




版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權,請進行舉報或認領
文檔簡介
1、浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件1第十章第十章 數(shù)量性狀遺傳數(shù)量性狀遺傳浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件2前述的遺傳現(xiàn)象前述的遺傳現(xiàn)象是基于一個共同的遺傳本質(zhì),即生物體的遺傳表現(xiàn)直接直接由其基因型所決定可根據(jù)遺傳群體的表現(xiàn)變異推測推測群體的基因型變異或基因的差異。質(zhì)量性狀質(zhì)量性狀(qualitative trait)的特點:的特點:表現(xiàn)型和基因型的變異變異不連續(xù)不連續(xù)(discontinuous) 。在雜種后代的分離群體中 可采用經(jīng)典遺傳學經(jīng)典遺傳學分析方法,研究其遺傳動態(tài)。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件3生物界中還存在另一類遺傳性狀另一類遺傳性狀,其表現(xiàn)型變異是連續(xù)表現(xiàn)型變異是連續(xù)的的(cont
2、inuous) 數(shù)量性狀數(shù)量性狀(quantitative trait) 。例如例如,人的身高、動物體重、植株生育期、果實大小,產(chǎn)量高低等。通過對表現(xiàn)型變異的分析推斷推斷群體的遺傳變異借助數(shù)量統(tǒng)計的分析方法,可以有效地分析數(shù)量性狀的遺傳規(guī)律。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件4數(shù)量性狀的類別數(shù)量性狀的類別:.嚴格的連續(xù)變異嚴格的連續(xù)變異:如人的身高;株高、粒重、產(chǎn)量;棉花的纖維長度、細度、強度等;.準連續(xù)變異準連續(xù)變異(Quasi continuous variation):如分蘗數(shù)(穗數(shù))、產(chǎn)蛋量、每穗粒數(shù)等,但大測量值時,每個數(shù)值均可能出現(xiàn),不會出現(xiàn)有小數(shù)點的數(shù)字。但有的性狀即有質(zhì)量亦有數(shù)量性
3、狀的特點,所以有人提出質(zhì)量數(shù)量性狀質(zhì)量數(shù)量性狀的概念。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件5第一節(jié)第一節(jié) 群體的變異群體的變異浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件6生物群體的變異 表現(xiàn)型變異、 遺傳變異。數(shù)量性狀的遺傳變異 群體內(nèi)各個體間遺傳組成的差異。當基因表達不因環(huán)境的變化而異當基因表達不因環(huán)境的變化而異:個體表現(xiàn)型值(phenotypicvalue,P)是基因型值基因型值(genotypic value,G)和隨機機誤隨機機誤(random error,e)的總和,P=G+e。其中:其中:隨機機誤隨機機誤是個體生長發(fā)育過程所處小環(huán)境中的隨機效應。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件7在數(shù)理統(tǒng)計分析中,通常
4、采用方差方差(variance)度量某個性狀的變異程度。遺傳群體的表現(xiàn)型方差表現(xiàn)型方差(phenotypic variance,VP) 基因型基因型方差方差(genotypic variance, VG)機誤方差機誤方差(error variance, Ve) 。VP =VG + Ve??刂茢?shù)量性狀的基因具有各種效應,主要包括控制數(shù)量性狀的基因具有各種效應,主要包括:加性效應加性效應(additive effect,A):基因座(locus)內(nèi)等位基因(allele)的累加效應;顯性效應顯性效應(dominance effect,D):基因座內(nèi)等位基因之間的互作效應。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳
5、課件8基因型值基因型值是各種基因效應的總和,對于加性顯性模型G=A+D。表現(xiàn)型值表現(xiàn)型值也可相應分解為P =G+e =A+D+e 。群體表現(xiàn)型方差 分解為加性效應、顯性效應和機誤效應三種方差分量(VP=VA+VD+Ve)。對于某些性狀,不同基因座的非等位基因之間可能存在相互作用,即上位性效應上位性效應(epitasis effect,I)。基因型值基因型值和表現(xiàn)型值表現(xiàn)型值 G=A+D+I 和P=A+D+I+e,群體表現(xiàn)型變異群體表現(xiàn)型變異 VP=VA+VD+VI+Ve。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件9假設假設只存在基因加性效應(G=A),4種基因數(shù)目的F2群體表現(xiàn)型值頻率分布列于下圖。當機誤
