代(B1、B2)計(jì)算VF2=1/2Va+1/4Vd+VEVB1+VB2=1/2Va+1/2Vd+2VE

2VF2-(B1+B2)狹義遺傳率＝X100%VF2雙回交法開花－成熟天數(shù)株數(shù)方差P131.73300.46P236.53300.49F236.111004.98B135.07303.28B235.9302.922VF2-(B1+B2)2X4.98-(3.28+2.92)狹義遺傳率＝X100%＝VF24.98=75.5%小麥灌漿速度的遺傳分析廣義遺傳率？遺傳率的意義及其應(yīng)用在菜豆的一個(gè)純系內(nèi)進(jìn)行選擇的結(jié)果選用親代種子的平均重

子代種子平均重

厘克

厘克年份輕種子

重種子

來(lái)自輕的種子

來(lái)自重的種子第一年30403635第二年25424041第三年31433133第四年27393839第五年30463840第六年24473737某些性狀的遺傳率估值遺傳率的一般規(guī)律與自然適應(yīng)性有關(guān)的性狀（如產(chǎn)量性狀、存活率等）的遺傳率較低，與自然適應(yīng)性關(guān)系不大的性狀（如株高、遺傳等）遺傳率較高。親本生長(zhǎng)正常，對(duì)環(huán)境的反應(yīng)不敏感的性狀，遺傳率一般較高，對(duì)環(huán)境敏感的性狀遺傳率較低。在作物中，一般認(rèn)為遺傳率高的性狀有株高、抽穗期、開花期、成熟期、穗長(zhǎng)、油分、蛋白質(zhì)含量等。這類性狀進(jìn)行早期的個(gè)體選擇有效。具中等遺傳率的有：千粒重、每穗粒重。具有低遺傳率的有：空殼率、穗數(shù)、行粒數(shù)、株粒數(shù)等。對(duì)這類性狀，一般在晚期世代中進(jìn)行個(gè)體的表型選擇。五、交配遺傳分析近交(inbreeding)雜交(crossbreeding)近交的遺傳效應(yīng)自交、親子交配、同胞交配等。1自交自交的遺傳效應(yīng)???增加純合子的比例促使不良隱性性狀表現(xiàn)導(dǎo)致純系的育成純合率＝[(2n-1)/2n]r×100同胞交配的效應(yīng)全同胞交配（兄妹交配）回交的遺傳效應(yīng)基因代換 （核代換）(2)定向純合近交系數(shù)

(coefficientofrelationship)一個(gè)個(gè)體在某基因座上從雙親得到兩個(gè)等位基因的兩份拷貝的概率。即結(jié)合配子間的遺傳相關(guān)系數(shù)。

Aa自交近交系數(shù)＝1/2交配方式F(近交系數(shù))自交1/2同胞兄妹1/4叔父侄女1/