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河套大學(xué)農(nóng)牧與生化工程學(xué)院學(xué)高為師身正為范家畜遺傳育種復(fù)習(xí)提問1.基因?2.等位基因?鄂爾多斯生態(tài)環(huán)境職業(yè)學(xué)院提問1.動(dòng)物性狀的組成?2.數(shù)量性狀?數(shù)量性狀的遺傳?第四章數(shù)量性狀的遺傳第一節(jié)數(shù)量性狀的遺傳基礎(chǔ)第二節(jié)數(shù)量性狀的遺傳力第三節(jié)數(shù)量性狀的重復(fù)率
第四節(jié)數(shù)量性狀的遺傳相關(guān)復(fù)習(xí)提問1.什么是基因突變、染色體畸變?2.你認(rèn)為生物的性狀應(yīng)該分為哪些類型?說明理由?生物的性狀基本上可分為兩大類:質(zhì)量性狀:在類型間有明顯的界限,變異呈不連續(xù)性,一般用語言來描述的性狀。數(shù)量性狀:個(gè)體間性狀表現(xiàn)的差異只能用數(shù)量來區(qū)別,變異是連續(xù)的。閾性狀:表現(xiàn)型呈非連續(xù)變異,與質(zhì)量性狀類似,但不是由單基因決定,性狀具有一個(gè)潛在的連續(xù)型變量分布,遺傳基礎(chǔ)是多基因控制的,與數(shù)量性狀類似。
質(zhì)量性狀數(shù)量性狀閾性狀遺傳基礎(chǔ)由單個(gè)或少數(shù)幾個(gè)基因決定,不受或受環(huán)境影響較小由多基因控制受遺傳和環(huán)境的共同影響同數(shù)量性狀表型分布分類連續(xù)分布不連續(xù)分布舉例毛色、血型體重、產(chǎn)奶量抗病性白毛、黑毛、紅毛健康、死亡100kg、101kg、102kg…….毛色角型血型血液蛋白型遺傳缺陷等等畜禽主要質(zhì)量性狀質(zhì)量性狀:是指在個(gè)體間沒有明顯的量的區(qū)別而表現(xiàn)為質(zhì)的中斷,呈現(xiàn)或有或無、或正或負(fù)的關(guān)系。如白毛或紅毛,有角或無角,陽性或陰性等。質(zhì)量性狀一般由效應(yīng)較大的為數(shù)不多的基因控制,一個(gè)基因的差別可導(dǎo)致性狀的明顯差異畜禽的數(shù)量性狀畜禽的絕大部分有重要經(jīng)濟(jì)意義的生產(chǎn)性狀都屬于數(shù)量性狀:瘦肉率、產(chǎn)奶量、產(chǎn)蛋量、產(chǎn)仔數(shù)等數(shù)量性狀與質(zhì)量性狀遺傳規(guī)律的區(qū)別:1、數(shù)量性狀受多個(gè)基因位點(diǎn)上的基因影響,但每個(gè)基因的效應(yīng)微小2、數(shù)量性狀的表達(dá)除受遺傳因素影響外,很大程度上還受環(huán)境因素的影響豬:產(chǎn)肉性狀、繁殖性狀等雞:產(chǎn)蛋性狀、產(chǎn)肉性狀等羊:產(chǎn)毛性狀、產(chǎn)肉性狀等牛:產(chǎn)奶性狀、產(chǎn)肉性狀等世界著名動(dòng)物遺傳育種學(xué)家ChrisHaley估計(jì)(1990)
