第十四近親繁殖與雜種優(yōu)勢

第十四近親繁殖與雜種優(yōu)勢演示文稿當(dāng)前1頁，總共38頁。（優(yōu)選）第十四近親繁殖與雜種優(yōu)勢當(dāng)前2頁，總共38頁。第一節(jié)近親繁殖及其遺傳效應(yīng)近親繁殖的概念近交程度的度量自交的遺傳效應(yīng)回交的遺傳效應(yīng)當(dāng)前3頁，總共38頁。一、近親繁殖的概念■近親繁殖也叫近親交配，是指血統(tǒng)或親緣關(guān)系相近的個體間交配，也就是指基因型相似的個體間交配?！羧?full-sib)：同父母的兄妹交；◆半同胞(half-sib)：同父或同母兄妹交；◆親表兄妹(first-cousins)交配(交配個體間有一個共同祖代)。

按親本間的親緣關(guān)系遠(yuǎn)近可將近交分為：◆回交當(dāng)前4頁，總共38頁。◆自交(selfing)：即植物通過自花授粉(self-fertilization)方式產(chǎn)生后代的過程，其雌雄配子來源于同一植株或同一朵花。在植物遺傳研究和育種工作中，為了保持生物遺傳特性的純合穩(wěn)定，常需要人為控制進(jìn)行自交。近親繁殖中最極端的方式稱為自交當(dāng)前5頁，總共38頁。二、近交程度的度量◆近交系數(shù)近親繁殖的程度，用近交系數(shù)(F)來度量：指個體的某個基因位點上兩個等位基因來源于共同祖先某個基因的概率。當(dāng)前6頁，總共38頁。同一基因座上的兩個等位基因，如果分別來自沒有親緣關(guān)系的兩個祖先，即使功能上是相同的，仍然不能看著在遺傳上是等同的；只有同一祖先某一基因座上的某個等位基因的拷貝，在遺傳上才是等同的。兩個有親緣關(guān)系的個體有可能從共同祖先那里得到同一個基因。當(dāng)前7頁，總共38頁。這兩個個體交配，又有可能把同一個基因傳遞給同一個子女。這樣，下代個體得到的一對等位基因可能不僅是純合的，而且在遺傳上也是等同的。一個個體得到這樣一對在遺傳上完全等同的基因的概率就是近交系數(shù)。當(dāng)前8頁，總共38頁。

例如，雜合體Aa自交，子代中一半是純合體AA、aa。純合體AA或aa，不僅是純合的，而且在遺傳上也是等同的。因為AA（或aa）就是雜種親本僅有的兩個基因之一的兩份拷貝。自交一代中，純合體占1/2，就是兩個等位基因在遺傳上等同的個體的比例是1/2，也就是近交系數(shù)等于1/2。

當(dāng)前9頁，總共38頁。近交系數(shù)的計算

♀A1A2、♂A3A4子代的基因型為同胞兄妹間隨機交配，子女中應(yīng)該有四種純合基因型，A1A1、A2A2、A3A3和A4A4

這些純合體的兩個等位基因不但是純合的，在遺傳上也是等同的。這些純合體出現(xiàn)的概率累加起來，就等于全同胞交配后代的近交系數(shù)，F(xiàn)＝1/4。

當(dāng)前10頁，總共38頁。全同胞交配子代近交系數(shù)的計算當(dāng)前11頁，總共38頁。

如果雙親都是雜合體，而且等位基因的來源不同，則子代中有四種基因型。同胞間隨機交配，不同基因型的配子有16種組合方式，頻率各為1/16。其中純合體占16/64，即1/4，這就是全同胞交配的近交系數(shù)。

當(dāng)前12頁，總共38頁。近交系數(shù)的計算當(dāng)前13頁，總共38頁。三、近交的遺傳學(xué)效應(yīng)雜合基因分離，后代群體遺傳組成趨于純合化等位基因純合，使隱性基因表現(xiàn)出來，淘汰有害的隱性性狀(基因)，改良群體遺傳組成當(dāng)前14頁，總共38頁。AA×aa→F1Aa，F(xiàn)1自交產(chǎn)生F2，1/4AA、1/2Aa和1/4aa。F1100％Aa，F(xiàn)2中50%AaF3代中，3/8AA、2/8Aa、3/8aa，Aa的比例下降到1/4。

雜合體自交導(dǎo)致基因的分離和純合當(dāng)前15頁，總共38頁。

雜合體Aa連續(xù)自交后代基因型比例的變化當(dāng)前16頁，總共38頁。每自交一代，雜合體比例下降1/2，逐漸→0，但是只要沒有選擇在起作用，就永遠(yuǎn)不會等于0。純合體增加的速度和強度，雜合體下降的速度和強度，與所涉及的基因?qū)?shù)、自交次數(shù)和是否選擇有關(guān)。設(shè)n對異質(zhì)基因，自交r代，其后代群體中純合體的比例為：當(dāng)前17頁，總共38頁。雜合基因?qū)?shù)與自交后代純合速度的關(guān)系當(dāng)前18頁，總共38頁。應(yīng)用這個公式的2個前提條件各對基因是獨立遺傳的，不存在連鎖；各種基因型個體的生活力、繁殖力相等。當(dāng)前19頁，總共38頁。隱性性狀通過自交得以表現(xiàn)

在異交物種中，有害的隱性基因多存在于雜合體中，一旦自交或近交，隱性基因得以純合而表現(xiàn)隱性有害性狀。自花授粉植物由于長期自交，有害的性狀已經(jīng)被長期的自然選擇和人工選擇所淘汰，后代中很少出現(xiàn)隱性有害性狀，也不會因為近交而使生活力顯著降低。當(dāng)前20頁，總共38頁。自交導(dǎo)致遺傳性狀的穩(wěn)定純合體在遺傳上是穩(wěn)定的，雜合體在遺傳上是不穩(wěn)定的。自交使得基因型不斷得到純合，從而使遺傳性狀的表現(xiàn)穩(wěn)定一致。自交和近交對于農(nóng)作物品種的保純和物種的穩(wěn)定性都具有重要的意義。

