第8章數量性狀遺傳1ppt課件第一節數量性狀的特征第二節數量性狀的基本統計方法第三節數量性狀的遺傳模型和方差分析第四節遺傳率的估算及其應用第五節遺傳性狀基因座2ppt課件

第1節數量性狀及其特征

質量性狀（qualitativecharacter）：相對性狀之間顯示出質的差異。在雜種后代的分離群體中，具有相對性狀的個體可以明確分組，求出不同組之間的比例，比較容易地用分離規律、獨立分配規律或連鎖遺傳規律來分析其遺傳動態。

3ppt課件

數量性狀（quantitativecharacter）：

相對性狀的變異呈連續性，個體之間的差異不明顯，很難明確分組。動植物的許多經濟性狀：農作物的產量成熟期奶牛的產奶量棉花的纖維長度等。

4ppt課件一數量性狀的特征（1）連續性變異，不能明確分組，用統計學方法分析（2）易受環境條件的影響而發生變化（3）存在基因型與環境的互作

5ppt課件玉米穗長的遺傳

6ppt課件質量性狀數量性狀變異類型種類上的變化（如紅花、白花）數量上的變化（如穗長）變異表現方式間斷型連續型遺傳基礎少數主基因控制遺傳基礎簡單微效多基因系統控制遺傳基礎復雜對環境的敏感性不敏感敏感分析方法系譜和概率分析統計分析質量性狀和數量性狀的區別7ppt課件二數量性狀的遺傳解釋1909年Nilson-Ehle提出多基因假說(MultipleFactorHypothesis)

：（1）數量性狀受許多彼此獨立的基因作用，每個基因作用微小，但仍符合孟德爾遺傳；（2）各基因的效應相等；（3）各個等位基因表現為不完全顯性或無顯性，或增效和減效作用；（4）各基因作用是累加性的8ppt課件

例如小麥子粒顏色的遺傳

紅粒小麥品種與白粒品種雜交，F2群體中可以分為紅粒和白粒兩組。

有些組合3：1分離，1對基因控制有些組合15：1，2對基因重疊有些組合63：1，3對基因重疊9ppt課件假設R基因使子粒呈紅色，每增加一個R，子粒的顏色就深一些

R，紅色增效基因R的效應可以累加R的等位基因為r，r為減效基因10ppt課件一對基因的差異F1植株產生的配子♂G1/2R+1/2r♀G1/2R+1/2r♀♂配子受精結合，F2的基因型頻率為（1/2R+1/2r）(1/2R+1/2r)=(1/2R+1/2r)2

=1/4RR+2/4Rr+1/4rr表現型3：111ppt課件兩對基因的差異12ppt課件

P紅粒

R1R1R2R2R3R3

白粒

r1r1r2r2r3r3

F1

R1r1R2r2R3r3紅

F21615201561

6R5R4R3R2R1R0R

最深紅暗紅深紅中深紅中紅淡紅白色

三對基因的差異13ppt課件由于F1產生1/2R和1/2r的♀、♂配子，則F2表現型頻率為：(1/2R+1/2r)2當性狀由n對獨立基因決定時，則F2表現型頻率：(1/2R+1/2r)2n◆當n=2時

(R/2+r/2)2×2

=1/16+4/16+6/16+4/16+1/164R3R2R1R0R◆當n=3時

(R/2+r/2)2×3=1/64+6/64+15/64+20/64+15/64+6/64+1/646R5R4R3R2R1R0R14ppt課件當n＝3時15ppt課件微效多基因在分離世代重新組合時，呈現的二項分布很接近正態分布，再加上環境微效應，從而產生和加強了數量遺傳變異的連續性表現。16ppt課件

借助于分子標記和數量性狀基因位點(QTL)作圖技術，已經可以在分子標記連鎖圖上標記出單個基因位點的位置，并確定其基因效應：主效基因：效應明顯的基因微效基因：效應微小的基因修飾基因：增強或削弱其他主基因對表現型的作用（加性效應、顯性效應、上位性效應及與環境的互作）17ppt課件三超親遺傳（transgressiveinheritance）雜種后代的某一性狀超越雙親的現象。如：兩個水稻品種，早熟×晚熟，F1表現為中熟，但后代中可能出現比早熟親本更早熟、或比晚熟親本更晚熟的植株。

