第八章数量性状遗传.ppt
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1、,第八章 数量性状遗传 Chapter 8 The inheritance of quantitative characters,第一章 数量性状遗传的特点,质量性状:把呈现不连续变异的性状叫(qualitative characters) 数量性状:把呈现连续变异的性状叫数量性状(quantitative characters) 阈性状(threshold traits):数量性状在表现型上间断,但实际呈潜在的连续分布(potential discontinuous distribution),这类性状称为阈性状,例如玉米穗长度这一数量性状,我们假定它是由两对基因共同控制的。一对是A和a,一
2、对是B和b。又假定A对a来讲,使玉米穗长度增加,而且是不完全显性。AA植株的玉米穗最长, aa最短,Aa恰好是两者的平均。B对b的作用也一样,而且A和B的作用在程度上也一样。又A和B不连锁,独立分离。,假定两个亲本,一个是AABB,玉米穗平均最长;一个是aabb,玉米穗最短。杂交得到子一代是AaBb,玉米穗长度在两个亲本之间。子一代自交得子二代,它的基因型和表型如图8-1。,从图8-1可见,因为A和B的作用相等而且相加,所以子二代的表型决定于基因型中大写字母的数目,可分5类: (1)一个大写字母也没有(aabb),占1/16,其表型应该与玉米穗短的亲代植株一样; (2)一个大写字母(Aabb和
3、 aaBb),占4/16; (3)两个大写字母(AAbb,aaBB和AaBb),占 6/16,其表型应与子一代植株一样,即两个亲本的平均; (4)三个大写字母(AABb和AaBB),占4/16; (5)四个大写字母(AABB),占1/16,其表型应与玉米穗较长的亲本一样。 所以,如果子二代植株的确可以清清楚楚分成这5类,其比数应为14641。,如果基因的数目不止两对,而且邻近两类基因型之间的差异与环境所造成的差异差不多大小,那末子二代植株就不能清清楚楚分成5类。玉米穗的长度,从最短到最长,呈连续分布,形似钟形,其中最短的很少,最长的也很少;两头少,中间多。总的平均数在中间,与子一代的平均数相等
4、。,一、数量性状的遗传特点: 艾默生(Emerson)和伊斯特( East)用短穗玉米和长穗玉米杂交(见书)得出这样的 1、数量性状的变异是连续的 2、数量性状容易受环境的影响而发生表型改变 3、两个基因型纯合的亲本(homologous parents)杂交,F1表现双亲的中间类型(intertype),但变异范围较小。 4、F2代表型也介于双亲之间,平均值与F1接近,但变异范围大于F1代。 5、当双亲不是极端类型时,F2代能分离出高于双亲或低于双亲的类型,即表现为超亲遗传把杂交后代的分离超越双亲范围的现象。,二、数量性状的多基因假说(The polygene hypothesis of q
5、uantitative trait inheritance),1、小麦粒色遗传(The inheritance of grain color in wheat) (1)两对基因控制的性状 P 红粒 白粒 A1A1A2A2 a1a1a2a2 F1 A1a1A2 a2,F2 基因型 2 A1A1A2 a2 4A1 a 1A2 a 2 2A 1a1a2a2 1 A1A1A2A2 2A1 a 1A2A2 1A1A a2a2 2a1a1 A 2a2 1a1a1a2a2 1a1a1 A2A2 有效基因数 4R 3R 2R 1R 0R 表现型 深红 中深红 中红 浅红 白 表型比率 1 4 6 4 1 红:
6、 白 15 : 1,2、三对基因控制的性状,P 红粒 白粒 A1A1A2A2 A3A3 a1a1a2a2 a3a3 F1 A1 a1A2 a2A3 a3 F2有效基因数 6R 5R 4R 3R 2R 1R 0R 表现型 最深红 暗红 深红 中深红 浅红 最浅红 白 表型比率 1 6 15 20 15 6 1 红: 白 63: 1,3、多基因假说的要点The main points of polygene hypothesis,(1)每对基因对表型的作用是微效的,且作用相等并呈累加作用; (2)微效基因之间缺乏显隐性关系,可分为有效基因和无效基因。多基因一方面对某一数量性状起微效基因作用,另一方
