1、遗传学,丽江师范高等专科学校 生命科学系王石华 博士/教授,第八章 数量性状的遗传,第一节 数量性状的特征第二节 数量性状遗传研究的基本统计方法第三节 数量性状的遗传模型和方差分析第四节 遗传率的估算及其应用,质量性状和数量性状,生物界遗传性状的变异有连续变异和不连续变异两种。表现不连续变异的性状为质量性状。如豌豆的花色、小麦的芒（有或无）表现连续变异的性状称为数量性状。如植株的高矮、果实的大小、产量、生育期等。,第一节 数量性状的特征,一、数量性状的特征与质量性状相比，数量性状有两个显著的特征：数量性状是可以度量的；表现为连续变异；数量性状一般比质量性状更容易受环境条件的影响而发生变异。,数
2、量性状例子,玉米果穗长度不同的两个品系进行杂交：F1的穗长介于两个亲本之间；F2各植株的果穗长度表现明显的连续变异。,数量性状例子,数量性状例子,由于环境条件的影响，即使基因型纯合的亲本(P1、P2)和基因型杂合一致的F1代，各个体的穗长也呈现连续的分布。F2群体既有由于基因所造成的基因型差异，又有由于环境的影响所造成的差异，所以F2的连续分布比亲本和F1都更广泛。,质量性状与数量性状的比较,质量性状和数量性状的相对性,区分性状的方法不同，或观察层次的不同，质量性状与数量性状可能相互转化。株高是一个数量性状，但在有些杂交组合中，高和矮却表现为简单的质量性状遗传。小麦子粒的红色与白色，在一些杂交
3、组合中表现为一对基因的分离，而在有些组合中表现为连续变异，即具有数量性状的特征。,二、数量性状的遗传基础,数量性状的遗传规律与质量性状的遗传规律有一定的区别。 1909年，瑞典遗传学家Nilson-Ehle （尼尔逊 埃尔）对小麦籽粒颜色的遗传进行研究后，提出多基因假说，经后人的试验得以论证而得到公认。,（一）多基因假说的实验根据,（一）多基因假说的实验根据,实验现象的解释,假设R基因使子粒呈红色，每增加一个R，子粒的颜色就深一些。R，红色增效基因R的效应可以累加R的等位基因为r，r为减效基因,最简单的数量性状，可假定由2对或3对基因决定小麦籽粒颜色2对基因的遗传动态图示如下：,小麦籽粒颜色3
4、对基因的遗传动态图示如下,补充资料：杨辉三角形,两个未知数和的n次方运算后的各项系数依次为杨辉三角的第(n+1)行。,（二）多基因假说的要点,1、数量性状由许多微效基因的联合效应所控制。2、多基因中的每一对基因对性状表现型所产生的效应是微小的。3、微效基因的效应是相等而且相加的，故又称多基因为累加基因。4、微效基因之间往往缺乏显性。有时用大写字母表示增效，小写字母表示减效。,5、微效基因对环境敏感。6、多基因往往有多效性，起微效基因的同时在其他性状上可以作为修饰基因。7、多基因与主效基因一样都处在细胞核的染色体上，并且具有分离、重组、连锁等性质。,（二）多基因假说的要点,三、超亲遗传,在植物杂
5、交时，杂种后代出现的一种超越双亲的现象。,复习思考题,1、名词解释质量性状数量性状,复习思考题,2、质量性状和数量性状的区别。,复习思考题,3、什么是多基因假说？4、判断题多基因假说同样遵循分离规律，并可解释超亲遗传。许多数量性状具有超亲遗传现象，当两个纯合亲本杂交后，F1就表现出超亲遗传的现象。,（）,（）,对数量性状的研究，一般是采用相应的度量单位进行度量，然后进行统计学分析。最常用的统计参数：平均数（mean）、方差（variance）标准差(standard deviation)相关系数,第二节 数量性状遗传研究的基本统计方法,一、平均数,表示一组资料的集中性。通常应用算术平均数。是某
6、一性状全部观察值的平均值。,二、方差,表示一组资料的分散程度或离中性。全部观察值偏离平均数的度量参数。方差愈大，平均数的代表性愈小。计算方法：先求出全部资料中每一个观察值与平均数的离差的平方的总和，再除以观察值个数。,三、标准差,方差的平方根值。方差和标准差是全部观察值偏离平均数的重要度量参数。,四、相关系数,相关系数是变量之间相关程度的指标。相关系数的取值范围为-1,1。如两者呈正相关，r呈正值，r=1时为完全正相关；如两者呈负相关则r呈负值，而r=-1时为完全负相关。,第三节 数量性状的遗传模型和方差分析,（一）表现型值对个体某个性状度量或观察到的数值。如：某玉米的穗长10cm；某水稻穗上
7、有300粒稻谷；某人身高168cm；等。表现型值（P）是由基因型（G)和环境（E）共同决定的。P = G + E,一、数量性状的遗传模型,（二）基因型值的分解,加性效应 (additve effect)，A等位基因间和非等位基因间的累加效应。显性效应 (dominance effect)，D基因座位内等位基因之间的互作效应。上位性效应 (epistasis effect)，I非等位基因之间的相互作用。,二、常用的几种群体的方差,VP：表现型方差VG：基因型方差VE：环境方差,基因型方差是群体内个体间基因型差异引起的变异量。基因型方差可以进一步分解成：VG VAVDVIVP VAVDVIVE,基
8、因型方差,不分离群体的方差,一般来说，纯系农作物品种亲本P1、P2群体中各个个体的基因型是纯合一致的。F1群体的各个个体的基因型是杂合一致的。这两种群体均为不分离群体。不分离群体内个体间没有遗传差异，所有的变异都是环境因素引起的。VE = 1/2（VP1 + VP2）或1/3(VP1 + VP2 + VF1),第四节 遗传率的估算及其应用,一、遗传率的概念遗传率（heritability）或称遗传力，是遗传方差在总方差中所占的比值。遗传率是指某一性状（表现型）由遗传成分（基因型）所决定的比率。广义遗传率（H2B）狭义遗传率（H2N）,二、遗传率的估算,三、人和动植物的一些性状的狭义遗传率,1、
9、人类一些性状的遗传率,2、动植物部分性状的遗传率,四、遗传率在植物育种上的应用,性状的表现（表现型）是基因型和环境共同作用的结果，但对某一具体性状而言，了解它的遗传作用和环境影响在其表现中各占多大的比重，对于杂交育种极为重要。,四、遗传率在植物育种上的应用,一般地说，遗传率高的性状，容易选择，遗传率低的性状，选择的效果较小。遗传率高的性状，在杂种的早期世代选择，收效较好。而遗传率较低的性状，则应在杂种后期世代选择才能收到较好的效果。,五、间接选择,例如：产量等经济性状遗传率低，但是若这些性状与某些遗传率高的简单性状密切相关，可以用这些简单性状作为指标进行间接选择，以提高选择的效果。,复习思考题
10、,1、名词解释遗传率 基因加性方差显性方差上位性方差遗传方差,复习思考题,2、遗传方差占总方差的比重愈大，求得的遗传率数 ，说明这个性状受环境的影响 。,大,较小,复习思考题,3、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。,加性方差,非加性方差,加性方差,总方差,复习思考题,4、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= 。,6,80%,66.6%,20,复习思考题,5、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 。,0.75,0.5,0.6,谢谢，敬请批评指正！,