18ppt課件超親遺傳的解釋P早熟a1a1a2a2A3A3×晚熟A1A1A2A2a3a3

↓F1A1a1A2a2A3a3熟期介于雙親之間↓F227種基因型其中A1A1A2A2A3A3比晚熟親本更晚熟a1a1a2a2a3a3比早熟親本更早熟如果兩個親本雜交的遺傳組成不是極端類型，雜交f2代就有可能出現超親遺傳，反之則無。19ppt課件第二節數量性狀遺傳研究的基本統計方法平均數

方差V/S2標準差S20ppt課件表現型值（phenotypevalue）

對個體某性狀度量或觀測到的數值，是個體基因型在一定條件下的實際表現，是基因型與環境共同作用的結果如：某玉米的穗長10cm

某水稻穗上有300粒稻谷第三節數量性狀的遺傳模型和方差分析21ppt課件一數量性狀的遺傳模型表現型值，P。其中有基因型所決定的部分，稱為基因型值（genotypevalue），G。表現型值與基因型值之差就是環境條件引起的變異，稱為環境離差。（environmentaldeviation），E。

P=G+E

這就是數量性狀的基本數學模型22ppt課件基因型值還可以分解為：加性效應(additveeffect)，A顯性效應（dominanceeffect），D上位性效應（epistasiseffect），I23ppt課件基因型值可進一步剖分為3個部分：

加性效應，A：等位基因和非等位基因的累加效應，可固定的分量

顯性效應，D：等位基因之間的互作效應,屬于非加性效應上位性效應,I:非等位基因之間的相互作用,屬于非加性效應24ppt課件基因型效應的數學模型中親值（m）＝（CC＋cc）/2，定為0各基因型值與中親值的差就是相應的基因型效應ac為加性效應，表示CC和cc基因型值與中親值之差dc為顯性效應，表示Cc基因型值與中親值之差dc＝0，無顯性；dc＞0，有顯性效應；dc＜0，表示c基因為顯性；dc＝ac，完全顯性；dc＞ac，超顯性25ppt課件小鼠6周齡體重（平均值）m＝（15＋6）/2＝10.5g，a＝15－10.5＝4.5gd＝12－10.5＝1.5g26ppt課件同理，對于等位基因E、e，也有3種基因型：EE、Ee、ee3種基因型的效應值分別為ae、de、-ae涉及多對基因時，基因型值為：

ccEERR－ac＋ae＋arCCEeRrac＋de＋drCcEeddRRTtdc＋de－ad＋ar＋dt27ppt課件加性－顯性遺傳模型如果涉及k對基因A＝[a]＝∑a+－∑a－D＝[d]＝∑d基因型值是各種基因效應值的總和G＝A＋DP＝A＋D＋E28ppt課件加性－顯性－上位性遺傳模型對于某些性狀，不同基因座位上的基因還可能存在互作效應，即上位性效應。基因型值包括加性效應、顯性效應和上位性效應。

G＝A＋D＋IP＝A＋D＋I＋E29ppt課件現以表示三者的平均數，則各項的方差可以推算如下.表現性變異與基因型變異30ppt課件表型離均差平方和基因型離均差平方和環境影響造成的離均差平方和基因型與環境條件的互作效應31ppt課件若基因型與環境之間沒有互作，即：則表型離差平方和等于基因型離差平方和加環境引起的離差平方和=+2+32ppt課件上式兩邊都除以n或n-1：

VP：表現型方差VG：基因型方差VE：環境方差33ppt課件

基因型方差是群體內個體間基因型差異引起的變異量。

基因型方差可以進一步分解成：VG＝VA＋VD＋VIVP＝VA＋VD＋VI＋VE34ppt課件三．常用遺傳群體的方差

方差分析要以一定的遺傳(數學）模型為基礎。數量性狀分析常用模型是

VP＝VA＋VD＋VI＋VE但是，上位性效應較難分析。初學者使用的模型是

VP＝VA＋VD＋VE35ppt課件1、不分離群體的方差

一般來說，純系農作物品種親本P1、P2群體中各個個體的基因型是純合一致的。F1群體的各個個體的基因型是雜合一致的。這3種群體均為不分離群體。

不分離群體內個體間沒有遺傳差異，所有的變異都是環境因素引起的。VP1＝VEVP2＝VEVF1＝VE36ppt課件2、F2代的方差

群體總基因型方差是各基因型值與群體平均值的離差平方和的加權平均值。37ppt課件假定一對基因A、a，F2群體的遺傳組成為：群體的基因型效應的平均理論值為：基因型方差為：2、F2代的方差38ppt課件2、F2代的方差如果性狀受k對基因控制，效應相等，可累加，不連鎖，無互作，則F2的遺傳方差為：令，，，則39ppt課件2、F2代的方差加上環境方差，F2的表現型方差為：