6、效應不存在時當機誤效應不存在時:如性狀受少數(shù)基因(如15對)控制,表現(xiàn)典型的質(zhì)量性狀;但基因數(shù)目較多時(如10對)則有類似數(shù)量性狀的表現(xiàn)。當存在機誤效應時當存在機誤效應時:表現(xiàn)型呈連續(xù)變異,當受少數(shù)基因受少數(shù)基因(如15對)控制時,可對分離個體進行分組;但基因數(shù)目較多基因數(shù)目較多(如10對)則呈典型數(shù)量性狀表現(xiàn)。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件10多基因(polygenes)控制的性狀一般均表現(xiàn)數(shù)量遺傳的特征。但是但是一些由少數(shù)主基因(major gene)控制的性狀仍可能因為存在較強的環(huán)境機誤因為存在較強的環(huán)境機誤而歸屬于數(shù)量性狀。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件11生物所處的宏觀環(huán)境宏觀環(huán)境對
7、群體表現(xiàn)也具有環(huán)境效應環(huán)境效應(E);基因在不同環(huán)境中表達也可能有所不同,會存在基因型基因型與環(huán)境互作效應與環(huán)境互作效應(GE)。生物體在不同環(huán)境下的表現(xiàn)型值可細分為:P=E+G+GE+e,群體表現(xiàn)型變異也可作相應分解:VP= VE+ VG+VGE+Ve。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件12下圖為四個品種(GlG4)在個環(huán)境(ElE3)中的產(chǎn)量表現(xiàn)。不存在不存在GE互作互作,4個品種在3種環(huán)境中的表現(xiàn)同步提高。當存在當存在GE互作時互作時,4個品種在各環(huán)境中的表現(xiàn)不同。品種品種3和4在環(huán)境1中有較高的產(chǎn)量表現(xiàn),在環(huán)境3中卻表現(xiàn)較差。品種品種1和2在環(huán)境1中產(chǎn)量較低,但環(huán)境3中卻表現(xiàn)良好。品種品種
8、3和和4:環(huán)境1中產(chǎn)量性狀基因表現(xiàn)優(yōu)于其它品種;品種品種1和和2:產(chǎn)量基因則適宜在環(huán)境3中表達。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件13. 加性顯性遺傳體系的互作效應:加性顯性遺傳體系的互作效應:加性與環(huán)境互作效應(AE)顯性與環(huán)境互作效應(DE)個體表現(xiàn)型值表現(xiàn)型值:P=E+A+D+AE+DE+e;表現(xiàn)型方差表現(xiàn)型方差:VP=VE+VA+VD+VAE+VDE+Ve。. . 加性顯性上位性遺傳體系的互作效應:加性顯性上位性遺傳體系的互作效應:個體表現(xiàn)型值表現(xiàn)型值:P=E+A+D+I+AE+DE+IE+e表現(xiàn)型方差:表現(xiàn)型方差:VP=VE +VA +VD +VI+VAE+VDE+VIE+Ve。GE互作
9、效應浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件14第二節(jié)第二節(jié) 數(shù)量性狀的特征數(shù)量性狀的特征浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件15數(shù)量遺傳學數(shù)量遺傳學是從孟德爾經(jīng)典遺傳學的基礎上發(fā)展而成的一門科學,但與孟德爾遺傳學有著明顯的區(qū)別與孟德爾遺傳學有著明顯的區(qū)別。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件161918年年費希爾(Fisher R. A. ) 發(fā)表“根據(jù)孟德爾遺傳假設對親子間相關性的研究”論文 統(tǒng)計方法與遺傳分析方法統(tǒng)計方法與遺傳分析方法結合結合 創(chuàng)立了數(shù)量遺傳學數(shù)量遺傳學。1925年著研究工作者統(tǒng)計方法研究工作者統(tǒng)計方法一書(Statistical Methods for Research Workers),為
10、數(shù)量遺傳學研究提供了有效的分析方法。首次提出方差分析方差分析 (ANOVA)方法, 為數(shù)量遺傳學發(fā)展奠定了基礎。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件171數(shù)量性狀具有以下特點特點: . 數(shù)量性狀的變異表現(xiàn)為連續(xù)性連續(xù)性:雜交后代難以明確分組,只能用度量單位進行測量,并采用統(tǒng)計學方法加以分析;P1 P2 F1 表現(xiàn)介于兩者之間F2 連續(xù)變異連續(xù)變異表表 5 5 - - 1 1 玉玉 米米 穗穗 長長 的的 頻頻 率率 、 平平 均均 數(shù)數(shù) 、 方方 差差 和和 標標 準準 差差 長 度 ( c m ) 世 代 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8
