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第十章 数量性状遗传

第十章 数量性状遗传
第十章 数量性状遗传

第十章数量性状遗传

一、名词解释

1.超亲遗传(transgressive inheritance)

2.遗传率(遗传力)

3.数量性状(quantitative character)与质量性状(qualitative character)

4.杂种优势

5.主基因(major gene主效基因) 、微效多基因(minorgene) 与修饰基因 (modifying gene)

二、选择题

1.下面是对数量性状特点的几点描述,其中哪一个是错误的()。

A.界限不分明,不易分类,表现连续变异

B.易受环境的影响而变异

C.受许多基因共同作用的结果,其中每个基因的单独作用较小

D.也受遗传的制约,但本质上与孟德尔式遗传完全不同

2.用最深红粒的小麦和白粒小麦杂交,F1为中间类型的红粒,F2中大约有1/64为白粒,其余为由深至浅的红色籽粒。由此可以判断控制该性状的基因有()

A.4对

B.3对

C.2对

D.1对

3.A品种产量性状较好,但抗病性差,为了增加此品种的抗病性,将A品种与一抗病品种杂交(已知抗病为显性),育种上使用何种

方法使获得的新品种既有抗病性又有A品种的丰产性。()

A.自交

B.回交

C.测交

D.随机交配

4.以AA×aa得到F1,以F1×AA这种方式称为():

A.自交

B.测交

C.回交 D .随机交配

5.假设某种二倍体植物A的细胞质在遗传上不同于植物B。为了研究核-质关系,想获得一种植物,这种植株具有A的细胞质,而细胞核主要是B的基因组,应该怎样做?()

A. A×B的后代连续自交;

B. A×B的后代连续与B回交;

C. A×B的后代连续与A回交;

D. B×A的后代连续与B回交

6.杂合体通过自交能够导致等位基因的纯合,杂种群体的纯合速度与()

A.自交代数有关

B.所涉及的异质基因对数有关

C.与自交代数和异质基因对数均有关

D.所涉及的异质基因对数无关

7.现有一个体基因型是BbDd,如用回交的方法,连续回交3代,其回交后代的纯合率为():

A.76.56%

B.38.23%

C.17.1%

D.23.44%

8.一个有三对杂合基因的个体自交5代,其后代群体中基因的纯合率为()

A.90.91%

B.87.55%

C.93.75%

D.51.3%

9.经测定,某作物株高性状VA=4,VD=2,VI=1,VE=3,则该作物株高的广义遗传率为()

A.0.5

B.0.6

C.0.7

D.0.8

10.估算狭义遗传率时由2VF2-(VB1+VB2)计算所得是(1)

A.加性方差值;

B.显性方差值;

C.遗传方差值;

D.环境方差

值。

三、简答题

1.质量性状和数量性状的区别在哪里?这两类性状的分析方法有何异同?

2.基于对数量性状遗传本质的理解,叙述数量性状的多基因假说的主要内容。

3.什么是基因的加性×环境互作效应、显性×环境互作效应及上位性×环境互作效应?它们对数量性状遗传改良作用与基因的遗传主效应有何异同?

4.什么是普通遗传率?他们在育种实践上有何指导意义?

5.什么是基因的加性效应、显性效应及上位性效应?它们对数量性状遗传改良有何作用?

四、问答题

1.如果有一个植株对4个显性基因是纯合的,另一植株对相应的4个隐性基因是纯合的,两植株杂交,问F2中基因型及表现型象父母本的各有多少?

2.假定有两对基因,每对各有两个等位基因Aa、Bb,以相加效应的方式决定植株的高度,纯合子AABB高50cm,纯合子aabb高30cm,问:

(1)这两个纯合子之间杂交,F1高度如何?

(2)在F1×F1杂交后,F2中什么样的基因型表现为40cm高度?

参考答案

一、名词解释

1.超亲遗传(transgressive inheritance):在F2或以后世代中,由于基因重组而在某种性状上出现超越亲本的个体的现象。或指两个遗传基础不同的亲本杂交后在某一性状上超过其亲本的现象。其原因是控制某性状(如熟期)的一些基因分散位于两个不同的亲本中,杂交后的F1中集中了双亲的显性基因,从而表现出比双亲更早或更迟的超亲遗传。在遗传研究中的应用筛选适合育种目标的优良单株和新种质。

2.遗传率(遗传力):指亲代传递其遗传特性的能力,是用来测量一个群体内某一性状由遗传因素引起的变异在表现型变异中所占的百分率。即:遗传方差/总方差的比值。

3.数量性状(quantitative character)与质量性状(qualitative character):生物的性状表现连续变异的性状称为数量性状。生物的性状表现不连续变异的称为质量性状。

4.杂种优势:指两个遗传组成不同的品种(或品系)杂交,F1代在生活力、繁殖力、抗病力等方面都超过双亲的平均值,甚至比两个亲本各自的水平都高的现象。

5.主基因(major gene主效基因) 、微效多基因(minorgene) 与修饰基因 (modifying gene):主基因对于性状的作用比较明显、效

应较大的少数基因,容易从杂种分离世代鉴别开来。微效多基因,基因数量多,每个基因对表型的影响较微,效应累加、无显隐性关系、对环境敏感,所以不能把它们个别的作用区别开来,称这类基因为微效基因。修饰基因,一组效果微小的基因能增强或削弱主基因对表型的作用,这类微效基因在遗传学上称为修饰基因。

