9答案數量遺傳學

1、數量遺傳學一、解釋下列名詞：廣義遺傳率： 通常定義為總的遺傳方差占表現(xiàn)型方差的比率。狹義遺傳率： 通常定義為加性遺傳方差占表現(xiàn)型方差的比率。近交系數： 是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。共祖系數： 個體的近交系數等于雙親的共祖系數。數量性狀基因位點： 即 QTL ，指控制數量性狀表現(xiàn)的數量基因在連鎖群中的位置。主效基因： 對某一性狀的表現(xiàn)起主要作用、效應較大的基因。無顯因此，微效基因： 指一性狀受制于多個基因，每個基因對表現(xiàn)型的影響較小、 效應累加、 隱性關系、對環(huán)境敏感，這些基因稱為微效基因。修飾基因： 對性狀的表現(xiàn)的效應微小，主要是起增強或減弱主基因對表現(xiàn)型

2、的作用。表現(xiàn)型值： 是指基因型值與非遺傳隨機誤差的總和即性狀測定值。基因型與環(huán)境互作： 數量基因對環(huán)境比較敏感， 其表達容易受到環(huán)境條件的影響?；蛐团c環(huán)境互作是基因型在不同環(huán)境條件下表現(xiàn)出的不同反應和對遺傳主效應的離差。 異交：親緣關系較遠的物種（種以上分類單元）之間的雜交。二、填空題1、加性效應（ A）、顯性效應（ D）、上位效應（ I ）2、23、隱性純合基因型4、1/125、增加純合子比例；促使不良隱性性狀的表現(xiàn)；導致純系的育成三、選擇題1、b2、a 3、d4、c四、分析計算題1、以下是陸地棉 4 個親本及其 F1 在 8 月 9 日和 9 月 3 日的平均單株成鈴數的分析資料 （19

3、81，1985）表 1 方差和協(xié)方差計算結果：表 2 基于群體均值的 F1 平均優(yōu)勢的預測結果（ %）組合8月9日9月3日HMHME1HME2HMHME1HME21 218.9*-7.620.7+4.22.5-2.11 323.7*12.1+3.1-0.422.6*-26.0*1 419.5+6.25.60.619.0*-21.5*2 341.4*8.821.316.2+8.4*10.52 450.1*1.029.735.110.927.23439.3*14.912.111.130.8*-18.3*. 估算 8月 9日和 9月 3日的普通廣義遺傳率、互作廣義遺傳率、普通狹義遺傳率、 互作狹義遺

4、傳率，說明這兩個時期單株成鈴數的遺傳規(guī)律及其對選擇育種的指導意義； 根據 F1 普通平均優(yōu)勢和互作平均優(yōu)勢的預測結果，評價不同雜交組合的雜種優(yōu)勢利用的潛 力。答：. 估算 8月 9日和 9月 3日的普通廣義遺傳率、互作廣義遺傳率、普通狹義遺傳 率、互作狹義遺傳率，說明這兩個時期單株成鈴數的遺傳規(guī)律及其對選擇育種的指導意義；8 月 9 日單株成鈴數的遺傳率分量：普通廣義遺傳率互作廣義遺傳率普通狹義遺傳率互作狹義遺傳率9 月 3 日單株成鈴數的遺傳率分量：普通廣義遺傳率互作廣義遺傳率普通狹義遺傳率互作狹義遺傳率從表中可以看出，除了 9 月 3 日單株成鈴數的加性互作方差( VAE)外，其它表型方差

5、 (VP)、機誤方差 (Ve) 以及遺傳方差分量 (包括加性方差 (VA)、顯性方差 (VD)、加性互作方差 (VAE) 和顯性互作方差 (VDE)均已達到顯著水平， 說明基因的加性效應、 顯性效應、 加性互作效應、 顯性互作效應均可顯著影響兩年不同時期的單株成鈴數。 在所分析的遺傳主效應中， 兩個日 期的平均單株成鈴數都是以遺傳主效應 (VA+VD)為主，分別占 VP的 50.12%和53.83%，說明 單株成鈴數的選擇效果受環(huán)境條件變化的影響相對較小。由于不同時期的單株成鈴數的 VAE 和 VDE 多數已達顯著水平， 故該性狀除了受到遺傳主效應外， 還不同程度受控于環(huán)境 互作效應的影響，

