數(shù)量遺傳學(xué)PPT課件

1、 性狀的變異呈性狀的變異呈連續(xù)連續(xù)狀態(tài)，狀態(tài)，界限不清楚，界限不清楚，不易分類不易分類。動植物的許多重要經(jīng)濟性狀往。動植物的許多重要經(jīng)濟性狀往往都是數(shù)量性狀。往都是數(shù)量性狀。 數(shù)量性狀在自然群體或雜種后代群體內(nèi)，很難對不同個體的性狀進行明確的分組，所以，不能采用質(zhì)量性狀的分析方法，而是借助于數(shù)理統(tǒng)計的分析方法數(shù)理統(tǒng)計的分析方法，來分析數(shù)量性狀的遺傳規(guī)律。第1頁/共30頁 性狀由于性狀由于不同，或者用不同，或者用于于親本間的相差基因?qū)?shù)的不同親本間的相差基因?qū)?shù)的不同，或者由于或者由于，可以顯示質(zhì)量，可以顯示質(zhì)量性狀的遺傳方式，或出現(xiàn)數(shù)量性狀的一些性狀的遺傳方式，或出現(xiàn)數(shù)量性狀的一些特點。特點。

2、 例如普通小麥籽粒顏色的遺傳： 一對基因差異時：一對基因差異時： 在F2的紅色麥粒中：1/3與紅粒親本一致、2/3與F1一致，表現(xiàn)為不完全顯性。第2頁/共30頁兩兩對對基基因因的的差差異異紅色基因R表現(xiàn)為累加效應(yīng)F2紅粒中表現(xiàn)為一系列顏色梯度，每增加一個R基因籽粒顏色更深一些。第3頁/共30頁第4頁/共30頁 1、控制數(shù)量性狀的基因很多，幾對甚至幾十對，而且各基因的作用相等各基因的作用相等，每個基因的單獨作用微每個基因的單獨作用微小小，但各對基因遺傳方式仍然服從孟德爾遺傳規(guī)律； 2、等位基因通常沒有顯隱性關(guān)系，或者表現(xiàn)不完全顯性； 3、各基因的作用是累加的各基因的作用是累加的，呈現(xiàn)劑量效應(yīng)（累

3、加的基因越多，性狀越明顯）。 1908年年Nilsson-Ehle提出多基因假說。提出多基因假說。第5頁/共30頁 每一個數(shù)量性狀是由每一個數(shù)量性狀是由許多基因共同作用的結(jié)果，其中每一個基因的單獨作用較小。的結(jié)果，其中每一個基因的單獨作用較小?；蜷g的相互作用在數(shù)量方面的表現(xiàn)，可在數(shù)量方面的表現(xiàn)，可以是相加的，可以是相乘的，也可能有更以是相加的，可以是相乘的，也可能有更復(fù)雜的相互作用形式；再加上復(fù)雜的相互作用形式；再加上環(huán)境影響環(huán)境影響，所以數(shù)量性狀表現(xiàn)連續(xù)變異。一般呈正態(tài)所以數(shù)量性狀表現(xiàn)連續(xù)變異。一般呈正態(tài)分布，即中間類型最多，極端類型很少。分布，即中間類型最多，極端類型很少。第6頁/共30

4、頁微效多基因與主效基因微效多基因微效多基因( (polygenes) )或微效基因或微效基因( (minor gene) )： 控制數(shù)量性狀遺傳數(shù)量性狀遺傳的一系列效應(yīng)微小效應(yīng)微小的基因；由于效應(yīng)微小，難以根據(jù)表型將微效基因間區(qū)別開來。主效基因主效基因/ /主基因主基因( (major gene) )： 控制質(zhì)量性狀遺傳的一對或少數(shù)幾對效應(yīng)質(zhì)量性狀遺傳的一對或少數(shù)幾對效應(yīng)明顯明顯的基因；可以根據(jù)表型區(qū)分類別，并進行基因型推斷。第7頁/共30頁近年來，借助于分子標記和數(shù)量性狀基因位點(quantitative trait loci，簡稱QTL)作圖技術(shù)，已經(jīng)可以在分子標記連鎖圖上標出單個基因位點