11、1 9 2 0 2 1 N X S V 短 穗 親 本 ( N o .6 0 ) 4 2 1 2 4 8 5 7 6 .6 3 2 0 .8 1 6 0 .6 6 6 長 穗 親 本 ( N o .5 4 ) 3 1 1 1 2 1 5 2 6 1 5 1 0 7 2 1 0 1 1 6 .8 0 2 1 .8 8 7 3 .5 6 1 F1 1 1 2 1 2 1 4 1 7 9 4 6 9 1 2 .1 1 6 1 .5 1 9 2 .3 0 7 F2 1 1 0 1 9 2 6 4 7 7 3 6 8 3 9 2 5 1 5 9 1 4 0 1 1 2 .8 8 8 2 .2 5 2 5
12、 .0 7 2 浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件18浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件19. 對環(huán)境環(huán)境條件比較敏感敏感:由于環(huán)境條件的影響環(huán)境條件的影響,親本與F1中的數(shù)量性狀也會出現(xiàn)連續(xù)變異的現(xiàn)象。如玉米P1、P2和F1的穗長呈連續(xù)分布,而不是只有一個長度。但這種變異是不遺傳的但這種變異是不遺傳的。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件20質(zhì)質(zhì)量量性性狀狀數(shù)數(shù)量量性性狀狀變異類型種類上的變化( 如紅、白花)數(shù)量上的變化( 如高度)表現(xiàn)型分布不連續(xù)連續(xù)基因數(shù)目一個或少數(shù)幾個微效多基因?qū)Νh(huán)境的敏感性不敏感敏感研究方法系譜和概率分析統(tǒng)計分析. 數(shù)量性狀普遍存在著基因型與環(huán)境互作普遍存在著基因型與環(huán)境互作: 控
13、制數(shù)量性狀的基因較多、且容易出現(xiàn)在特定的時空條件下表達,在不同環(huán)境下基因表達的程度不同環(huán)境下基因表達的程度可能不同。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件21質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀的區(qū)別質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀的區(qū)別浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件222. 數(shù)量性狀遺傳的多基因假說:數(shù)量性狀遺傳的多基因假說:瑞典瑞典遺傳學家Nilsson-Ehle (尼爾遜尼爾遜 埃爾埃爾) 于1909 年對小麥籽粒顏色的遺傳進行研究后提出多基因假說多基因假說,經(jīng)后人試驗論證而得到公認。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件23多基因假說要點多基因假說要點:1決定數(shù)量性狀的基因數(shù)目很多數(shù)目很多;2各基因的效應相等效應相等;3各個等位基因
14、的表現(xiàn)等位基因的表現(xiàn)為不完全顯性或無顯性或有增效和減效作用;4各基因的作用是累加作用是累加性的。數(shù)量性狀的深入研究已進一步豐富和發(fā)展了進一步豐富和發(fā)展了多基因假說。如如主效基因與微效基因、基因效應大小可以不同、基因間存在上位性效應等。rR2121浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件24由于F1可以產(chǎn)生等數(shù)R和r的雌配子和雄配子,當某性狀由一對基因決定時F1可以產(chǎn)生同等數(shù)目產(chǎn)生同等數(shù)目的雄配子()和雌配子( ),雌雄配子受精后,F(xiàn)2表現(xiàn)型頻率為:22121) rR(22121) rR(221212212122121) rR( ) rR( ) rR(當性狀由由n對獨立基因決定對獨立基因決定時,則F2的表
15、現(xiàn)型頻率為:n22121)rR(或641R:646R:6415R:6420R:6415R:646R:641Rr)21: R21(r)21: R21(01234563 22n浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件25當n=3時,代入上式并展開,即得:當n=2時,代入上式并展開,即得:161R:164R:166R:164R:161Rr)21: R21(r)21: R21(01234222n浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件26 亦可用楊輝三角形楊輝三角形中雙數(shù)行 (即第二列中的2,4,8)來表示 , 如下圖:11121 n1133114641 n2151010511615201561 n31721353521
16、7118285670562881 n4浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件273研究方法:研究方法:雜交后代中不能得到明確比例 需對大量個體需對大量個體進行分析研究 應用應用數(shù)理統(tǒng)計方法 分析分析平均效應、方差、協(xié)方差等遺傳參數(shù) 發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)數(shù)量性狀遺傳規(guī)律。借助于分子標記分子標記和數(shù)量性狀基因位點數(shù)量性狀基因位點(quantitative trait loci, QTL)作圖技術,可在分子標記連鎖圖上標出單個基因位點的位置、確定其基因效應。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件28研究表明,數(shù)量性狀數(shù)量性狀可由少數(shù)效應較大的主基因控制、也可由數(shù)目較多、效應較小的微效多基因控制。主基因主基因:控制某個性狀表現(xiàn)的