二、选择题

1-5 DBBCB 6-10 CAACA

三、简答题

1.质量性状和数量性状的区别主要有:①. 质量性状的变异是呈间断性,杂交后代可明确分组;数量性状的变异则呈连续性,杂交后的分离世代不能明确分组。②. 质量性状不易受环境条件的影响;数量性状一般容易受环境条件的影响而发生变异,而这种变异一般是不能遗传的。③. 质量性状在不同环境条件下的表现较为稳定;而控制数量性状的基因则在特定时空条件下表达,不同环境条件下基因表达的程度可能不同,因此数量性状普遍存在着基因型与环境互作。对于质量性状一般采用系谱和概率分析的方法,并进行卡方检验;而数量性状的研究则需要遗传学方法和生物统计方法的结合,一般要采用适当的遗传交配设计、合理的环境设计、适当的度量手段和有效的统计分析方法,估算出遗传群体的均值、方差、协方差和相关系数等遗传参数等加以研究。

2.在遗传机制方面,数量性状受多基因控制,基因与基因间的关系错综复杂; 数量基因的表达对环境条件的变化比较敏感,基因的

作用与环境条件的影响混杂在一起。因此,数量性状的多基因假说的主要内容是:⑴.数量性状受制于多对微效基因或称多基因的联合效应;⑵.各对微效基因的效应相等而且是累加的,故又可称是累加基因;⑶.各对基因对某一性状的效应微小,多基因不能予以个别的辨认,只能按性状的表现作为一个多基因体系进行研究;⑷.微效基因之间无显隐性关系,一般用大写字母表示增效、小写字母表示减效作用;⑸.微效基因对环境敏感,因而数量性状的表现易受环境的影响而发生变化;⑹.微效基因具有多效性,除对数量性状起微效多基因的作用外,对其它性状有时也可能产生一定的修饰作用;⑺.微效基因和主效基因均处于细胞核的染色体上,具有分离、重组、连锁等性质。

3.加性×环境互作效应(AE):是指基因加性效应与环境互作产生的遗传效应,是一部分可以在上下代传递、并加以固定的遗传效应,但会因环境条件的变化而产生较大差异。显性×环境互作效应(DE):是指基因显性效应与环境互作产生的遗传效应,是一部分可以遗传、但不能固定的遗传效应,主要与杂种的优势表现有关,这部分效应也会因环境的变化而异。上位性×环境互作效应(IE):是指基因上位性效应与环境互作产生的遗传效应,在不同环境中会有较大差异。其中加性×加性上位性互作效应部分经选择可被固定;而加性×显性上位性互作效应和显性×显性上位性互作效应与杂种优势的表现有关,在低世代时会在一定程度上影响数量性状的选择效果。不同的环境互作效应与遗传主效应的作用一样,对数量性状

的遗传改良起着重要作用,可以影响数量性状的表现和选择效果。但两者也有较大的差异,特别是一些受基因加性、显性或上位性等遗传主效应控制的数量性状在遗传改良中较为稳定,不同环境条件对这些数量性状的选择效果影响较小,通过选择容易获得适合不同年份或不同地点的育种材料或组合。相反,某一数量性状的基因型与环境互作效应越强,该性状的遗传表现就越容易受到环境变化的影响,通过选择一般可以获得适合某一特定年份或某一特定环境的育种材料。因此不同环境下的基因型稳定性对作物种子品质育种目标的制定非常重要。

4.遗传率是指基因型方差(VG)占表型总方差(Vp)的比值,它是衡量基因型变异和表型总变异相对程度的遗传统计量。遗传率反映了通过表型值预测基因型值的可靠程度,表明了亲代变异传递到子代的能力。同时也可以作为考查亲代与子代相似程度的指标。由育种实践表明,根据遗传率的大小可以决定不同性状的选择时期和选择方法,这对于改进育种方法,避免育种工作的盲目性和提高育种效果是很有效的。一些遗传率较高的性状,可在杂种的早期世代进行选择,收效比较显著:而对于遗传率较低的性状,则需要在杂种后期世代进行选择才能收到更好的效果。

5.基因的加性效应(A):是指基因位点内等位基因的累加效应,是上下代遗传可以固定的分量,又称为"育种值"。显性效应(D):是指基因位点内等位基因之间的互作效应,是可以遗传但不能固定的遗传因素,是产生杂种优势的主要部分。上位性效应(I):是指不

同基因位点的非等位基因之间相互作用所产生的效应。

四、问答题

1.假如4对显性基因为AABBCCDD,对应的4对隐性基因为aabbccdd,则F2中基因型为AABBCCDD的比例也为(1/4)4=1/256,基因型为aabbccdd的比例也为(1/4)4=1/256,表现型为A_B_C_D_的比例为(3/4)4=81/256,表现型为aabbccdd的比例为(1/4)4=1/256。

2.(1)A、B的作用分别为50/4=12.5cm,a、b的作用分别为30/4=7.5cm,所以两个纯合子杂交,F1的基因型为AaBb,其高度为12.5×2+7.5×2=40cm。