如果母豬的每胎產(chǎn)仔數(shù)能夠提高1頭英國(guó)養(yǎng)豬業(yè)每年可凈獲7億英鎊的純利整個(gè)歐共體則每年可獲約20億英鎊的純利重要經(jīng)濟(jì)性狀舉例常見的閾性狀:抗病力性狀等畜禽對(duì)許多疾病的易感性是受數(shù)量基因控制的,但其表型只有健康和發(fā)病兩種類型,因此也將閾性狀稱為“或有或無”性狀閾值病
代謝病、非代謝病以及由于應(yīng)激引起的疾病。如產(chǎn)后輕癱、產(chǎn)乳熱等傳染性疾病。如奶牛乳房炎、仔豬腹瀉、禽流感等涉及到一般抗病力的疾病。如免疫球蛋白水平、特異性抗體等第一節(jié)數(shù)量性狀的遺傳基礎(chǔ)一、數(shù)量性狀的一般特征二、數(shù)量性狀的遺傳基礎(chǔ)一、數(shù)量性狀的一般特征(一)區(qū)分性狀的依據(jù):性狀是描述性的,還是可以度量的;性狀是呈間斷性分布,還是連續(xù)性分布;性狀的表現(xiàn)是否容易受到環(huán)境的影響;控制性狀的遺傳基礎(chǔ)是單基因還是多基因。(二)數(shù)量性狀的特點(diǎn):①數(shù)量性狀是可以度量的;②數(shù)量性狀呈連續(xù)性變異;屬于中間類型的個(gè)體數(shù)較多,而趨向兩級(jí)的個(gè)體數(shù)越來越少,呈鐘形。正態(tài)分布。(二)數(shù)量性狀的特點(diǎn):③數(shù)量性狀的表現(xiàn)容易受到環(huán)境的影響;營(yíng)養(yǎng)、溫度、管理方式的改變對(duì)動(dòng)物的生產(chǎn)性能影響很大。④控制數(shù)量性狀的遺傳基礎(chǔ)是多基因系統(tǒng)。數(shù)量性狀是由許多對(duì)基因控制的,每個(gè)基因的作用是微小的。(三)學(xué)習(xí)數(shù)量性狀的方法①統(tǒng)計(jì)學(xué)思想貫穿數(shù)量性狀遺傳的全部?jī)?nèi)容;②確定性與不確定性的矛盾時(shí)時(shí)體現(xiàn);③研究對(duì)象在個(gè)體與群體間的相互轉(zhuǎn)換;④遺傳與變異的矛盾。數(shù)量性狀的遺傳基礎(chǔ)多基因表型:身高極高個(gè)體AABB
極矮個(gè)體aabb中等身高AaBb
中等身高AaBbABAbaBabABAbaBabaaBBAaBbAaBBAABbAABBAabbaaBbaabbAABbAabbaaBbAaBbAaBBAaBbAAbbAaBb
012345
大寫字母數(shù)
654321變員
數(shù)
在一個(gè)隨機(jī)雜交的群體中,變異范圍很廣泛,但是,大多數(shù)個(gè)體接近中間類型,極端變異的個(gè)體很少。兩個(gè)極端變異(純種)的個(gè)體雜交兩個(gè)中間類型的子1代個(gè)體之間雜交子1代隨機(jī)雜交的群體2015156611
0’1’2’3’4’5’6’高矮1、多基因遺傳的特點(diǎn)例如小麥子粒顏色的遺傳動(dòng)態(tài)
P紅R1R1R2R2
白r1r1r2r2
F1
R1r1R2r2紅
F214641
4R3R2R1R0R
深紅中深紅中紅淡紅白色
P紅R1R1R2R2R3R3
白r1r1r2r2r3r3
F1
R1r1R2r2R3r3紅
F21615201561
6R5R4R3R2R1R0R
最深紅深紅次深紅中紅中淡紅淡紅白色