17、效應較大的少數(shù)基因;微效基因微效基因:數(shù)目較多,但每個基因?qū)Ρ憩F(xiàn)型的影響較?。恍揎椈蛐揎椈颍夯蜃饔梦⑿?,但能增強或削弱主基因?qū)蛐?的作用。 如小家鼠小家鼠有一種引起白斑的顯性基因,白斑的大小由一組修飾基因所控制。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件29超親遺傳超親遺傳:在植物雜交時,雜種后代出現(xiàn)的一種超越雙親超越雙親現(xiàn)象。 如水稻的兩個品種:P 早熟早熟(A2A2B2B2C1C1) 晚熟晚熟(A1A1B1B1C2C2) F1 (A1A2B1B2C1C2) 熟期介于雙親之間熟期介于雙親之間 F227種基因型(其中A1A1B1B1C1C1的個體將比晚熟親本更晚更晚,而A2A2B2B2C2C2的
18、個體將比早熟親本更早更早)浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件30第三節(jié)第三節(jié) 數(shù)量性狀遺傳研究數(shù)量性狀遺傳研究的基本統(tǒng)計方法的基本統(tǒng)計方法浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件31數(shù)量遺傳學研究數(shù)量性狀在群體內(nèi)的遺傳傳遞規(guī)律 目的:目的:將總表現(xiàn)型變異分解為分解為遺傳和非遺傳部分。統(tǒng)計參數(shù)統(tǒng)計參數(shù) (Parameter):均值(Mean)、方差(Variance)、協(xié)方差(Covariance)和相關系數(shù)(Correlation coefficient) 等提供可以解釋遺傳變異和預測變異在下一代表現(xiàn)程度所需的信息。 在研究數(shù)量性狀的遺傳變異規(guī)律時,需采用數(shù)理統(tǒng)計采用數(shù)理統(tǒng)計的方法的方法。平平 均均 數(shù)數(shù)
19、: 表 示 一 組 資 料 的 集 中 性 , 是 某 一 性 狀 全 部 觀 察 數(shù) ( 表 現(xiàn) 型 值 ) 的 平 均 。 nikii ininninx fxxxxx1111211)( 浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件32表 示 平 均 數(shù) 估 計 值 、x表 示 資 料 中 每 一 個 觀 察 數(shù) 、 n 表 示 觀 察 的 總 個 數(shù) 、 k 為 組 數(shù) 、 f 為 頻 率 ,ni1表 示 從 1 至 n 的 累 加 。 1平均數(shù)():平均數(shù)():例例 如如 表 中 玉 米 短 穗 親 本 穗 長 : cm632. 657865555 或 cm632. 657886215411kiiix
20、 fn 浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件33niiniin xnxnV12212) (11) (11浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件34標準差標準差和方差方差:表示一組資料的分散程度,是全部觀察數(shù)偏離平均數(shù)的重要參數(shù)。 V V 和和 S S 越大越大,表示這個資料的變異程度越大,則平均數(shù)的代表性越小。2方差(方差(V)和標準差()和標準差(S) :浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件35例如表13-1中的短穗親本短穗親本(n = 57): 樣本均值:樣本均值:632. 68)(7)(6)(5)(57857245721574665.056/)737.25062544()632.6578872462154(
21、222221571V或或樣本方差:樣本方差:815.0665.0S浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件36又如:又如:甲班:805,其分數(shù)范圍為80(35)=9565;乙班:803,其分數(shù)范圍為80(33)=8971。乙班同學間成績的差異要小于甲班乙班同學間成績的差異要小于甲班。又如:又如:甲鄉(xiāng):800斤50斤,該鄉(xiāng)產(chǎn)量差異大,但增產(chǎn)潛力也大;乙鄉(xiāng)乙鄉(xiāng):800斤30斤,該鄉(xiāng)產(chǎn)量差異小,穩(wěn)產(chǎn)性好穩(wěn)產(chǎn)性好。一般:一般:育種育種上要求標準差大,則差異大,有利于單株的選擇選擇;良種繁育場良種繁育場則標準差小,則差異小,可保持品種穩(wěn)定穩(wěn)定。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件37在統(tǒng)計分析中,群體平均數(shù)群體平均數(shù)度