(2)F1×F1杂交后,F2中具有2个显性基因、2个隐性基因的植株表现为40cm高度,即基因型为AaBb、AAbb、aaBB的植株表现为40cm。

第八章 数量性状遗传

第八章数量性状遗传 名词解释: 数量性状质量性状微效基因主效基因遗传力广义遗传力狭义遗传力 习题 一、问答题 1.既然子代的平均高度介于双亲基因型平均数之间,为什么有的孩子比父母还高? 2.为什么有的玉米自交系不但长得矮小、低产而且易染病? 3.一个特定品种的两个完全成熟的植株,已知它们的数量性状的极端表型——高度为1尺和5尺,(1)如果只在单一的环境下做实验,你如何判定植株高度是由环境原因还是遗传原因决定的?(2)如果是遗传原因,你又如何测定与这个性状有关的基因对数? 4.预测双交种(A×B)×(C×D)产量的最好方法是求4个单交种A×C,A×D,B×C,B×D的产量的平均值,为什么?为了使双交种的杂种优势最强,在6个可能的单交种中,你将选哪两个单交种进行杂交?假定A和D是姊妹自交系,B和C也是姊妹自交系。 5.质量性状和数量性状的区别与联系如何? 6.数量性状的遗传特点如何? 7.什么是纯系学说?纯系学说的主要贡献是什么? 8.产生杂种优势的原因是什么?为什么杂种优势在生产上只利用其F1代,不再利用其F2代? 二、填空题 1.如果某种植物的高度是由4对等位基因决定的,若两株高度都是90cm的植株杂交,后代都是90cm高,则亲本可能的基因型是——。 2.有人研究认为,黑人与白人婚配的肤色遗传是由两对无显隐性关系的基因所决定。现有两个中间肤色亲本所生出的小孩均为中间色,他们的双亲基因型应是____;而有时另外两个中间肤色的亲本所生出的小孩从黑色到白色各种肤色都有,他们的双亲的基因型是____。 3.高粱株高由dld2d3d4四对基因控制,这四对基因都是隐性纯合的矮生类型高度为40cm,而全是显性纯合的高茎类型,高度为240cm。假设这些基因的作用是累加的、等效的。现有一个D1D1D2D2D3D3D4D4与dldld2d2d3d3d4d4的高粱杂交组合,其Fl的高度是____。F2的高度范围是____。 4.一个连续自交的群体,由杂合子开始,需要经过____代自交,才能达到大约为97%的纯合子。 5.假定有两对等位基因以相加效应的方式决定植株的高度。纯合子AABB高60cm,纯合子aabb高20cm,问,(1)这两个纯合子之间杂交,F1的高度是____;(2)F1自交产生的F2群体中40cm高的植株所占的比例是____。 6.天然群体的显性效应在自花授粉作物中将是最____,而在杂交授粉作物中将是____。 7.数量遗传学的基本前提是影响数量性状和影响质量性状的基因都遵循相同的传递规律,不过数量性状常常涉及到____位点,因此,要研究这些性状,就得通过诸如____、____、____等适合于连续变数的统计量。 8.有时,估算的遗传力可区分为“狭义”和“广义”的。“狭义”遗传力(公式)的分子部分仅包括____,而“广义”遗传力的分子部分包括____和____两部分。 9.变异系数大的性状比变异系数小的有较____的遗传力;亲本生长正常,对环境反应不敏感的性状的遗传力较____;性状差距小的两个亲本的杂交后代一般表现较——的遗传力。质量性状比数量性状有较——的遗传力。 三、选择题 1.有三种不同籽粒颜色的玉米,第一种是红的,第二种是白的,第三种也是白的,但若

第四章 孟德尔遗传定律

第四章孟德尔遗传定律 本章重点: 1.分离定律与自由组合定律; 2.非等位基因之间相互关系; 3.细胞质遗传。 本章难点: 1.显隐性关系的相对性; 2. 非等位基因之间相互关系。 繁殖是生命的一个基本特征,通过繁殖产生后代。遗传和变异是繁殖的两大特征。 遗传---性状传递的稳定性 变异---繁殖过程产生差异 种瓜得瓜,种豆得豆!遗传的奥秘是什么呢?这些相似与变异的原因是什么?为什么人工杂交的方法可以获得更大变异的后代? 第一节分离定律 豌豆杂交实验 性状:有机体所表现出的固有的可鉴别的表型特征(如种子颜色、花色) 在F 1代表现出的性状为显性,在F 1 代被隐藏,F 2 代重新出现的性状为隐性 Mendel对7组相对性状分别进行杂交实验,统计了子二代植株显隐性状比例3:1规律提出假说:控制花色的是一对因子(genetic factor),成对存在,一个来自父本,一个来自母本,形成配子(生殖细胞,精、卵)时相互分离。------即是分离定律。 分离定律的要点: 1.个体的性状由基因决定 2.基因在体细胞中成对存在,称为等位基因,形成配子时相互分离 3.一对等位基因有显性和隐性之分 回交—杂种一代与亲代进行杂交 测交—未知基因型的显性表现型个体与纯合隐性个体杂交。 第二节自由组合定律 P 黄圆 X 绿皱 YYRR yyrr F 1 黄圆YyRr F 2 黄圆黄皱绿圆绿皱 Y-R- Y-rr yyR- yyrr 315 101 108 32 9 : 3 : 3 : 1 分析:黄绿3:1 圆皱3:1 自由组合定律:两对(多对)遗传因子彼此独立,互不干涉,形成配子时,不同对因子自由组合。 第三节孟德尔定律的扩展 一、显隐性关系的相对性 (一)显性现象的表现 1. 完全显性 F1代所表现的性状与具有显性性状的亲本完全相同,若与该亲本种在一起,根据该性状无法将亲本与

