数量性状遗传教案.doc

数量性状遗传教案.doc

《数量性状遗传教案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数量性状遗传教案.doc（5页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第十章数量性状遗传

第一节数量性状的遗传学分析

一、数量性状与质量性状特征

（一）概念

1、质量性状：

凡不易受环境条件的影响、在一个群体内表现为不连续性变异的性状。

例如孟德尔所研究的豌豆子粒的形状（圆满与皱缩）、子叶的颜色（黄色与绿色）、花的颜色（红色与白色）等等。

2、数量性状（计量性状）：

凡容易受环境条件的影响、在一个群体内表现

为连续性变异的性状。

农作物的大部分农艺性状都是数量性状，例如植物籽粒产量或营养体的产量、株高、成熟期、种子粒重、蛋白质和油脂含量、甚至是抗病性和抗虫性等，植物育种工作，包括育种方案的制定、亲本的选配、对杂种后代的选择、杂种优势的利用等等，都必须熟识数量性状的遗传变异规律，因此掌握数量性状的遗传规律就显得非常重要。

（二）数量性状与质量性状的比较

特征

质量性状

数量性状

基因数目及其效应

一个或少数几个主（效）基因，每个基因的效应大而明显。

几个到多个微效基因，每个基因单独的效应较小。

环境影响

不易受环境的影响。

对环境变化很敏感。

性状主要类型

品种、外貌等特征

生产、生长等性状

变异方式

间断型

连续型

考察方式

描述

度量

研究水平

家庭

群体

后代遗传动态

①F1（杂合体）表现为显性或共显性；F2群体按孟德尔比例分离。

②不可能出现超亲遗传。

①F1和F2均表现为连续性变异，群体频率分布为单峰曲线。

②有可能出现超亲遗传。

二、数量性状的多基因假说

1909年约翰逊（JohannsenW.L.）发表了“纯系学说，尼尔逊.埃尔（Nilsson-EhleH.）提出“多基因假说；这两个理论的建立，标志着数量遗传学的诞生。

“多基因假说”的要点如下：

1、数量性状受一系列微效多基因的支配，简称多基因，它们的遗传仍符合基本的遗传规律。

2、多基因之间通常不存在显隐性关系，因此F1代大多表现为两个亲本类型的中间类型。

3、多基因的效应相等，而且彼此间的作用可以累加，后代的分离表现为连续变异。

4、多基因对外界环境的变化比较敏感．数量性状易受环境条件的影响而发生变化。

5、有些数量性状受一对或少数几对主基因的支配，还受到一些微效基因（或称修饰基因）的修饰，使性状表现的程度受到修饰。

三、数量性状与质量性状的关系

数量性状与质量性状的划分因区分性状的方法不同、杂交亲本相差基因对数的不同或观察的层次的不同，表现的性状特点就不同。

但都遵循遗传学基本规律，故二者之间既有区别又有联系。

1、某些性状既有数量性状的特点，又有质量性状的特点，由于区分性状的方法不同而异。

例如小麦粒色的遗传：

红色籽粒与白色籽粒的杂交组合中出现了如下3种情况：

ⅠⅡⅢ

P：

红粒×白粒红粒×白粒红粒×白粒

↓↓↓

F1：

红粒粉红粒粉红粒

↓↓↓

F2：

红粒：

白粒红粒：

白粒红粒：

白粒

3：

1（1对基因）15：

1（2对基因）63：

1（3对基因）

若对红色麦粒仔细分析，由深到浅的红色可以有各种不同程度。

在F2的红色籽粒中又有颜色深浅程度的差异：

在Ⅰ中：

红粒：

中等红粒：

白粒=1：

2：

1

R1R1×r1r1→R1r1Ä→1R1R1：

2R1r1：

1r1r1

红粒：

中等红粒：

白粒=1：

2：

1

在Ⅱ中：

深红粒：

次深红粒：

中等红粒：

淡红粒：

白粒=1：

4：

6：

4：

1

R1R1R2R2×r1r1r2r2→R1r1R2r2

↓Ä

1R1R1R2R22R1R1R2r21R1R1r2r22R1r1r2r21r1r1r2r2

2R1r1R2R21r1r1R2R22r1r1R2r2

4R1r1R2r2

深红粒：

次深红粒：

中等红粒：

淡红粒：

白粒

1：

4：

6：

4：

1

在Ⅲ中：

极深红粒：

暗红粒：

深红粒：

次深红粒:

中等红粒：

淡红粒：

白粒=1：

6：

15：

20：

15：

6：

1

2、同一性状因杂交亲本类型（或差异的基因对数）不同，可能表现为数量或质量性状。

例如，植株高矮一般多表现为数量性状。

但有些品种间杂交，可以明显地分为高矮两类，中间没有连续性变化，完全可以看作是质量性状。

如豌豆高矮即质量性状，而水稻的高矮多数表现为数量性状的遗传，少数表现为质量性状，为什么？

因为杂交亲本相差基因对数不同造成的。

例如1：

水稻的高矮变化

高T1T1T2T2T3T3×t1t1t2t2t3t3矮→T1t1Tt2T3t3

↓Ä

1TTTTTT：

TTTTTt：

TTTTtt：

TTTttt：

TTtttt：

Tttttt：

tttttt数量性状

1：

6：

15：

20：

15：

6：

1

例如2：

水稻的高矮变化

T1T1T2T2T3T3×t1t1T2T2T3T3→T1t1T2T2T3T3

↓Ä

1T1T1T2T2T3T3：

2T1t1T2T2T3T3：

1t1t1T2T2T3T3表现质量性状

3、观察的层次不同而造成的某些性状的区分不同

例如：

单胎动物的每胎仔数，多数为单胎，少数为多胎。

外观上看这是质量性状。

但从导致性状差异（单或多）的基本物质分析，其基本物质（可能是引起超数排卵的激素水平）分布却是连续的，呈数量性状的特点。

四、多基因效应的累加方式：

2类

1、按算术级数累加：

F1代表型是两个亲本算术平均数。

以后世代个体根据基因型中，增效基因的多少计算。

例如：

株高的计算

PA1A1A2A2（74cm）×a1a1a2a2（2cm）

F1A1a1A2a2（74+2/2=38cm）

↓Ä

F2

A1A2

A1a2

a1A2

a1a2

A1A2

A1A2A1A2

A1A2A1a2

A1A2a1A2

A1A2a1a2

A1a2

A1a2A1A2

A1a2A1a2

A1a2a1A2

A1a2a1a2

a1A2

a1A2A1A2

a1A2A1a2

a1A2a1A2

a1A2a1a2

a1a2

a1a2A1A2

a1a2A1a2

a1a2a1A2

a1a2a1a2

F21/16（4A）：

4/16（3A）：

6/16（2A）：

4/16（1A）：

1/16（0A）

表型值：

2+4*18+74：

2+3*18=56：

2+2*18=38：

2+1*18=20：

2+0*18=2

每个增效基因的值=（最高亲本-最低亲本）/增效基因数

=（74-2）/4=18

2、按几何平均数累加：

F1代表型理论值===12.2cm

n为F1代增效基因数数=2

累加值===2.47

各种基因型的表型值=基本值×（累加值）n；n为增效基因数。

第二节分析数量性状的基本统计方法*

一、平均数（）

指某一性状的几个观察数的平均。

表示一组数据的集中趋势。

n：

代表样本观测值的总数；x1：

第一个样本观测数；xn：

第n个样本观测数；f：

各个观测值的频度。

二、方差和标准差

（一）方差：

指个体观测值（Xi）距离样本平均数（）离差平方的均值。

即一组观察值的离均差平方和与自由度的比值，通常用V（或S2）来表示，所带单位是观察值单位的平方。

表示一组资料的分散程度和离中性。

计算公式为：

V==或V==

离差=离均差=偏差=d=x-，如果样本容量很大或所研究的是总体，则可以用n代替上述计算式中的分母n-1。