當(dāng)前21頁，總共38頁。四、回交的遺傳效應(yīng)回交也是近交的一種形式。回交在遺傳學(xué)研究和育種上都是常用的方法利用隱性親本和F1回交，可以測定F1產(chǎn)生的配子的種類和比例。通過連續(xù)多代回交可以向特定的遺傳背景中導(dǎo)入個別基因或染色體區(qū)段。

當(dāng)前22頁，總共38頁?；亟坏倪z傳效應(yīng)當(dāng)前23頁，總共38頁?；亟灰材軌?qū)е禄蛐图兒?。每回交一次，非輪回親本的遺傳組成就下降1/2。經(jīng)過若干代回交，后代將基本上恢復(fù)為輪回親本的遺傳組成。一般來說，連續(xù)回交的過程都會伴隨人工選擇，保留非輪回親本的目標(biāo)性狀，否則回交就失去了意義。

當(dāng)前24頁，總共38頁?；亟慌c自交的區(qū)別回交和自交都能導(dǎo)致后代基因型的純合自交后代中純合基因型的種類多種多樣而回交后代中基因型嚴(yán)格受輪回親本的制約當(dāng)前25頁，總共38頁。假設(shè)涉及3對基因，自交后代應(yīng)該有23=8種純合基因型

AABBCCAABBccAAbbCCAAbbccaaBBCCaaBBccaabbCCaabbcc自交r次以后，后代群體中純合基因型的比例均為

每一種純合基因型的比例只有當(dāng)前26頁，總共38頁。同樣涉及3對基因，回交后代只有1種與輪回親本相同的純合基因型

AABBCC或AABBcc或AAbbCC或AAbbcc或aaBBCC或aaBBcc或aabbCC或aabbcc回交r次以后，后代群體中這一種純合基因型的比例為當(dāng)前27頁，總共38頁。第二節(jié)純系學(xué)說純系學(xué)說的概念純系學(xué)說的相對性當(dāng)前28頁，總共38頁。一、純系學(xué)說的概念

自花授粉的一個植株的自交后代稱為純系。由基因型純合的個體自交產(chǎn)生的后代群體的基因型也是純合的，在一個自花授粉植物的天然混雜群體中，通過選擇可以分離出許多純系。丹麥遺傳學(xué)家W.L.Johanson，1857－1927提出的。

當(dāng)前29頁，總共38頁。純系學(xué)說的內(nèi)容凡由一同質(zhì)的親代自交而產(chǎn)生的子代為純系自花授粉的農(nóng)家品種內(nèi)常存在若干純系單株選擇法的最大效能在于分離純系已經(jīng)形成純系的群體，再進(jìn)行選擇無效當(dāng)前30頁，總共38頁。Johanson的菜豆試驗從天然混雜的一批菜豆商品種子中，選出粒重顯著不同的100粒種子分別播種成熟后分株收獲，記錄每株種子的單粒重從中又選出19個單株，每個單株后代為一個株系這些株系的平均粒重之間有明顯差異，最重者高達(dá)64.2g/100粒，輕者僅35.1g同時，每個株系內(nèi)又選出最重和最輕的兩類種子分別播種，如此進(jìn)行了6個世代當(dāng)前31頁，總共38頁。

純系學(xué)說的意義自花授粉植物單株選擇育種的理論基礎(chǔ)區(qū)分了可遺傳的變異和不可遺傳的變異在基因型雜合的群體內(nèi)選擇有效，在基因型純合的群體中選擇無效Johanson首次區(qū)分了表現(xiàn)型和基因型的概念當(dāng)前32頁，總共38頁。二、純系學(xué)說的相對性純系概念是建立在單一性狀基礎(chǔ)上的，不可能所有基因都純合。天然雜交會導(dǎo)致基因重組。自發(fā)突變也會改變基因的純合性?；蛐秃铜h(huán)境互作，會出現(xiàn)新的表現(xiàn)型。因此，“純”只是相對的、局部的和暫時的。稻、麥中許多優(yōu)良品種就是通過連續(xù)選擇而育成的。所謂“純”只是相對的、局部的和暫時的。我國的稻、麥中許多優(yōu)良品種就是通過連續(xù)選擇而育成的。當(dāng)前33頁，總共38頁。第三節(jié)雜種優(yōu)勢F1雜種優(yōu)勢的表現(xiàn)F1雜種優(yōu)勢的衰退雜種優(yōu)勢理論當(dāng)前34頁，總共38頁。兩個遺傳組成不同的親本雜交產(chǎn)生的雜種F1在生長勢、生活力、繁殖力、抗逆性、產(chǎn)量、品質(zhì)等上優(yōu)越于雙親的現(xiàn)象。雜種優(yōu)勢所涉及的性狀大都為數(shù)量性狀。

一、F1雜種優(yōu)勢的表現(xiàn)XF1當(dāng)前35頁，總共38頁。雜種優(yōu)勢的度量當(dāng)前36頁，總共38頁。營養(yǎng)型，營養(yǎng)體發(fā)育旺盛；生殖型，生殖器官發(fā)育旺盛；適應(yīng)型，適應(yīng)能力增強。這種劃分是相對的，僅僅是為研究方便起見，劃分的依據(jù)是雜種優(yōu)勢表現(xiàn)最突出的性狀。雜種優(yōu)勢表現(xiàn)類型當(dāng)前37