第三章：数量性状遗传
【遗传学】第七章 数量性状遗传
第九章数量性状遗传 本章重点: 1. 数量性状的特征及与质量性状的区别； 2. 遗传率和在育种上的应用； 3. 近亲繁殖和回交的遗传效应； 4. 纯系学说和意义； 5. 杂种优势。 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→可以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，人高、动物体重、植株生育期、果实大小，产量高低等。表现型变异分析→推断群体的遗传变异→借助数量统计的分析方法→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（Continuous variation）：如人身高；株高、粒重、产量；棉花纤维长度、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，但测量其值时，每个数值均可能出现，不出现有小数点数字。 但有的性状即有质量亦有数量性状的特点质量－数量性状。 第一节数量性状的遗传学分析 数量遗传学是在孟德尔经典遗传学的基础上发展而成的一门学科，但与孟德尔遗传学有明显的区别。 1918年，费希尔（Fisher R.A.）发表“根据孟德尔遗传假设对亲子间相关性 的研究”论文→统计方法与遗传分析方法结合→创立数量遗传学。 1925年著《研究工作者统计方法》一书（Statistical Methods for Research Workers），为数量遗传学的研究提供了有效的分析方法。 首次提出方差分析（ANOV A）方法, 为数量遗传学发展奠定了基础。
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
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
(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
遗传学第八章 数量性状的遗传分析8.6 习题
第八章数量性状的遗传分析 一、填空题 1、在某一养鸡场饲养的某种鸡中，已知鸡蛋产量的遗传力H2=0.9，那么该性状的遗传主要是由于因素决定的。 2、在来航鸡中,已知来航鸡的产卵量的遗传力是H2=0.05,那么该性状的遗传主要是由___因素决定的。 3、数量性状呈变异，不同表型之间有很多类型。 4、在数量性状遗传中，多基因对表现型的作用方式主要有和作用。 5、数量性状的遗传变异表现为，控制数量性状的基因称为。 6、广义遗传率的估算是利用作为环境方差的估计。 7、数量性状遗传中，遗传方差可分解为，，三部分。 8、数量性状的遗传率一般质量性状的遗传率。 9、一个连续自交的群体，由杂合开始，需要经过代自交，才能达到大约为97%的纯合子。 10、根据生物性状表现的性质和特点，我们把生物的性状分成两大类。一类叫( )，它是由( )所控制的；另一类称( )，它是由( )所决定。 11、遗传方差占总方差的比重愈大，求得的遗传率数值愈（），说明这个性状受环境的影响（）。 12、数量性状一向被认为是由（）控制的，由于基因数量（），每个基因对表现型影响（），所以不能把它们个别的作用区别开来。 13、遗传方差的组成可分为( )和( )两个主要成分，而狭义遗传力是指 ( )占( )的百分数。 14、二对独立遗传的基因Ａa和Ｂb，以累加效应的方式决定植株的高度，纯合子AABB高50cm,aabb高30cm。这两个纯合子杂交，Ｆ1高度为（） cm，在Ｆ2代中株高表现40cm 的基因型有（）等三种，Ｆ2中株高40cm的植株所占的比例为（）。 15、在数量性状遗传研究中，基因型方差可进一步分解为（）、（）和（）三个组成部分，其中（）方差是可以固定的遗传变量。 16、一个早熟小麦品种与一个晚熟品种杂交，先后获得Ｆ1、Ｆ2、Ｂ1、Ｂ2的种子在相同的试验条件下，得到各世代的表现型方差为：Ｖp1=７、Ｖp2=５、ＶF1=６、ＶF2=３０、ＶB1=２１、ＶB2=１９，试估计该性状的环境方差ＶE=（），广义遗传率h2B=（），狭义遗传率h2N=（），加性方差ＶA=（）。 17、测得矮脚鸡（Ｐ1）和芦花鸡以及它们杂种的体重的表型方差如下：Ｖp1=0.1、Ｖp2=0.5、ＶF1=0.3、ＶF2=1.2、ＶB1=0.8、ＶB2=1.0，由此可计算出体重性状的广义遗传力为（），狭义遗传力为（），加性方差为（），显性方差为=（）。 18、在相同的实验条件下测得小麦不同世代某一数量性状的表现型方差如下： Ｐ1 Ｐ2 Ｆ1 Ｆ2 Ｂ1 Ｂ2 世代 方差８１２１０４０３０２２ 则Ｆ2群体的遗传方差是（），加性方差为（），广义遗传力为（），狭义遗传力为（）。 19、一个有３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（）。 20、杂合体通过自交可以导致后代群体中遗传组成迅速趋于纯合化，纯合体增加的速度，则