7、面起修饰作用; (3)微效基因易受环境条件影响。微效基因的作用常常被整个基因型和环境的影响所遮盖,难以识别个别基因的作用; (4)多基因也位于核染色体上,并具有分离、重组、连锁等性质。 因各种因素的相互作用,某些基因也表现显隐性关系,有时表型分布呈偏态。,三、数量性状与质量性状的关系The relationship between quantitative trait and qualitative traits) 数量性状呈连续变异,受微效多基因控制; 质量性状呈现不连续变异,受主基因控制(对性状起主要决定作用的基因较主基因)。 无论那种基因都位于染色体上,所以,对性状的控制就有某些必然联系
8、,同时又有区别,1、区分性状的方法不同,有些性状既有数量性状的特点又有质量性状的特点 例如:小麦粒色 两对基因 F2 15:1 为质量性状 F2 1 4 6 4 1 为数量性状 2、双亲之间相差的基因对数不同,某些性状有时表现质量性状,有时表现为数量性状,例如: P 高杆 矮杆 T1T1T2T2T3T3 t1t1t2t2t3t3 F1 T1t1T2t2T3t3 F2 6T 5T 4T 3T 2T 1T 0T 比率 1 6 15 20 15 6 1,P 高杆 矮杆 T1T1T2T2T3T3 T1T1T2T2 t3t3 F1 T1T1T2T2 t3t3 高杆 F2 3T3t3:1 t3t3 高杆
9、矮杆,3、因观察的层次不同,性状的遗传方式不同 宏观层次上不连续分布,则表现质量性状,但决定性状的基本物质是连续分布的,则表现为数量性状。,四、数量性状遗传的基因数目分析 1、根据群体中分离出的极端类型的比例估计 例如:F2 最早熟的比例为1/256左右,说明早熟基因是由4对基因控制的 2、根据公式进行估计 N=(XP1- XP2)2/8(S2F2 -S2F1) N为基因对数 S2为标准差 X为平均值,五、多基因的作用方式 additional effects 1、 累加作用1AAbb F2 基因型 1aabb 2aaBb 1aaBB 2AABb 1 AABB 2 Aabb 4 AaBb 2A
10、aBB 有效基因型数0 1 2 3 4 有效基因频数 1 4 6 4 1 累加值 6.6+0 6.6+2.55 6.6+22.55 6.6+22.55 6 .6+42.55 表型值 6.6 9.1 11.7 14.2 16.8,2、 倍加作用 每个有效基因的作用值暗一定数值与尽余值相乘或相除 F21aabb 2aaBb 1aaBB 2AABb 1 AABB 2 Aabb 4AaBb 2AaBB 基因 0 1 2 3 4 频数 1 4 6 4 1 累加值 24.90 24.91 24.92 24.93 24.94 表型值 2 4.9 12.2 30.1 74.2,六、阈性状极其特性 介于质量和数
11、量性状之间的为阈性状,即指它们的遗传是由多基因决定的,但它们的表型是非连续性的一类性状。 阈性状包括:动植、人类感病和抗病方面等 在感病和抗病上,多基因决定了个体是否抗病,也就是环境和基因共同作用个体是否容易患病,这在医学遗传学上称为易患性。,质量性状和数量性状的区别 质量性状 数量性状 变异类型 种类上的变化(如红、白花) 数量上的变化 (如高度) 表现型分布 不连续 连续 基因数目 一个或少数几个 微效多基因 对环境的敏感性 不敏感 敏感 研究方法 系谱和概率分析 统计分析,第二节 数量性状遗传分析的统计学基础 Section 2 The statistic base of quantit
12、ative hereditary analysis 一、平均数(average)表示一组资料的集中性,是某一性状全部观察数(表现型值)的平均。 X =(X1+X2+X3+X4+ Xn)/ n=X/n 二、 方差(variance)和标准差(standard deviation) 表示资料的分散程度,是全部观察数偏离平均数的重要参数。,标准误(standard error ) 上面计算的方差,是就样本中个体观察数来说的,是表明各个观察数跟平均数的偏差程度,方差大,表示分布范围广,方差小,表示各观察值比较接近。除了个体观察数可以作为取得的一个样本外,平均数也可看作是从很多平均数中取得的一个样本,所
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