22、量了群體中所有個體的平均表現(xiàn);群體方差群體方差則度量群體中個體的變異程度。對數(shù)量性狀方差的估算和分析是進行數(shù)量性狀遺傳研究的基礎。XYC浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件38其中其中xi和yi分別是性狀X和性狀Y的第i項觀測值,和則分別是兩個性狀的樣本均值。由于存在基因連鎖基因連鎖或基因一因多效基因一因多效,同一遺傳群體的不同數(shù)量性狀之間常會存在不同程度的相互關聯(lián),可用協(xié)方差度量協(xié)方差度量這種共同變異的程度這種共同變異的程度。如兩個相互關聯(lián)的數(shù)量性狀(性狀X和性狀Y),這兩個性狀這兩個性狀的協(xié)方差的協(xié)方差CXY可用樣本協(xié)方差來估算:) ( ) )( (111111y xnii inyi xniin
23、XYn y xyxC XYYXXYVVCr3協(xié)方差(協(xié)方差(C)和相關系數(shù)()和相關系數(shù)(r) :浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件39協(xié)方差值受成對性狀度量單位的影響協(xié)方差值受成對性狀度量單位的影響。相關性遺傳分析常采用不受度量單位影響的相關系數(shù)相關系數(shù)()。樣本相關系數(shù)的計算公式計算公式為:YXXYVVCr浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件40第四節(jié)第四節(jié) 遺傳參數(shù)的估算遺傳參數(shù)的估算及其應用及其應用浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件41數(shù)量遺傳學數(shù)量遺傳學運用統(tǒng)計分析方法 研究生物體表現(xiàn)的表現(xiàn)型變異表現(xiàn)型變異中歸因于遺傳效應遺傳效應和環(huán)境效應環(huán)境效應的分量 并進一步分解遺傳變異中基因效應的變異基因效
24、應的變異分量分量以及基因型基因型環(huán)境互作變異環(huán)境互作變異的分量。eGFVVV2浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件42早期早期數(shù)量遺傳研究的群體,一般采用一般采用遺傳差異較大的二個親本雜交 分析親本及其F1、F2或回交世代的表現(xiàn)型方差 估算群體的遺傳方差或加性、顯性方差?;蛐筒环蛛x的純系純系親本親本及其雜交所得F F1 1的變異歸因于環(huán)境機誤變異(Ve),基因型方差等于基因型方差等于0 0。F F2 2世代變異世代變異 包括包括分離個體的基因型變異和環(huán)境機誤變異()。可以估算基因型方差()。eFGVVV21FeVV一、遺傳效應及其方差和協(xié)方差分析:一、遺傳效應及其方差和協(xié)方差分析:浙 江 大 學數(shù)
25、量性狀遺傳課件43對于動物動物和異花授粉植物異花授粉植物,由于可能存在嚴重的自交衰自交衰退退現(xiàn)象,常用F1表現(xiàn)型方差估算環(huán)境機誤方差, 。對于自花授粉植物自花授粉植物,也可用純系親本(或自交系)表現(xiàn)型方差估計環(huán)境機誤方差: ;或采用親本和F1的表現(xiàn)型方差: 。)(2121PPeVVV)(12131FPPeVVVV665. 01PV浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件44560. 32PV310. 21FV075. 52FV310. 2eV765. 2310. 2075. 52eFGVVV由于遺傳實驗只能觀察遺傳世代的有限個體有限個體,因此所得的各項方差都是樣本方差群體方差的估計值群體方差的估計值。現(xiàn)
26、以表13-1中玉米穗長玉米穗長試驗的結果為例,計算各項方差分量。各世代表現(xiàn)型方差的估計值為:各世代表現(xiàn)型方差的估計值為:e DAe GFV V V V VV 2浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件45再增加兩個回交世代再增加兩個回交世代(和),就可以進一步估算加性方差加性方差和顯性方差顯性方差:111PFB212PFB)(2212BBFAVVVVeFBBDVVVVV221)(基因型方差基因型方差(VG)的進一步分解的進一步分解:如假設不存在假設不存在基因型與環(huán)境的互作效應互作效應(VGE=0)和基因的上位性效應上位性效應(VI=0),F(xiàn)2的表現(xiàn)型方差可以分解為:世世 代代 平 均 抽 穗 日 期 (
27、 從 某 一 特 定 日 期 開 始 ) 表 現(xiàn) 型 方 差 估 計 值 P1( 紅 玉 3 號 ) 1 3 .0 1 1 .0 4 P2( 紅 玉 7 號 ) 2 7 .0 1 0 .3 2 F1 1 8 .5 5 .2 4 F2 2 1 .2 4 0 .3 5 B1 1 5 .6 1 7 .3 5 B2 2 3 .4 3 4 .2 9 世世 代代 平 均 抽 穗 日 期 ( 從 某 一 特 定 日 期 開 始 ) 表 現(xiàn) 型 方 差 估 計 值 P1( 紅 玉 3 號 ) 1 3 .0 1 1 .0 4 P2( 紅 玉 7 號 ) 2 7 .0 1 0 .3 2 F1 1 8 .5 5 .