6、特別以 8 月 9 日的加性互作效應和 9 月 3 日的顯性互作效應表現(xiàn)的尤為明 顯。這部分互作效應是單株成鈴數在不同環(huán)境中遺傳表現(xiàn)有所差異的主要原因。通過表 1 中遺傳效應的分析， 還可以發(fā)現(xiàn)兩年中單株成鈴數均是以基因加性主效應和加 性互作效應 (VA+VAE)為主，且具有較高的普通狹義遺傳率和互作狹義遺傳率(分別為 36.9% 和45.7%)，這表明對該性狀進行低世代選擇可望取得較好的效果。由于不同時期單株成鈴數的機誤方差 (Ve)已達顯著水平，所以該性狀的表現(xiàn)還受到環(huán)境 機誤或抽樣誤差的影響。 但由于其值均較小， 故單株成鈴數主要受制于加性效應、 顯性效應 的各種遺傳主效應以及相應的環(huán)境

7、互作效應。協(xié)方差分析的結果表明， 8月 9號和 9月 3號的表型或加性協(xié)方差已達顯著水平，說明 這兩個時期的表型或加性效應間存在著顯著正相關， 通過 8月 9號的單株成鈴數選擇有利于 增加 9月 3號的單株成鈴數。由于未測到顯著水平的互作效應協(xié)方差(加性互作協(xié)方差 CAE和顯性協(xié)方差 CDE) ，故上述相關性受環(huán)境條件的影響不大。 . 根據 F1 普通平均優(yōu)勢和互作平均優(yōu)勢的預測結果，評價不同雜交組合的雜種優(yōu)勢 利用的潛力：表 2 結果表明， 8 月 9 日棉花 F1 植株單株成鈴數的普通平均優(yōu)勢 (HM) 在 6 個組合中均 達到了 1、5 或 10%的正向顯著水平，表明普通平均優(yōu)勢可以顯著

8、增加該時期棉花的單株成 鈴數；由于 8月9日時期的單株成鈴數的互作優(yōu)勢僅有2個組合(1 2的HME2 和13的HME1)達到了 10%顯著水平，因此該時期 F1 植株的單株成鈴數平均優(yōu)勢受環(huán)境條件的影響較小。 在 9 月 3 日時期， 僅有組合 23 的平均雜種優(yōu)勢達到了 10%顯著水平 () ，說明該時期不同組 合的單株成鈴數普通平均優(yōu)勢不強； 但 9月 3 日時期單株成鈴數的互作優(yōu)勢多數組合已達顯 著水平，說明該時期棉花單株成鈴數雜種優(yōu)勢表現(xiàn)容易受到環(huán)境變化的影響，其中 1981 年 主要為正向互作雜種優(yōu)勢， 1985 年則表現(xiàn)為以負向互作雜種優(yōu)勢為主。就不同組合而言，組合 23 和 24

9、 在 8 月 9 日具有較大的普通平均優(yōu)勢，而正向互作 平均優(yōu)勢都未達到顯著水平， 故這兩個組合的單株成鈴數優(yōu)勢表現(xiàn)較好、 且不同年份的單株 成鈴數也具有較好的穩(wěn)定性。特別是組合23 在 9 月 3 日時期的單株成鈴數普通平均優(yōu)勢和 1985 年互作平均優(yōu)勢也已達到正向顯著水平，表明該組合在不同發(fā)育時期 (8 月 9 日和 9 月3日)的單株成鈴數具有較好的雜種優(yōu)勢。 雖然組合 13、14和34在 8月9日的雜種優(yōu)勢表現(xiàn)較好， 但這三個組合 9 月 3 日的顯著互作優(yōu)勢在不同年份表現(xiàn)相反， 表明這些組合在 不同年份的穩(wěn)定性較差。2、請計算 A和 B子代的近交系數解：近交系數為 : (1/2)

10、5 =1/32B3、計算 S 的近交系數。X1YX 2X3S解：計算 S的近交系數，就是計算 S從 P1得到 X1X1，從 P2得到 X2X2和 X3X3的概率。 S 不能從 P1得到 X1，因為 P1 B2阻斷了， B2從P1得到的是 Y，其 X染色體是從 P2得到的。 S從 P2 得到 X2 或 X3的途徑為：P2 1/2 B1 1/2 C1 1 S, P2 1/2 B2 1 C2 1/2 S,共 6 步，但有兩步是 1，所以 S 成為 X2X2 或 X3X3 的概率為( 1/2)4=1/16，所以總的 F=21/16=1/8 。4、測量 101 只成熟的矮腳雞的體重，得下列結果：計算平均