第四章数量性状的遗传

第四章数量性状的遗传 目的要求 掌握数量性状与质量性状的区分、特征,多基因假说的要点,数量性状表现值的分解,遗传力的概念;了解通径系数概念与意义,基因的非加性效应与加性效应的意义,遗传力公式的推导及计算方法;掌握遗传力的应用。 第一节数量性状的遗传基础 生物的性状基本上可分为两大类: 质量性状(qualitative trait):变异可以截然区分为几种明显不同的类型,一般用语言来描述; 数量性状(quantitative trait):个体间性状表现的差异只能用数量来区别,变异是连续的。 阈性状(threshold trait):表现型呈非连续变异,与质量性状类似,但不是由单基因决定,性状具有一个潜在的连续型变量分布,遗传基础是多基因控制的,与数量性状类似。 一、数量性状的一般特征 数量性状的特点: ①数量性状是可以度量的; ②数量性状呈连续性变异; ③数量性状的表现容易受到环境的影响; ④控制数量性状的遗传基础是多基因系统。 学习数量性状的方法 ①统计学思想贯穿数量性状遗传的全部内容; ②确定性与不确定性的矛盾时时体现; ③研究对象在个体与群体间的相互转换; ④遗传与变异的矛盾。 二、数量性状的遗传基础 1.多基因假说 瑞典遗传学家尼尔迩·埃尔(Nilsson-Ehle)通过对小麦籽粒颜色的遗传研究,提出了数量性状遗传的多基因假说。 多基因假说的要点 (1)数量性状是由许多微效基因决定的,每个基因的作用的微效的; (2)基因的作用是相等的,且可以累加、呈现剂量效应,等位基因间通常无显隐关系;(3)基因在世代相传中服从孟德尔定律,即分离规律和自由组合规律,以及连锁交换规律2.基因的非加性效应 基因的非加性效应包括显性效应和上位效应。 (1)显性效应由等位基因间相互作用产生的效应。 例1:有两对基因,A1、A2的效应各为20cm,a1、a2的效应名为10cm,基因型A1A1a2a2

第四章 数量性状遗传

第五章数量性状 §1 数量性状的特征 一、数量性状的特征: 遗传性状分为质量性状和数量性状两类。 质量性状:在可以遗传的性状中,性状在后代的变异中是表现为不连续的变异,在它们之间可以明显的分组,进行频率的统计。是由一对或少数n对基因所控制的遗传方式一般能符合孟德尔的遗传原则。例如前几章所讲的豌豆的红花和白花,豆粒的黄色和绿色,家鸡的羽毛的黑白、芦花等,都是彼此差别明显,一般没有中间过渡的类型的性状。 数量性状:性状的变异是呈现连续性的,性状间的变化没有明显的类别,不易分组,是由微效的多基因控制的。例如:产量,荚的多少、粒的大小,蛋白、脂肪的含量等。 数量性状的特点: 1.性状的变化表现为连续的,不易分组进行组内的频率统计。例如:水和小麦、玉米等植株的高矮。生育期的长短,产量的高低等性状。不同品种杂交后F2、F3等后代群体都有广泛的变异的类型,不能明显的求出分离的比例,只能用一定的度量单位进行测量。 2.数量性状极易受环境的影响而发生混淆,使遗传的动态和性质模糊不清。 二、数量性状在遗传中的特点: 而数量性状在遗传中的特点又是怎样呢? 我们以玉米果穗不同长度的品种的杂交及后代的分布频率来说明此题:P2页表

从上面这个典型的数量性状遗传的例子中,可以看出数量性状遗传的主要的特点: 1.某一数量性状在杂交中,F1的平均值大约介于两个亲本的平均数之间,呈中间型,但有时倾向于其中的一个亲本。 2.F2个体的平均数与F1的平均数相似。 3.F2出现明显的连续性变异,不容易分组,因而也就不能求出不同组之间的比例,变异的幅度比较大,变异基本上是以平均数为中心的对称的正态分布曲线,即常态分布。 100cm(A1A1A2A2a3a3) × 70cm(a1a1a2a2A3A3) ↓ F1 A1a1A2a2A3a3 (85cm) ↓ F2 A1A1A2A2A3A3(130cm):a1a1a2a2a3a3(40cm) 4.F2会出现超出双亲的变异的类型:<当双亲不是极端类型时> 100天 A×B 80天 ↓ F1 90天→F2:75~110天 值得说明的是:数量性状和质量性状之间的划分不是绝对的,同一性状在不同亲本的杂交组合中可以表现不同。例如:株高是一个数量性状,但在某些杂交组合中,高株和矮株表现为简单的质量性状遗传,小麦的红色和白色的粒色,在一些杂交组合中表现为一对基因分离,而在另一些杂交组合中,F2呈现连续性变异,表现为数量性状特征。因此,划分质量性状和数量性状的根据在于该性状所表现的遗传动态。

8数量性状的遗传

第八章数量性状遗传 1.数量性状在遗传上有些什么特点?在实践上有什么特点?数量性状遗传产质量性状遗传有什么主要区别? 2.什么叫遗传率?广义遗传率?狭义遗传率?平均显性程度? 3.自然界中杂交繁殖的生物强制进行自义或其它方式近交时生活力降低,为什么自然界中自交的生物继续自交没有不良影响呢? 4.约翰逊用菜豆做实验,得出纯系学说。这个学说的重要意义在哪里?它有什么局限性? 5.纯种或自交系的维持比较困难,那末,制造单交种或双交种时,为什么要用纯种或自交种呢? 6.如果给有下标0的基因以5个单位,给有下标1的基因以10个单位,计算 A 0A B 1 B 1 C C 和A 1 A 1 B B C C 两个亲本和它们F 1 杂种的计量数值。 设(1)没有显性; (2)A 1对A 是显性; (3)A 1对A 是显性,B 1 对B 是显性。 7.根据上题的假定,导出下列的F 2 频率分布,并作图。