5、的位置，并確定其基因效應(yīng)。數(shù)量性狀可以由少數(shù)效應(yīng)較大的主基因控制，也可由數(shù)目較多、效應(yīng)較小的微效多基因或微效基因(minor gene)所控制。多基因假說的發(fā)展第8頁/共30頁數(shù)量性狀和質(zhì)量性狀的區(qū)別與聯(lián)系1 1、性狀表現(xiàn)是否為連續(xù)變異、性狀表現(xiàn)是否為連續(xù)變異; ; 2 2、性狀是否容易受環(huán)境條件影響、性狀是否容易受環(huán)境條件影響; ; 3 3、控制性狀的基因數(shù)目不同，分析方法、控制性狀的基因數(shù)目不同，分析方法不同。不同。 區(qū)別：區(qū)別： 1 1、有些性狀具有質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀、有些性狀具有質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀 兩種特性；兩種特性； 聯(lián)系：聯(lián)系： 2 2、某些基因既控制質(zhì)量性狀又控制數(shù)量、某些基因既

6、控制質(zhì)量性狀又控制數(shù)量性狀，對某一性狀起主基因作用，對另性狀，對某一性狀起主基因作用，對另一性狀起微效基因作用；一性狀起微效基因作用；3 3、都遵循基本的遺傳規(guī)律。、都遵循基本的遺傳規(guī)律。 第9頁/共30頁 所謂純系，就是指從一個基因型純合個體所謂純系，就是指從一個基因型純合個體自交產(chǎn)生的后代，其后代群體的基因型也是自交產(chǎn)生的后代，其后代群體的基因型也是純一的。純一的。 W.Johannsen所做的菜豆實驗：所做的菜豆實驗： 將菜豆天然混雜群體按豆粒將菜豆天然混雜群體按豆粒粒重粒重分類播分類播種，從中選擇種，從中選擇1919個單株自交得到個單株自交得到1919個株系個株系(line)(line

7、)；株系間平均粒重有明顯差異株系間平均粒重有明顯差異。 19091909年左右，年左右， W.Johannsen提出了提出了基因型和和表現(xiàn)型的概念的概念。 第10頁/共30頁第11頁/共30頁第12頁/共30頁 純系學(xué)說：認為在自花授粉植物的天然混純系學(xué)說：認為在自花授粉植物的天然混雜群體中，可分離出雜群體中，可分離出許多許多基因型純合的純系。基因型純合的純系。因此因此在一個混雜群體中選擇是有效的在一個混雜群體中選擇是有效的。 但是，在純系內(nèi)個體所表現(xiàn)的差異，那只但是，在純系內(nèi)個體所表現(xiàn)的差異，那只是環(huán)境的影響，是不能遺傳的。所以，是環(huán)境的影響，是不能遺傳的。所以，在純在純系內(nèi)繼續(xù)選擇是無效的

8、系內(nèi)繼續(xù)選擇是無效的。 性狀的差異主要是由于基因的差異造成性狀的差異主要是由于基因的差異造成的，選擇才是有效的。的，選擇才是有效的。第13頁/共30頁 純系學(xué)說是有局限的純系學(xué)說是有局限的。 純系學(xué)說的主要貢獻是：區(qū)分了遺傳的變純系學(xué)說的主要貢獻是：區(qū)分了遺傳的變異和不遺傳的變異，指出選擇遺傳的變異的異和不遺傳的變異，指出選擇遺傳的變異的重要性。重要性。 第14頁/共30頁第二節(jié)第二節(jié) 數(shù)量性狀的遺傳率數(shù)量性狀的遺傳率第15頁/共30頁 某一性狀的幾個觀察數(shù)的平均。某一性狀的幾個觀察數(shù)的平均。 用來測量樣本中各個個體的觀察數(shù)與平均用來測量樣本中各個個體的觀察數(shù)與平均數(shù)的偏差程度。數(shù)的偏差程度。