28、2 4 F2 2 1 .2 4 0 .3 5 B1 1 5 .6 1 7 .3 5 B2 2 3 .4 3 4 .2 9 浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件46FPPeVVVV(2131)1=87. 8)24. 532.1004.11(31, ,06.29)29.3435.17(35.402)(2212 BBFAVVVV 42. 287. 835.40)29.3435.17()(221eFBBDVVVVV 表5-2 小麥抽穗期及其表現(xiàn)型方差例:表5-2小麥抽穗期小麥抽穗期及其表現(xiàn)型方差的實驗結果。各項方差分量估計值的計算結果為:浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件47各項方差分量估計值為:采用單一組合采
29、用單一組合的分離后代表現(xiàn)型方差估算估算遺傳群體的各項方差分量,實驗簡單、計算容易,但不能估算不能估算基因型與環(huán)境互作的方差分量。所估算的基因型方差分量也只能用于分析也只能用于分析該特定組合該特定組合的遺傳規(guī)律,而不能用于推斷其它遺傳群體的遺傳特征。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件4850年代以來發(fā)展的多親本雜交組合世代均值多親本雜交組合世代均值的分析方法,如北卡羅萊納設計北卡羅萊納設計I (NCI設汁)和設計設計II (NCII設計)的分析方法、雙列雜交雙列雜交的分析方法等分析一組親本及其雜交F1遺傳變異??梢圆捎梅讲罘治龇讲罘治?ANOVA)的統(tǒng)計方法分析遺傳群體的實驗資料。如果如果一組親本是
30、從某遺傳群體抽取的隨機樣本隨機樣本,可把群體表現(xiàn)型的方差分解為各項實驗方差分量 進一步估算群體的遺傳方差分量。這種方法可克服可克服單一組合分離后代分析方法的局限性。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件49 遺傳率遺傳率或遺傳力遺傳力:指遺傳方差(VG)在總方差(VP)中所占比值,可作為雜種后代進行選擇的一個指標。遺傳率遺傳率是度量性狀的遺傳變異占表現(xiàn)型變異相對比率的重要遺傳參數(shù)。 遺傳率大,早期選擇效果好,如株高、抽穗期等性狀; 遺傳率小,早期選擇效果差,如穗數(shù)、產(chǎn)量等。二、遺傳率的估算和應用:二、遺傳率的估算和應用:1 1概念:概念:eDAeGPVVVVVV浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件50表現(xiàn)型
31、方差簡單地分解為:表現(xiàn)型方差簡單地分解為:eDADAPGVVVVVVVH2. 廣義遺傳率廣義遺傳率(heritability in the broadsense,簡稱H2)簡單的數(shù)量遺傳分析,一般假定一般假定遺傳效應只包括加性效應和顯性效應,而且不存在基因效應環(huán)境效應的互作。通常定義廣義遺傳率廣義遺傳率為總的遺傳方差占表現(xiàn)型方差的比率,eDAAPGVVVVVVh2浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件51. 狹義遺傳率狹義遺傳率(heritability in the narrow sense,簡稱h2)通常定義狹義遺傳率狹義遺傳率為加性遺傳方差占表現(xiàn)型方差的比率。質(zhì)質(zhì)量量性性狀狀數(shù)數(shù)量量性性狀狀變異
32、類型種類上的變化( 如紅、白花)數(shù)量上的變化( 如高度)表現(xiàn)型分布不連續(xù)連續(xù)基因數(shù)目一個或少數(shù)幾個微效多基因?qū)Νh(huán)境的敏感性不敏感敏感研究方法系譜和概率分析統(tǒng)計分析浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件522 2導致群體表現(xiàn)型發(fā)生變異的遺傳原因:導致群體表現(xiàn)型發(fā)生變異的遺傳原因:. 遺傳主效應產(chǎn)生的普通遺傳變異普通遺傳變異,由遺傳方差(VG)來度量:. 基因型環(huán)境的互作效應產(chǎn)生的互作遺傳變異互作遺傳變異,由基因型環(huán)境的互作方差(VGE)來度量。遺傳率也可分解為二個分量遺傳率也可分解為二個分量:普通遺傳率普通遺傳率(general heritability)和互作遺傳率互作遺傳率(interaction