多基因假說的要點(diǎn)(1)數(shù)量性狀是由許多對(duì)基因所控制的。(2)每個(gè)基因的作用是很微小的;基因的作用大致是相等的,且可以累加、呈現(xiàn)劑量效應(yīng),等位基因間通常無顯隱關(guān)系;瑞典遺傳學(xué)家尼爾邇·埃爾通過對(duì)小麥籽粒顏色的遺傳研究,提出了數(shù)量性狀遺傳的多基因假說。多基因假說的要點(diǎn)(3)控制數(shù)量性狀的等位基因之間一般沒有明顯的顯隱性關(guān)系。控制數(shù)量性狀的基因符號(hào),用小寫字母表示減效,大寫字母表示增效。(4)微效多基因與主效基因一樣存在于染色體上,世代相傳中服從孟德爾定律,即分離規(guī)律和自由組合規(guī)律,以及連鎖交換規(guī)律。(5)多基因通常有多效性,他一方面對(duì)某一數(shù)量性狀起微效基因的作用,另一方面在其他性狀上可以作為修飾基因而起作用。
主基因:控制某個(gè)性狀表現(xiàn)的效應(yīng)較大的少數(shù)基因;微效基因:數(shù)目較多,但每個(gè)基因?qū)Ρ憩F(xiàn)型的影響較??;修飾基因:基因作用微小,但能增強(qiáng)或削弱主基因?qū)蛐偷淖饔?。如小家鼠有一種引起白斑的顯性基因,白斑的大小則由一組修飾基因所控制。2.基因的非加性效應(yīng)
基因的非加性效應(yīng)包括顯性效應(yīng)和上位效應(yīng)。顯性效應(yīng):由等位基因間相互作用產(chǎn)生的效應(yīng)。上位效應(yīng)或互作效應(yīng):由非等位基因之間相互作用產(chǎn)生的效應(yīng)。例1:有兩對(duì)基因,A1、A2的效應(yīng)各為20cm,a1、a2的效應(yīng)名為10cm,基因型A1A1a2a2按加性效應(yīng)計(jì)算其總效應(yīng)為60cm。而在雜合狀態(tài)下,即A1a1A2a2同樣為兩個(gè)A和兩個(gè)a,其總效應(yīng)可能是75cm
例2:上例中A1A1A2A2按加性效應(yīng)應(yīng)是80cm,但實(shí)際總效應(yīng)可能是90cm有限的基因如何控制眾多的數(shù)量性狀1、基因僅僅是性狀表現(xiàn)的遺傳基礎(chǔ),它與性狀的關(guān)系并非是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,基因作用往往是多效的,而控制一個(gè)性狀的基因數(shù)目也很多,基因與性狀的關(guān)系是“多因一效”或“一因多效”的。2、基因的作用除了加性效應(yīng)外還有非加性效應(yīng)。3、數(shù)量性狀的表現(xiàn)不僅僅取決于基因型實(shí)際上還受到環(huán)境效應(yīng)的影響。數(shù)量性狀基因座(QTL)主基因:指能對(duì)數(shù)量性狀或(閾性狀)的表型值產(chǎn)生巨大效應(yīng)的單個(gè)基因或位點(diǎn)。是指在染色體上占據(jù)一定區(qū)域的影響某一數(shù)量性狀(或閾性狀)的基因位點(diǎn)或一組基因的集合(基因簇)。它可能是一個(gè)基因,也可能是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的基因組成的基因簇。5-2遺傳力的估算和應(yīng)用:一、遺傳力的概念?