8.上海奶牛的泌乳量比根赛(Guernseys)牛高12%,而根赛牛的奶油含量比上海奶牛高30%。泌乳量和奶油含量的差异大约各包括10个基因位点,没有显隐 中有多少比例的个体的泌乳量跟上海性关系。在上海奶牛和根赛牛的杂交中,F 2 奶牛一样高,而奶油含量跟根赛牛一样高? 9.测量101只成熟的矮脚鸡的体重,得下列结果:

计算平均数和方差. 注:用公式 10.测量矮脚鸡和芦花鸡的成熟公鸡和它们的杂种的体重,得到下列的平均体重和表型方差: 计算显性程度以及广义和狭义遗传率。 植株Aa的高度是17。计算11.设亲本植株AA的高度是20,aa的高度是10,F 1 植株的平均高度和方差。 F 2 问:你所求得的平均数跟用公式求得的平均数不同,这是为什么? 你所求得的方差跟用公式求得的方差是一样的,这是为什么? 12.假定有两对基因,每对各有两个等位基因,Aa和Bb,以相加效应的方式决定植株的高度。纯合子AABB高50cm,纯合子aabb高30 cm,问: (1)这两个纯合子之间杂交,F 的高度是多少? 1

第八章 数量性状遗传

第八章数量性状遗传 前几章中所讲的性状差异,大多是明显的不连续差异。例如水稻的粳与糯,鸡羽的芦花斑纹和非芦花斑纹,这类性状在表面上都显示质的差别,所以叫做质量性状(qualitative character)。质量性状的遗传可以比较容易地由分离定律和连锁定律来分析。 除质量性状外,还广泛地存在着另一类性状差异,这些性状的变异呈连续状态,界限不清楚,不易分类,这类性状叫做数量性状(quantitative character)。动植物的许多重要经济性状往往都是数量性状,如作物的产量、成熟期,奶牛的泌乳量,棉花的纤维长度、细度等等,都属于数量性状。 质量性状的区别,可以用文字描述,而数量性状的差异要用数字表示,如水稻种子的千粒重,不能明显地划分为“重”和“轻”两类。如果它们的千粒重在25克到35克之间,可以有26克,27.5克,27.6克,……,很难分类。 数量性状的遗传,似乎不能直接用孟德尔定律来分析,但在1909年,Nilsson-Ehle已经指出,这类性状的遗传,在本质上与孟德尔式的遗传完全一样,可以用多基因理论来解释。 第一节数量性状的遗传学分析 数量性状的多基因假说依据多基因假说(multiple factorhypothesis),每一个数量性状是由许多基因共同作用的结果,其中每一个基因的单独作用较小,与环境影响所造成的表型差异差不多大小,因此,各种基因型所表现的表型差异就成为连续的数量了。 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。

第八章 数量性状遗传

第八章 数量性状遗传 9、测量101只成熟的矮脚鸡的体重,得下列结果: 计算平均数和方差。 注:用公式 解: 2.11=x F 1 = 8 3.12=x F 2 = 17 4.13=x F 3 = 52 5.14=x F 4 = 15 6.15=x F 5 = 9 4 .19 1552178)6.1(9)5.1(15)4.1(52)3.1(17)2.1(85 544332211=++++++++=++++= n x F x F x F x F x F x 而方差为: 100 11 )91552178()4.16.1(9)4.15.1(15)4.14.1(52)4.13.1(17)4.12.1(81 )(222222 2 =-++++-+-+-+-+-=--= ∑n x x s 10、测量矮脚鸡和芦花鸡的成熟公鸡和它们的杂种的体重,得到下列的平均体重和表型方差:

计算显性程度以及广义和狭义遗传率。 解: 根据题意,两亲本之矮脚鸡(设为P 1)和芦花鸡(设为P 2)为纯型合子,故不提供基因型方差。因此可以借助不分离世代(P 1,P 2和F 1)求得环境方差: 3.01054110342101414 142412 111=?? ? ????? ??+??? ????? ??+??? ????? ??=++=P F P E V V V V 于是可求得广义遗传率为: 75.02 .13 .02.1) ()() ()(222 222=-= -= = F P E F P F P F G B V V V V V h 而狭义遗传率可代入借助回交世代方差的估算公式求得: 5.02 .1) 0.18.0()2.1(2] [2) ()()()(22212=+-= +-= F P B P B P F P N V V V V h 在上述两项估算中知: 6.0][2)()()(212=+-=B P B P F P A V V V V 3 .0][] [2] [)()()()()()()(2212122=--+=++--=-=E F P B P B P B P B P F P E F P A G D V V V V V V V V V V V V 因为