33、heritability)。適用于廣義遺傳率(H2)和狹義遺傳率(h2)。222GEGHHH浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件533 3遺傳率的組成:遺傳率的組成:. 廣義遺傳率廣義遺傳率(H2):其中2GH是普普通通廣廣義義遺遺傳傳率率( g e n e r a l h e r i t a b i l i t y i n t h e b r o a d s e n s e ) ,定義為遺傳方差占表現(xiàn)型方差的比率(PGGVVH2) ;2GEH是互互作作廣廣義義遺遺傳傳率率( i n t e r a c t i o n h e r i t a b i l i t y i n t h e b r o
34、a d s e n s e ) ,是 基 因 型 環(huán) 境 互 作 方 差 占 表現(xiàn) 型 方 差 的 比 率 (PGEGEVVH2) 。 222GEGhhh浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件54. 狹義遺傳率狹義遺傳率 (h2)其中2Gh是普普通通狹狹義義遺遺傳傳率率為累加性遺傳主效應的方差占 表現(xiàn)型方差的比率;2GEh是互作作狹狹義義遺遺傳傳率率為累加性的 基因效應與環(huán)境效應互作的方差占表現(xiàn)型方差的比率。 累加性的遺傳主效應累加性的遺傳主效應是可以被選擇所固定的遺傳效應包括加性效應、加性加性的上位性效應、母體加性效應等。 廣廣 義義 遺遺 傳傳 率率 PDEAEPDAGEGVVVVVVHHH222
35、 狹狹 義義 遺遺 傳傳 率率 PAEPAGEGVVVVhhh222浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件554 4遺傳率的計算公式:遺傳率的計算公式: 廣廣 義義 遺遺 傳傳 率率 PAAEDEAEPAADAGEGVVVVVVVVHHH222 狹狹 義義 遺遺 傳傳 率率 PAAEAEPAAAGEGVVVVVVhhh222. 加性顯性上位性遺傳模型:加性顯性上位性遺傳模型:. 加性顯性遺傳模型加性顯性遺傳模型:浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件565 5遺傳率與育種選擇的關系:遺傳率與育種選擇的關系:根據(jù)性狀遺傳率的大小,容易從表現(xiàn)型鑒別鑒別不同的基因型較快地選育出優(yōu)良的新的類型。狹義遺傳率較高的性狀狹
36、義遺傳率較高的性狀,在雜種早期世代進行選擇 收效比較顯著:而狹義遺傳率較低的性狀狹義遺傳率較低的性狀,則在雜種后期世代進行選擇。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件57第五節(jié)第五節(jié) 數(shù)量性狀基因定位數(shù)量性狀基因定位浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件58經(jīng)典數(shù)量遺傳分析方法分析控制數(shù)量性狀眾多基因的總遺傳效應,但無法鑒別基因的數(shù)目、單個基因在基因組的位置和遺傳效應。現(xiàn)代分子生物學現(xiàn)代分子生物學分子標記技術分子標記技術 構建構建各種作物的分子標記連鎖圖譜。作物分子標記連鎖圖譜 數(shù)量性狀基因位點(quantitative trait loci,簡稱QTL)定位分析方法 估算數(shù)量性狀基因位點數(shù)目、位置和遺傳效應
37、。常用常用QTL定位定位(QTL mapping)方法如下:浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件59QTL定位分析方法的定位分析方法的類別:類別:QTL定位的基礎是分子標記連鎖圖譜分子標記連鎖圖譜。多態(tài)性分子標記不是基因多態(tài)性分子標記不是基因,不存在遺傳效應。如分子標記覆蓋整個基因組,控制數(shù)量性狀的基因(Qi)兩側會有相連鎖的分子標記兩側會有相連鎖的分子標記(Mi-和Mi+) 表現(xiàn)遺傳效應。分析分析表現(xiàn)遺傳效應的分子標記推斷推斷與分子標記相連鎖的數(shù)量性狀基因位置和效應。按分子標記的方法按分子標記的方法 將QTL定位分析方法劃分為單標記單標記分析法分析法、區(qū)間作圖法區(qū)間作圖法和復合區(qū)間作圖法復合區(qū)間作