遺傳率或遺傳力:指親代將某一性狀遺傳給子代的能力。它是性狀遺傳能力的指標(biāo),以%表示。遺傳力是度量性狀的遺傳變異占表現(xiàn)型變異相對(duì)比率的重要遺傳參數(shù)→是指性狀從上一代傳遞到下一代的能力。
生物體的性狀表現(xiàn),既受環(huán)境條件的影響,又受基因型的控制,通常把某一性狀的表現(xiàn)型測(cè)定值稱為表現(xiàn)型值(P),由基因型決定的那一部分稱為基因型值(G),環(huán)境條件影響的部分,可認(rèn)為是表現(xiàn)型與基因型值之差,稱為環(huán)境差值(E)。即任何性狀的表型值,可用公式表示:P=G+E若用變量V(方差:表示變異的程度)來表示,則表型方差VP=VG+VE,即表型方差等于遺傳型方差與環(huán)境方差之和。(一)廣義遺傳率廣義遺傳率是指基因型方差占表現(xiàn)型總方差的比率,它反映了一個(gè)性狀受遺傳效應(yīng)影響有多大,受環(huán)境效應(yīng)影響多大。其公式為:(二)狹義遺傳力狹義遺傳率是指基因加性方差占總表型方差的比率。基因型方差可進(jìn)一步分解成三個(gè)組成部分,VG=VA+VD+VIVA:基因加性方差,是指由基因累加效應(yīng)引起的遺傳變異,是能穩(wěn)定遺傳的方差組分。VD:顯性方差,是由等位基因互作效應(yīng)引起的遺傳變異,是產(chǎn)生雜種優(yōu)勢(shì)的主要方差組分。VI:上位性方差,是由非等位基因互作效應(yīng)引起的遺傳變異,被認(rèn)為是能部分遺傳的方差組分。VA:基因加性方差,是指由基因累加效應(yīng)引起的遺傳變異,是能穩(wěn)定遺傳的方差組分。VD:顯性方差,是由等位基因互作效應(yīng)引起的遺傳變異,是產(chǎn)生雜種優(yōu)勢(shì)的主要方差組分。VI:上位性方差,是由非等位基因互作效應(yīng)引起的遺傳變異,被認(rèn)為是能部分遺傳的方差組分。VP=VA+VD+VI+VE遺傳力的劃分根據(jù)遺傳力值的大小,可將其大致劃分為三等,0.5以上者為高遺傳力;0.2以下者為低遺傳力。大于0.2小于0.5的為中等遺傳力。
在理解遺傳力時(shí)要注意以下幾個(gè)問題:
(1)遺傳力是針對(duì)某個(gè)群體的特定性狀而言。
(2)遺傳力是表型方差和育種值方差之比,不是性狀的絕對(duì)值之比。
在理解遺傳力時(shí)要注意以下幾個(gè)問題:
(3)性狀不同遺傳力高低不同,有的性狀遺傳力高,有的性狀遺傳力低,遺傳力高低并不表示畜群品質(zhì)的好壞。例如,某純種黑白花奶牛群,產(chǎn)奶量這一性狀的遺傳力為0.3,這就表示該群體中各頭牛的產(chǎn)奶量的差異有30%是由各頭牛育種值造成的,而70%是由剩余值造成的,它并不表明該牛群品質(zhì)的好壞。
(三)遺傳力的變化規(guī)律1.與自然適應(yīng)性關(guān)系密切的性狀(如產(chǎn)量性狀、存活率等)的遺傳力較低,與自然適應(yīng)性關(guān)系不大的性狀(株高、葉型等),遺傳力較高。2.對(duì)環(huán)境敏感的性狀、變異系數(shù)高的性狀,遺傳力較低;不易受環(huán)境影響的性狀、變異系數(shù)低的性狀遺傳力較高。3.性狀差距大的兩親本間雜交后代一般表現(xiàn)高的遺傳力。三、遺傳力的應(yīng)用1、估計(jì)種畜的育種值育種值是表型值中能遺傳給后代的部分。利用種畜的遺傳力來估計(jì)育種值,再根據(jù)育種值來選種較準(zhǔn)確有效。
2.預(yù)測(cè)選擇效果在選留種畜時(shí),人們總是選擇表型值高的個(gè)體留種(如日增重、產(chǎn)蛋量、產(chǎn)奶量等),因此,選留種畜的性狀表型值的平均值和全群的平均值就有一個(gè)差值,但應(yīng)注意的是這部分不能全部地遺傳給后代。例如,某奶牛群305天產(chǎn)奶量平均值為5000kg,選留種群的平均值為6000kg,并不是差值1000kg都能完全遺傳給后代,而是要乘一個(gè)系數(shù),這個(gè)系數(shù)就是遺傳力,所得數(shù)值就是后代在該產(chǎn)奶性狀上可提高的部分。假定上面奶牛群產(chǎn)奶量性狀的遺傳力h2=0.25,可提高的部分為1000X0.25=250kg,這樣,就可以通過計(jì)算預(yù)期下一代奶牛305天產(chǎn)奶量平均值為5000+250=5250
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