11、數和方差。注：用公式 解：題目給出變量 x 的各觀測值及其相應頻率是：x1 1.2F1 = 8x2 1.3F2 = 17x3 1.4F3 = 52x4 1.5F4 = 15x5 1.6F5 = 9F1x1 F2x2 F3x3 F4x4 F5 x5于是平均數為：n1.48(1.2) 17(1.3) 52(1.4) 15(1.5) 9(1.6)8 17 52 15 9而方差為：2 (x x)2s n18(1.2 1.4)2 17(1.3 1.4) 2 52(1.4 1.4) 2 15(1.5 1.4)2 9(1.6 1.4)2(8 17 52 15 9) 11100得到下列的平均體重和表型方差：5

12、、測量矮腳雞和蘆花雞的成熟公雞和它們的雜種的體重，計算顯性程度以及廣義和狹義遺傳率。解：121VE114VP124VF114VP21123150.3410410410于是可求得廣義遺傳率為：VG(F2)VP(F2 )VE2VP(F2)VP(F2)1.2 0.31.20.75根據題意，兩親本之矮腳雞 （設為 P1）和蘆花雞（設為 P2）為純型合子，故不提供基因型 方差。因此可以借助不分離世代 （P1，P2 和 F1）求得環(huán)境方差：而狹義遺傳率可代入借助回交世代方差的估算公式求得：22VP(F2) VP(B1)VP(B2 )hN2 1 2NVP(F2)P(F2)P(B1)P(B2 )2(1.2)

13、(0.8 1.0) 0.51.2在上述兩項估算中知：VA 2VP(F2 )VP(B1)VP(B2) 0.6VD VG VA VP(F2) VE 2VP(F2) VP(B1) VP(B2 ) VP(B1 ) VP(B2 ) VP(F2 ) VE 0.3因為1VA2 A 0.6 ， A 1.21VD 14 D 0.3， D 1.2 所以，根據定義，有：顯性度 d D 1aA6、設親本植株 AA 的高度是 20，aa的高度是 10，F(xiàn)1植株 Aa 的高度是 17。計算 F2植株的 平均高度和方差。問：你所求得的平均數跟用公式求得的平均數不同，這是為什么？你所求得的方差跟用公式求得的方差是一樣的，這是

14、為什么？ 解：F2 植株的平均高度為：121x 201710 16444方差為：2 sfx2(fx)212221220171020217210244442413.57、假定有兩對基因，每對各有兩個等位基因，Aa 和 Bb，以相加效應的方式決定植株的高度。純合子 AABB 高 50cm，純合子 aabb 高 30cm，問：（ 1）這兩個純合子之間雜交， F1 的高度是多少？2）在 F1F1雜交后， F2中什么樣的基因型表現(xiàn) 40cm 的高度？3）這些 40cm 高的植株在 F2 中占多少比例？解：根據題意知， A 和 B，a和 b，基因效應值相等，作用相加。于是，（1）在上述假定條件下，可以認為

15、無顯性，即F1AaBb 個體的性狀值等于中親值1(50cm 30cm) 40cm2（2）F2 中表現(xiàn) 40cm 高度的基因型有：AAbb ， AaBb ， aaBB（3）40cm 高度的植株（ AAbb ，AaBb ， aaBB ）在 F2中共占 3/8。五、問答題2.質量性狀和數量性狀的區(qū)別在哪里？這兩類性狀的分析方法有何異同？答： 質量性狀和數量性狀的區(qū)別主要有： . 質量性狀的變異是呈間斷性，雜交后代可 明確分組；數量性狀的變異則呈連續(xù)性，雜交后的分離世代不能明確分組。 . 質量性狀不 易受環(huán)境條件的影響； 數量性狀一般容易受環(huán)境條件的影響而發(fā)生變異， 而這種變異一般是 不能遺傳的。 .

16、 質量性狀在不同環(huán)境條件下的表現(xiàn)較為穩(wěn)定；而控制數量性狀的基因則在 特定時空條件下表達， 不同環(huán)境條件下基因表達的程度可能不同， 因此數量性狀普遍存在著 基因型與環(huán)境互作。對于質量性狀一般采用系譜和概率分析的方法， 并進行卡方檢驗； 而數量性狀的研究則 需要遺傳學方法和生物統(tǒng)計方法的結合， 一般要采用適當的遺傳交配設計、 合理的環(huán)境設計、 適當的度量手段和有效的統(tǒng)計分析方法， 估算出遺傳群體的均值、 方差、 協(xié)方差和相關系數 等遺傳參數等加以研究。3敘述表現(xiàn)型方差、基因型方差、基因型環(huán)境互作方差的關系。估計遺傳協(xié)方差及其分量在遺傳育種中有何意義？答：表現(xiàn)型方差由基因型方差（ V G）、基因型