数量性状

一、定义 1、基因型值:从表型值中,除去环境效应和基因型与环境互作效应后由基因型决定的数值。 2、表现型值:基因型值、环境效应值、基因与环境互作效应值的总和,是生物体在环境作用下所观察到的性状度量值。 3、反应规范:某一基因型在各种环境中所显示的整个表型变异范围。 4、选择:一个群体中不同基因型产生数量不等的后代,导致群体的基因频率发生变化,群体发生分化的现象。 5、自然选择:生物界适者生存,不适者淘汰的现象。 6、人工选择:以人为力量按需要取舍生物个体或类型的活动。 二、基因的非加性效应与杂种优势 多基因假说认为控制数量性状的各个基因的效应是累加的。即是说,基因对某一性状的共同效应是每个基因对该性状单独效应的总和。由于基因的加性效应,就使杂种个体表现为中间遗传现象。但是,进一步研究表明,基因除具有加性效应外,还有非加性效应。基因的非加性效应是造成杂种优势的原因。它包括显性效应和上位效应。 由等位基因间相互作用产生的效应叫做显性效应。例如,有两对基因,A1,A2的效应各为15cm,a1、a2的效应各为8cm,理论上讲,杂合基因型A1A2a1a2按加性效应计算其总效应为46cm。而实际效果则是,在杂合状态下(A1a1A2a2)同样为两个A和两个a,其总效应可能是56cm,这多产生的10cm效应是由于A1与a1,A2与a2间互作引起的,这就是显性效应。 由非等位基因之间相互作用产生的效应,叫做上位效应或互作效应。例如,A1A1的效应是30cm,A2A2的效应也是30cm,而A1A1A2A2的总效应则可能是70cm,这多产生的10cm效应是由这两对基因间相互作用所引起的,这叫上位效应。 一般认为,杂种优势与基因的非加性效应有关。目前,对产生杂种优势的机制有两种学说,即显性说和超显性说。显性说认为,杂种优势是由于双亲的显性基因在杂种中起互补作用,显性基因遮盖了不良(或低值)基因的作用的结果,而超显性说,则认为杂种优势并非显性基因间的互补,而是由于等位基因的异质状态优于纯合状态,等位基因相互作用可超过任一杂交亲本,从而产生超显性效应。现在多数认为,这两种观点并不矛盾。对于大多数杂种优势现象来说,显性基因互补和等位基因的杂合效应可能都在起着作用。 三、越亲遗传现象的解释 产生越亲遗传与产生杂种优势的原因并不相同。前者主要是基因重组,而后者则是基因间互作的结果。譬如,有两个杂交亲本品种,其基因型是纯合的,等位基因无显隐性关系,设一个亲本基因型为A1A1A2A2a3a3,另一个亲本为a1a1a2a2A3A3,一代杂种基因型为A1a1A2a2A3a3,介于两个亲本之间,而杂种一代再杂交,在二代杂种中就可能出现大于亲本的个体A1A1A2A2A3A3和小于亲本的个体a1a1a2a2a3a3,越亲遗传产生的越亲个体,可以通过选择保持下来成为培育高产品种的原始材料。 四、数量性状表型值的剖分 性状的表现型是基因型与环境条件共同作用的结果。不仅是基因型还是环境条件发生改变,都会引起表型值的变异。因此,数量性状的表型值可按其变异原因剖分为两部分:由基因型控制的能遗传的部分,叫做遗传值,或基因型值(以G表示);由环境影响造成的不遗传的部分,叫做环境偏差(以E表示)。写成公式:P=G+E 五、基因型值的分解 进一步分析基因型值,还可根据基因作用类型的不同,再剖分为:加性效应值(A)、显性效应值(D)和互作或上位效应值(I),则代入上式得:P=A+D+I+E 式中的D和I虽然包括在遗传值内,但都属于基因的非加性效应值,不能确定遗传,只有

(整理)数量性状的遗传分析

第七章数量性状的遗传分析 以前所学性状如水稻的梗与糯,豌豆种子的圆与皱等。相对性状差异明显,一般没有过渡类型,这种变异为不连续变异,呈不连续变异的性状叫质量性状。 通常把差异不明显的变异叫连续变异,呈连续变异的性状叫数量性状。如作物的产量、成熟期,棉花的纤维长度等。 数量性状的遗传要比质量性状复杂得多,它是由多对基因控制的,而且它们的表现容易受环境的影响(则受遗传因素的影响较小),同一品种在不同环境条件下,数量性状的表现会有很大的差别。因此,研究数量性状的遗传时,往往要分析多对基因的遗传表现,并要特别注意环境条件的影响。 第一节数量性状的遗传分析 一数量性状的遗传特点 艾默森(R.A Emerson),伊斯特(R.A East)用短穗玉米P 1和长穗玉米P 2 杂 交,结果如下: 1、特点: 第一是连续变异,数字表示 第二表型易受到环境影响 P 1 P 2 、F 1 每个群体所有个体基因型都相同但个体有差异,如F 1 9—15cm,F 2 群 体个体基因型不同,变异是由基因型和环境共同作用结果。 2、数量性状的表型在统计学上的特征 (1)两个纯合亲本杂交,F1往往表现为中间类型; (2)F1和F2的平均表现接近,但F2的变异程度大于F1; (3)数量性状的表型特征体现在群体而不是个体; (4)表型变化服从于正态分布。

二、数量性状遗传的多基因假说 (一)小麦粒色杂交 1909年尼尔森(Nilsson)实验:小麦子粒颜色硬质多为红粒,粉质多为白粒。 红粒×白粒红粒红粒(浅红,最浅红):白=3:1 红粒×白粒红粒红粒(深红,中红,浅红,最浅红):白=15:1 红粒×白粒红粒红粒(最深红,暗红,深红,中红,浅红,最浅红):白=63:1 解释:用R 1r 1 ,R 2 r 2 ,R 3 r 3 表示小麦红粒白粒。假设R为控制红色素形成的基因, r为不能控制红色素形成的基因。R 1R 2 R 3 为非等位基因,其对红色素的合成效应相 同,且为累加效应。 (1)红粒r 1 r 1 r 2 r 2 R 3 R 3 ×白粒r 1 r 1 r 2 r 2 r 3 r 3 红粒r 1 r 1 r 2 r 2 R 3 r 3 2R 1R1r 2r 浅红最浅红白(3种) (2)红粒r 1 r 1 R 2 R 2 R 3 R 3 ×白粒r 1 r 1 r 2 r 2 r 3 r 3 红粒r 1 r 1 R 2 r 2 R 3 r 3 4R 3R1r 2R2r 1R3r 4r 深红中红浅红最浅红白(5种) (3)红粒R 1 R 1 R 2 R 2 R 3 R 3 ×白粒r 1 r 1 r 2 r 2 r 3 r 3 红粒R 1 r 1 R 2 r 2 R 3 r 3 6R 5R1r 4R2r 3R3r 2R4r 1R5r 6r 最深红暗红深红中红浅红最浅红白(7种)F 2 表型的类型:2N+1种,频率(1/2R+1/2r)2n展开后各项系数