9、 方差大，表示變異程度就大，方差小，說方差大，表示變異程度就大，方差小，說明各觀察值較接近。明各觀察值較接近。 方差是正值。方差是正值。第16頁/共30頁 即平均數(shù)的方差的平方根。即平均數(shù)的方差的平方根。 表明平均數(shù)的可能的變異范圍。表明平均數(shù)的可能的變異范圍。第17頁/共30頁 因為用方差測量變異的程度，所以各種因為用方差測量變異的程度，所以各種變異就可以用方差表示。變異就可以用方差表示。 表型方差（表型方差（Vp） 遺傳方差（遺傳方差（VG） 環(huán)境方差（環(huán)境方差（VE）第18頁/共30頁 遺傳率指遺傳方差在總的表型方差遺傳率指遺傳方差在總的表型方差中占的比例中占的比例。即：。即： h2 =

10、 遺傳遺傳方差方差表型方差表型方差遺傳方差（遺傳方差（VG）基因的基因的相加效應(yīng)相加效應(yīng)方差方差 （VA）基因的基因的顯性效應(yīng)顯性效應(yīng)方差方差 （VD）第19頁/共30頁廣義廣義遺傳率遺傳率 hB2 = 遺傳遺傳方差方差表型方差表型方差狹義狹義遺傳率遺傳率 hN2 = 相加相加方差方差表型方差表型方差第20頁/共30頁第21頁/共30頁第三節(jié)第三節(jié) 雜種優(yōu)勢雜種優(yōu)勢第22頁/共30頁第23頁/共30頁a1a2a3a4P1P2B1B2S第24頁/共30頁 雜種優(yōu)勢(heterosis/hybrid vigor)是生物界的普遍現(xiàn)象，指兩個遺傳組成不同的親本的雜種第一代，在生長勢、繁殖力、抗逆性、產(chǎn)

11、量和品質(zhì)上比其雙親優(yōu)越的現(xiàn)象。第25頁/共30頁 在生產(chǎn)實踐和研究中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)1代的雜種優(yōu)勢表現(xiàn)是多方面的、綜合的，而且很復(fù)雜；但不同生物類型又有所側(cè)重。 雜種優(yōu)勢大小取決于： 雙親間的相對差異和雙親性狀的互補性； 雙親基因型的高度純合有密切關(guān)系； 環(huán)境條件具有密切關(guān)系。F F1 1優(yōu)勢表現(xiàn)優(yōu)勢表現(xiàn)第26頁/共30頁2、雜種優(yōu)勢的遺傳理論1）顯性基因假說）顯性基因假說 多數(shù)顯性基因比隱性基因更有利于個體的生長和發(fā)育，不同純系(自交系)雜交，雙親的顯性基因全部雙親的顯性基因全部聚集在雜種中產(chǎn)生互補作用聚集在雜種中產(chǎn)生互補作用，從而導(dǎo)致雜種優(yōu)勢。 例如：豌豆株高主要受兩基因控制，其中一對基因控制節(jié)間長度(長對短為顯性L/l )，另一對基因控制節(jié)數(shù)(多對少為顯性M/m)。雜種既表現(xiàn)為節(jié)間長，又表現(xiàn)為節(jié)間數(shù)目多，因而株高高于雙親，表現(xiàn)雜種優(yōu)勢。第27頁/共30頁2）超顯性假說）超顯性假說 也稱為等位基因異質(zhì)結(jié)合等位基因異質(zhì)結(jié)合假說(shull&East, 1908)。認為：等位基因間沒有顯隱性關(guān)系；等位基因間沒有顯隱性關(guān)系；雙親基因異質(zhì)結(jié)合，等位基因間互作大于純雙親基因異質(zhì)結(jié)合，等位基因間互作大于純合基因型的作用。合基因型的作用。 該假說得到了許多試驗資料的支持。但是它否認等位基因間的顯隱性關(guān)系，忽視了顯性基因的作用。第28頁/共30頁兩者的不同之處兩者的不