17、環(huán)境互作方差（ Ve ）和環(huán)境機誤方差 （）構成，即 ，其中基因型方差和基因型 環(huán)境互作方差是可以遺傳的，而純粹的環(huán)境方 差是不能遺傳的。由于存在基因連鎖或基因的一因多效， 生物體的不同數量性狀之間常存在不同程度的相 互關連。 在統(tǒng)計分析方法中常用協(xié)方差來度量這種相互關聯(lián)的變異程度。 由于遺傳方差可以 進一步區(qū)分為基因型方差和基因型 環(huán)境互作方差等不同的方差分量，故遺傳協(xié)方差也可進 一步區(qū)分為基因型協(xié)方差和基因型 環(huán)境互作協(xié)方差等分量。在作物遺傳改良過程中，對某 一性狀進行選擇時常會引起另一相關性狀的變化， 為了取得更好地選擇效果 , 并使一些重要 的性狀能夠得到同步改良 , 有必要進行性狀間

18、的協(xié)方差即相關性研究。 如基因加性效應 對選擇是有效的 , 細胞質效應亦可通過母本得以傳遞， 因此當育種的目標性狀不易測定或遺 傳率較低、 進行直接選擇較難取得預期效果時 , 利用與其具有較高加性相關和細胞質相關的 其它性狀進行間接選擇 , 則較易取得育種效果。 顯性相關則是控制性狀的有關基因的顯性效 應相互作用而產生的相關性 , 雜交一代中表現(xiàn)尤為強烈 , 在雜種優(yōu)勢利用中可以加以利用。 但這種顯性相關會隨著世代的遞增和基因的純合而消失 , 且會影響選擇育種中早代間接選擇的效果 , 故對于顯性相關為主的成對性狀應以高代選擇為主。所以 , 進行各種遺傳協(xié)方差 分析更能明確性狀間相關性的遺傳本質

19、 , 有利于排除環(huán)境因素對間接選擇的影響， 取得更好 的選擇效果，對于作物的選擇育種具有重要的指導意義。4基于對數量性狀遺傳本質的理解，敘述數量性狀的多基因假說的主要容。答： 在遺傳機制方面，數量性狀受多基因控制，基因與基因間的關系錯綜復雜; 數量基因的表達對環(huán)境條件的變化比較敏感， 基因的作用與環(huán)境條件的影響混雜在一起。因此， 數量性狀的多基因假說的主要容是：.數量性狀受制于多對微效基因或稱多基因的聯(lián)合效應；.各對微效基因的效應相等而且是累加的，故又可稱是累加基因；.各對基因對某一性狀的效應微小，多基因不能予以個別的辨認，只能按性狀的表現(xiàn) 作為一個多基因體系進行研究；.微效基因之間無顯隱性關

20、系，一般用大寫字母表示增效、小寫字母表示減效作用；.微效基因對環(huán)境敏感，因而數量性狀的表現(xiàn)易受環(huán)境的影響而發(fā)生變化；.微效基因具有多效性，除對數量性狀起微效多基因的作用外，對其它性狀有時也可 能產生一定的修飾作用；.微效基因和主效基因均處于細胞核的染色體上，具有分離、重組、連鎖等性質。5敘述主效基因、微效基因、修飾基因對數量性狀遺傳作用的異同。答： 主效基因、 微效基因、 修飾基因在數量性狀遺傳中均可起一定的作用，其基因表達 均可控制數量性狀的表現(xiàn)。 但是它們對數量性狀所起的作用又有所不同， 主效基因的遺傳效 應較大，對某一數量性狀的表現(xiàn)起著主要作用，一般由若干個基因共同控制該性狀的遺傳； 修

21、飾基因的遺傳效應微小， 主要是對主效基因起修飾作用， 起增強或減弱主基因對表現(xiàn)型的 作用； 而微效基因是指控制數量性狀表現(xiàn)的基因較多， 而這些基因的遺傳效應較小， 它們的 效應是累加的， 無顯隱性關系， 對環(huán)境條件的變化較敏感，且具有一定的多效性， 對其它性 狀有時也可能產生一定的修飾作用。6什么是普通遺傳率和互作遺傳率？他們在育種實踐上有何指導意義？答： 遺傳率是指基因型方差（ VG）占表型總方差（ Vp）的比值， 它是衡量基因型變 異和表型總變異相對程度的遺傳統(tǒng)計量。遺傳率反映了通過表型值預測基因型值的可靠程 度，表明了親代變異傳遞到子代的能力。同時也可以作為考查親代與子代相似程度的指標。