上式中的1/2VA和1/4VD分別表示F2方差的兩個組成部分，加性方差和顯性方差，而不是這兩部分方差的1/2和1/4。VA和VD前面的系數由群體的遺傳組成決定。40ppt課件3、回交群體的遺傳方差

回交（backcross）是F1與親本之一雜交。F1與兩個親本回交得到的群體記為B1、B2。B1表示F1與純合親本AA回交的子代群體，

F1Aa

×P1AA

，遺傳組成是1/2AA+1/2AaB2表示F1與純合親本aa回交的子代群體，

F1Aa

×P2aa

，遺傳組成是1/2Aa+1/2aa41ppt課件3、回交群體的遺傳方差B1、B2群體的基因型值平均數分別為：42ppt課件3、回交群體的表現型方差在上述多項式中有ad不能分割的項！將兩個方差相加：假設控制一個性狀的基因有很多對，兩個回交群體的表現型方差總和為：43ppt課件一、遺傳率（heritability）的概念遺傳率：又叫遺傳力，在一個群體中，遺傳方差在總方差（表現型方差）中所占的比值。

第四節遺傳率的估算及其應用度量性狀的遺傳變異占表現型變異相對比率的重要遺傳參數。遺傳率大，早期選擇效果好，如株高、抽穗期等性狀；遺傳率小，早期選擇效果差，如穗數、產量等。44ppt課件廣義遺傳率定義為：遺傳方差占表現型方差的比率其中H2B是普通廣義遺傳率.45ppt課件某性狀Hb2＝70%，表示在后代的總變異（總方差）中，70%是由基因型差異造成的，30%是由環境條件影響所造成的。

Hb2=20%，說明環境條件對該性狀的影響占80%，而遺傳因素所起的作用很小。在這樣的群體中選擇，效果一定很差。

遺傳率大的性狀，選擇效果好；遺傳力小的性狀，選擇效果差。46ppt課件狹義遺傳率的定義：累加性遺傳主效應的方差占表現型方差的比率；

47ppt課件廣義遺傳率的估算VP可以從表現型值P計算獲得。

VG不能直接測得。知VP，若能得到VE，可求VG。估計環境方差是估算廣義遺傳力的關鍵。

48ppt課件廣義遺傳率的估算：49ppt課件玉米穗長試驗結果VF1=2.307，VF2=5.072，在該組合中，穗長的廣義遺傳率為：

Hb2=（5.072-2.307）/5.072×100%=5６%在該雜交組合中，F2穗長的變異大約有5６%是由于遺傳差異造成的，4４%是環境影響造成的。如果同時種植親本、F1、F2、B1和B2，就可以估算某個性狀的狹義遺傳率。50ppt課件狹義遺傳力的估算方法51ppt課件狹義遺傳力的估算方法52ppt課件(1)不易受環境影響的性狀的遺傳率比較高，易受環境影響的性狀則較低；(2)變異系數小的性狀遺傳率高，變異系數大的則較低；(3)質量性狀一般比數量性狀有較高的遺傳率；(4)性狀差距大的兩個親本的雜種后代，一般表現較高的遺傳率；(5)遺傳率并不是一個固定數值，對自花授粉植物來說，它因雜種世代推移而有逐漸升高的趨勢。三、遺傳率的應用

53ppt課件54ppt課件第五節數量性狀基因座一QTL的概念：

是quantitativetraitlocus的縮寫，意為數量性狀座位或者數量性狀基因座，它指控制數量性狀的基因在基因組中的位置。基于作物的分子標記連鎖圖譜，采用數量性狀位點(quantitativetraitloci,QTL)的定位分析方法，可以估算數量性狀的基因位點數目、位置和遺傳效應55ppt課件二、QTL作圖原理和步驟確定數量性狀基因座位在染色體上的位置稱為QTL作圖（QT