(整理)数量遗传学

质量性状:指由一对或对基因控制,在个体间能够明显区分,呈不连续性变异的性状。 数量性状:由微效多基因控制,在群体中不能明显区分,呈连续性变异的性状。 门阈性状:由微效多基因控制的,在群体中呈不连续分布的性状,一般能够明显地区分其表现形式。 数量遗传学:指用数理统计方法和数学分析方法研究数量性状遗传和变异规律的科学。 选择:在人类和自然干预下,某一群体的基因在世代传递的过程中,某种基因型个体的比例所发生的变化现象,称作选择。 适应度:比较群体中各种基因型(以个体平均留种子女数为标准)生存适应力的相对指标。适应度就是特定基因型的留种率和群体最佳基因型留种率之比值。 选择系数:1减去适应度就是该基因型的选择系数。留种率+淘汰率=1 遗传漂变:如果群体规模较小,下一代的实际基因频率都可能由于抽样误差而偏离理论上应有的频率。 始祖效应:当来自大群体的一个小样本在特定环境中成为一个新的封闭群体,其基因库仅包括亲本群体中遗传变异的一小部分,并在新环境中承受新进化压力的作用,因而最终可能与亲本群分体。这种过程在体现的般规律,称为始祖效应。 瓶颈效应:当大群体经历一个规模缩小阶段之后,以及在漂变中改变了基因库(通常是变异性减少)又重新扩大时,基因频率发生的变化。 同型交配:如果把同型交配严格地定义为同基因型交配,那么近交和同质选配都只有部分的同型交配,只有极端的近交方式——自交才是完全同型交配。 群体遗传学:专门研究群体的遗传结构及其变化规律的遗传学分支学科。 群体:是指一个种、一个变种、一个品种或一个其它类群所有成员的总和。 孟德尔群体:在个体间有相系交配的可能性,并随着世代进行基因交流的有性繁殖群体。基因库:以各种基因型携带着各种基因的许多个体所组成的群体。 亚群:由于各种原因的交配限制,可能导致基因频率分布不均匀的现象,形成若干遗传特性有一定差异的群落通常称为亚群。 随机资本:在一个有性系列的生物群体中,任何一个雌性式雄性的个体与其任何一个相反性别的个体交配的机率是相同的。 基因频率:指一个群体中,二倍体染色体特定基因位点某种等位基因所占比例。 基因型频率:一个群体中,某一相对发送的不同基因型所占的比率就是基因型频率。

第四章__数量性状遗传

§1数量性状的特征 一、数量性状的特征: 遗传性状分为质量性状和数量性状两类。 质量性状:在可以遗传的性状中,性状在后代的变异中是表现为不连续的变异,在它们之间可以明显的分组,进行频率的统计。是由一对或少数n对基因所控制的遗传方式一般能符合孟德尔的遗传原则。例如前几章所讲的豌豆的红花和白花,豆粒的黄色和绿色,家鸡的羽毛的黑白、芦花等,都是彼此差别明显,一般没有中间过渡的类型的性状。 数量性状:性状的变异是呈现连续性的,性状间的变化没有明显的类别,不易分组,是由微效的多基因控制的。例如:产量,荚的多少、粒的大小,蛋白、脂肪的含量等。 数量性状的特点: 1.性状的变化表现为连续的,不易分组进行组内的频率统计。例如:水和小麦、玉米等植株的高矮。生育期的长短,产量的高低等性状。不同品种杂 交后F 2、F 3 等后代群体都有广泛的变异的类型,不能明显的求出分离的比例, 只能用一定的度量单位进行测量。 2.数量性状极易受环境的影响而发生混淆,使遗传的动态和性质模糊不清。 二、数量性状在遗传中的特点: 而数量性状在遗传中的特点又是怎样呢? 我们以玉米果穗不同长度的品种的杂交及后代的分布频率来说明此题:P2页表 从上面这个典型的数量性状遗传的例子中,可以看出数量性状遗传的主要

的特点: 1.某一数量性状在杂交中,F 1 的平均值大约介于两个亲本的平均数之间,呈中间型,但有时倾向于其中的一个亲本。 2.F 2个体的平均数与F 1 的平均数相似。 3.F 2 出现明显的连续性变异,不容易分组,因而也就不能求出不同组之间的比例,变异的幅度比较大,变异基本上是以平均数为中心的对称的正态分布曲线,即常态分布。 100cm(A 1A 1 A 2 A 2 a 3 a 3 )×70cm(a 1 a 1 a 2 a 2 A 3 A 3 ) ↓ F 1A 1 a 1 A 2 a 2 A 3 a 3 (85cm) ↓ F 2A 1 A 1 A 2 A 2 A 3 A 3 (130cm):a 1 a 1 a 2 a 2 a 3 a 3 (40cm) 4.F 2 会出现超出双亲的变异的类型:<当双亲不是极端类型时> 100天A×B80天 ↓ F 190天→F 2 :75~110天 值得说明的是:数量性状和质量性状之间的划分不是绝对的,同一性状在 不同亲本的杂交组合中可以表现不同。例如:株高是一个数量性状,但在某些杂交组合中,高株和矮株表现为简单的质量性状遗传,小麦的红色和白色的粒 色,在一些杂交组合中表现为一对基因分离,而在另一些杂交组合中,F 2 呈现连续性变异,表现为数量性状特征。因此,划分质量性状和数量性状的根据在于该性状所表现的遗传动态。 §2数量性状遗传的多基因假说