22、 由于導致群體表現(xiàn)型產生變異的遺傳原因可以進一步區(qū)分為由遺傳主效應產生的普通遺傳 變異和由基因型 環(huán)境互作效應產生的互作遺傳變異，故遺傳率可以分解為普通遺傳率和互 作遺傳率兩個分量。 其中普通遺傳率是指由遺傳主效應引起的那部分遺傳率， 一般指遺傳方 差占表現(xiàn)型方差的比率；互作遺傳率是指由基因型 環(huán)境互作效應引起的那部分遺傳率，一 般指基因型 環(huán)境互作方差占表現(xiàn)型方差的比率。育種實踐表明， 根據遺傳率的大小可以決定不同性狀的選擇時期和選擇方法， 這對于改 進育種方法，避免育種工作的盲目性和提高育種效果是很有效的。一些遺傳率較高的性狀， 可在雜種的早期世代進行選擇， 收效比較顯著： 而對于遺傳率較

23、低的性狀， 則需要在雜種后 期世代進行選擇才能收到更好的效果。 一般而言， 當數量性狀的基因型 環(huán)境互作效應越強， 其互作遺傳率就會越大， 該性狀的遺傳表現(xiàn)就越易因環(huán)境而異， 通過選擇只能獲得適應某一 年份或某一特殊環(huán)境（如某一生態(tài)區(qū)域）的品種或組合；而基因型 環(huán)境互作效應小的性狀 則其普通遺傳率就會越大， 容易通過選擇來改良育種材料的遺傳組成， 獲得能夠適應不同年 份或不同環(huán)境的品種 （組合）。 故普通遺傳率適用于不同環(huán)境條件下的選擇，而互作遺傳率 則只適用于某一特定條件下的選擇。 某一年份或環(huán)境下的選擇總效益， 可以根據總的遺傳率 大?。ㄆ胀ㄟz傳率 + 某一環(huán)境中的互作遺傳率）進行預測和分

24、析，以了解通過選擇個體或 個體群改良其基因型的準確性和選擇效率。7什么是基因的加性效應、顯性效應及上位性效應？它們對數量性狀遺傳改良有何作 用？答： 基因的加性效應（ A）：是指基因位點等位基因的累加效應，是上下代遺傳可以固 定的分量，又稱為 育種值 。顯性效應（ D）：是指基因位點等位基因之間的互作效應，是可以遺傳但不能固定的遺傳因 素，是產生雜種優(yōu)勢的主要部分。上位性效應（ I ）：是指不同基因位點的非等位基因之間相互作用所產生的效應。上述遺傳效應在數量性狀遺傳改良中的作用：由于加性效應部分可以在上下代得以傳 遞，選擇過程中可以累加， 且具有較快的純合速度， 具有較高加性效應的數量性狀在低

25、世代 選擇時較易取得育種效果。 顯性相關則與雜種優(yōu)勢的表現(xiàn)有著密切關系， 雜交一代中表現(xiàn)尤 為強烈， 在雜交稻等作物的組合選配中可以加以利用。但這種顯性效應會隨著世代的遞增和基因的純合而消失 , 且會影響選擇育種中早代選擇的效果 , 故對于顯性效應為主的數量性狀 應以高代選擇為主。 上位性效應是由非等位基因間互作產生的， 也是控制數量性狀表現(xiàn)的重 要遺傳分量。其中加性 加性上位性效應部分也可在上下代遺傳，并經選擇而被固定；而加 性 顯性上位性效應和顯性 顯性上位性效應則與雜種優(yōu)勢的表現(xiàn)有關，在低世代時會在一 定程度上影響數量性狀的選擇效果。8什么是基因的加性 環(huán)境互作效應、顯性 環(huán)境互作效應及上位性 環(huán)境互作效應？ 它們對數量性狀遺傳改良作用與基因的遺傳主效應有何異同？答：加性 環(huán)境互作效應（ AE）：是指基因加性效應與環(huán)境互作產生的遺傳效應，是一 部分可以在上下代傳遞、并加以固定的遺傳效應，但會因環(huán)境條件的變化而產生較大差異。顯性 環(huán)境互作效應（ DE ）：是指基因顯性效應與環(huán)境互作產生的遺傳效應，是一部分 可以遺傳、 但不能固定的遺傳效應， 主要與雜種的優(yōu)勢表現(xiàn)有關， 這部分效應也會因環(huán)境的 變化而異。上位性 環(huán)境互作效應（ IE ）：是指基因上位性效應與環(huán)境互作產生的