例如表5-1中短穗亲本P1的方差和标准差可计算如下：

（二）标准差（S或SD）：

方差的平方根。

S==或S==

S==0.8157（cm）

三、标准误（机误，均数标准差，S）

是平均数方差的平方根，表示平均数变异范围。

在统计学上，平均数的方差S2。

等于个体观察数的方差的1/n，即S2=S2/n。

第三节遗传变异和遗传率

一、遗传率的概念

遗传率又称遗传力，是指一群体内由遗传原因引起的变异在表型变异中的比率。

通常以百分数表示，可作为杂种后代选择的一个参考指标，从而判断该性状传递给后代可能性的大小。

二、遗传率的估算

（一）广义遗传力（H2；；H2b）：

是指遗传方差占表型总方差的比值，通常以百分数表示，记作，用公式表示如下：

H2===

通过测量性状的表现型所得到的数值称为表现型值，以P表示；表现型值中由基因型所决定的部分数值，称为基因型值，以G来表示；如果不存在基因型与环境互作效应，则表现型值与基因型值之差就是环境条件所引起的变异，称为环境效应，以E表示。

三者的数量关系可以用下面式子表示：

P=G+E

VP=VG+VE，其中VP、VG和VE分别表示表现型方差，即是总方差、遗传方差（或称基因型方差）和环境方差。

上式表明表现型方差则遗传方差和环境方差两部分构成。

实际应用中，一般用两个亲本F2群体的方差代表总方差，即VF2=VP=VG+VE。

VG=VF2-VE=VF2-1/2（VP1+VP2）

h2B=[VF2-1/2（VP1+VP2）/VF2]×100%=[VF2-1/3（VP1+VP2+VF1）/VF2]×100%

VG=VF2-VE=VF2-1/2（VP1+VP2），因为P1、P2是纯种，变异是环境造成的。

所以VG1=VG2=0则VP1=VE1；VP2=VE2；P1、P2、F1、F2生长同一环境，VE1=VE2=VE，VP1+VP2=2VE，VE=1/2（VP1+VP2）

VG=VF2-VE=VF2-1/3（VP1+VP2+VF1）VG1=VG2=VF1=0

VP1=VEVP2=VEVF1=VE3VE=VP1+VP2+VF1

VE=1/3（VP1+VP2+VF1）

（二）狭义遗传力（h2N；h2n；h2）：

把能真实遗传的加性方差占表型方差

的百分比。

广义遗传力中的VG=VA+VD+……VA为加性方差：

由基因的累加效应产生的方差；VD为显性方差：

由等位基因之间的相互作用引起的变异量。

h2N=×100%

实际计算中用F1与两个亲本回交后代的方差计算：

双回交法：

F1×P1+B1；F1×P2=B2。

计算B1和B2的表型方差VB1和VB2

h2N=[2VF2-（VB1+VB2）/VF2]×100%=[VA/VA+VD+VE]×100%

几点说明：

1、遗传力适用于群体，不适用个体。

2、纯系内变异不遗传，选择无效。

VG=0

3、遗传力高低无统一标准，一般认为：

高＞50%；中=20-50%；低＜20%

第四节近亲繁殖和杂种优势*

一、近亲繁殖

（一）近交和近交系数

1、近亲繁殖[近交或近亲交配；近亲婚配（人类）]：

血统和亲缘关系很近的

两个个体之间的交配。

包括：

自交、全同胞交配、半同胞交配、表兄妹间交

配和回交。

2、近交的遗传学效应

（1）增加纯合子比例

（2）促使不良的隐性性状表现

（3）自交导致纯系育成。

3、近交系数（F）:

一个个体从某一祖先得到一对纯合的、而且遗传上等同（同

一祖先的特定基因的两个拷贝）的基因的概率。

Aa×Aa（