38、圖法等。eGPM浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件60一、一、 單標記分析法:單標記分析法:通過通過方差分析、回歸分析或似然比檢驗,比較單個標記基因型(MM、Mm和mm)數(shù)量性狀均值的差異。如存在顯著差異如存在顯著差異說明說明控制該數(shù)量性狀的QTL與標記有連鎖。單標記分析法假定單標記分析法假定,數(shù)量性狀的表現(xiàn)型變異受分子標記的遺傳效應(GM,固定效應)和殘差機誤(隨機效應)控制,遺傳模型是:浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件61單一標記分析法不需要完整的分子標記連鎖圖譜單一標記分析法不需要完整的分子標記連鎖圖譜,故早期的QTL定位研究多采用這種方法。缺點缺點:. 不能確定標記是與一個或多個QTL連鎖;
39、. 不能無偏估計QTL的位置和遺傳效應;. 檢測效率不高,所需的個體數(shù)較多。eGPQ 浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件62Lander和Botslein(1989)發(fā)展了IM定位方法。IM假定:假定:數(shù)量性狀的表現(xiàn)型變異受一對基因的遺傳效應(GQ,固定效應)和隨機效應控制,遺傳模型是:該模型中遺傳效應是遺傳效應是QTL的效應的效應。方法:方法:以以正態(tài)混合分布最大似然函數(shù)和簡單回歸模型借助于借助于完整的完整的分子標記連鎖圖譜 計算計算基因組的任一相鄰標記(Mi-和Mi+)之間存在存在和不存在不存在QTL(Qi)的似然函數(shù)比值的對數(shù)似然函數(shù)比值的對數(shù)(LOD值值)。二、二、 區(qū)間作圖法區(qū)間作圖法(
40、interval mapping,IM):eGGPMQ浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件63根據(jù)整個染色體上各點LOD值可描繪描繪出一個QTL在該染色體上存在與否的似然圖譜。當當LOD值超過某一給定的臨界值時值超過某一給定的臨界值時,QTL的可能位置可用LOD支持區(qū)間表示。QTL的效應則由回歸系數(shù)估計值推斷。. 優(yōu)點:優(yōu)點:. 如果一條染色體上只有一個QTL,可無偏估算QTL的位置和效應;. 檢測效率較高,可減少Q(mào)TL檢測所需的個體數(shù)。. 問題:問題:. 如果一條染色體上有多個QTL,與檢驗區(qū)間連鎖的QTL會影響檢驗結果,使估算的QTL位置和效應出現(xiàn)偏差:. 每次檢驗僅用兩個標記,未充分利用其它標記信息。浙 江 大 學數(shù)量性狀遺傳課件64三、三、 復合區(qū)間作圖法復合區(qū)間作圖法(composite interval mapping,CIM):Zeng(1993)提出了把多元線性回歸多元線性回歸與區(qū)間作圖區(qū)間作圖結合起來的CIM方法。要點:要點:檢測某一特定標記區(qū)間時,將與其它QTL連鎖的標記也擬合在模型中以控制背景遺傳效應。C
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 文具企業(yè)競爭力分析與提升策略考核試卷
- 搬家行業(yè)節(jié)能減排與綠色物流考核試卷
- 期貨市場交易風險監(jiān)測與預警考核試卷
- 小學生抗旱主題班會課件
- 客廳家具批發(fā)考核試卷
- 工業(yè)氣體批發(fā)考核試卷
- 2023視頻監(jiān)控及火災報警系統(tǒng)施工作業(yè)指導書
- 上海建房合同范本
- 空調(diào)技術入股合同范本
- 汽修門頭合作合同范本
- 2025年山東青島自貿(mào)發(fā)展有限公司招聘筆試參考題庫含答案解析
- 液化氣罐的使用和安全防范
- 2025年中考物理總復習《內(nèi)能》專項測試卷含有答案
- 會計法律法規(guī)答題答案
- 2024年無錫工藝職業(yè)技術學院高職單招語文歷年參考題庫含答案解析
- 劇本殺范本完整版
- 北師大版一年級語文下冊第一單元元宵節(jié)《1元宵節(jié)》
- 2024年全球協(xié)作機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書
- 消防設施維保過程風險及保障措施
- 智能交通系統(tǒng)概論 課件全套 朱文興 第1-10章 緒論 - 城市交通子區(qū)控制系統(tǒng)
- 一鍵自動生成spccpkmsappk數(shù)據(jù)工具
評論
0/150
提交評論