遗传学

第四章数量性状的遗传 前述的遗传现象是基于一个共同的遗传本质,即生物体的遗传表现直接由其基因型所决定 可根据遗传群体的表现变异推测群体的基因型变异或基因的差异。质量性状(qualitative trait)的特点:表现型和基因型的变异不连续(discontinuous) 。在杂种后代的分离群体中→可采用经典遗传学分析方法,研究其遗传动态。生物界中还存在另一类遗传性状,其表现型变异是连续的(continuous)→数量性状(quantitative trait) 。例如,人的身高、动物体重、植株生育期、果实大小,产量高低等。通过对表现型变异的分析推断群体的遗传变异→借助数量统计的分析方法,可以有效地分析数量性状的遗传规律。数量性状的类别:①.严格的连续变异:如人的身高;株高、粒重、产量;棉花的纤维长度、细度、强度等;②.准连续变异(Quasi continuous variation):如分蘖数(穗数)、产蛋量、每穗粒数等,但大量值时,每个数值均可能出现,不会出现有小数点的数字。但有的性状即有质量亦有数量性状的特点,所以有人提出质量-数量性状的概念。 第一节群体的变异 生物群体的变异→表现型变异+遗传变异。数量性状的遗传→变异群体内各个体间遗传组成的差异。当基因表达不因环境的变化而异:体表现型值(P)是基因型值(G)和随机机误(e)的总和,P=G+e。其中:随机机误(e)是个体生长发育过程所处小环境中的随机效应。在数理统计分析中,通常采用方差(variance)度量某个性状的变异程度。∴遗传群体的表现型方差(phenotypic variance,Vp ) →基因型方差(genotypic variance, VG )+机误方差(error variance, Ve ) 。VP =VG + Ve。控制数量性状的基因具有各种效应,主要包括:加性效应(additive effect,A ):基因座(locus)内等位基因(allele)的累加效应;显性效应(dominance effect,D ):基因座内等位基因之间的互作效应。基因型值是各种基因效应的总和。1、加性-显性模型:基因型值:G=A+D,表现型值:P =G+e =A+D+e。群体表现型方差→分解为加性方差、显性方差和机误方差。表现型方差:VP=V A+VD+Ve。2.加性-显性-上位性模型:对于某些性状,不同基因座的非等位基因之间可能存在相互作用,即上位性效应(epitasis effect,I)。基因型值: G=A+D+I,表现型值: P=A+D+I+e。群体表现型变异(方差):VP=V A+VD+VI+Ve。假设只存在基因加性效应(G=A ),4种基因数目的F2群体表现型值频率分布列于下图(略)。当机误效应不存在时:如性状受少数基因(如1-5对)控制,表现典型的质量性状;但基因数目较多时(如10对)则有类似数量性状的表现。当存在机误效应时:表现型呈连续变异,当受少数基因(如1-5对)控制时,可对分离个体进行分组;但基因数目较多(如10对)则呈典型数量性状表现。∴多基因(polygenes)控制的性状一般均表现数量遗传的特征。但是一些由少数主基因(major gene)控制的性状仍可能因为存在较强的环境机误而归属于数量性状。生物所处的宏观环境对群体表现也具有环境效应(E);基因在不同环境中表达也可能有所不同,会存在基因型与环境互作效应(GE)。∴生物体在不同环境下的表现型值可以细分为:P=E+G+GE+e,群体表现型变异也可作相应分解:VP=VE+VG+VGE+Ve。下图为四个品种(Gl-G4)在3个环境(El-E3)中的产量表现。(略)不存在GE互作,4个品种在3种环境中的表现同步提高。当存在GE互作时,4个品种在各环境中的表现不同。①. 加性-显性遗传体系的互作效应:GE互作效应:加性与环境互作效应(AE)&显性与环境互作效应(DE) ∴个体表现型值:P=E+A+D+AE+DE+e,表现型方差:VP=VE+V A+VD+V AE+VDE+Ve。②. 加性-显性-上位性遗传体系的互作效应:个体表现型值:P=E+A+D+I+AE+DE+IE+e,表现型方差:VP=VE +V A +VD +VI+V AE+VDE+VIE+Ve。 第二节数量性状的特征 数量性状具有以下特点:(1)数量性状的变异表现为连续性:杂交后代难以明确分组,只能用度量单位进行测量,并采用统计学方法加以分析P1 X P2 → F1表现介于两者之间→ F2连续变异。(2)对环境条件比较敏感:由于环境条件的影响,亲本与F1中的数量性状也会出现连续变异的性状,如玉米P1、P2和F1的穗长呈连续分布,而不是只有一个长度,但这种变异不是遗传的。(3)数量遗传普遍存在着基因型和环境互作:控制数量性状的基因较多、且容易出现在特定的时空条件下表达,在不同的环境下基因表达的程度可能不同。 质量性状和数量性状的区别 质量性状数量性状 1变异类型种类上的变化数量上的变化

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