數(shù)量性狀的微效多基因假說生物性狀基本統(tǒng)計

數(shù)量性狀的微效多基因假說生物性狀基本統(tǒng)計第1頁/共49頁

第一節(jié)數(shù)量性狀的微效多基因假說

第二節(jié)生物性狀基本統(tǒng)計方法

第三節(jié)遺傳力

第四節(jié)近親繁殖與雜種優(yōu)勢第十二章數(shù)量遺傳學第2頁/共49頁第一節(jié)數(shù)量性狀的微效多基因假說質量性狀與數(shù)量性狀數(shù)量性狀的多基因遺傳閾值性狀遺傳多基因假說第3頁/共49頁質量性狀與數(shù)量性狀質量性狀：表型之間截然不同，具有質的差別，用文字描述的性狀稱質量性狀。如水稻的糯與粳，豌豆的飽滿與皺褶等性狀。數(shù)量性狀：性狀之間呈連續(xù)變異狀態(tài)，界限不清楚，不易分類，用數(shù)字描述的性狀。如作物的產(chǎn)量，奶牛的泌乳量，棉花的纖維長度等。第4頁/共49頁數(shù)量性狀的遺傳在本質上與孟德爾式的遺傳完全一樣，只是需用多基因理論來解釋。第5頁/共49頁數(shù)量性狀與質量性狀的關系數(shù)量性狀與質量性狀由于以下原因有時很難確定：區(qū)分的方法不同；粒小麥的籽粒顏色?；虻膶?shù)不同；植株的高矮。觀察的層次不同；閾值性狀，多胎。第6頁/共49頁數(shù)量性狀的多基因遺傳第7頁/共49頁閾值性狀遺傳第8頁/共49頁多基因遺傳病與單基因病比較先證者同胞發(fā)病率低于1/2-1/4,常在1－10％之間。第9頁/共49頁基因型相同時變異由環(huán)境決定第10頁/共49頁多基因假說（multiplefactorhypothesis）數(shù)量性狀是許多對基因共同作用的結果每一對基因對性狀表型的表現(xiàn)所產(chǎn)生的效應是微效的微效基因的效應是相等，而且相互累加微效基因顯性不完全微效基因對環(huán)境敏感第11頁/共49頁數(shù)量性狀基因數(shù)的估計4n

=F2代個體總/F2代中極端個體數(shù)例如:獲得子二代22016個子代，其中極端子代86

個，計算所涉及的基因數(shù)。

4n

=22016/86n=4第12頁/共49頁多基因效應的累加方式算術平均數(shù)累加子一代表型是兩個親代的算術平均數(shù)。累加效應＝純合顯性表型－純和隱性表型顯型顯性有效基因數(shù)

第13頁/共49頁增效基因累加值：

74－24每個增效基因是18cm；AAAA:2+18x4=74AAAa:2+18x3=56AAaa:2+18x2=38Aaaa:2+18x1=20aaaa:2第14頁/共49頁多基因效應的累加方式幾何平均數(shù)累加子一代表型是兩個親代表型乘積的平方根。累加效應＝F1表型/2的平方根。例題：雜交同上

F1

穗長：

74X2＝12.2第15頁/共49頁每個增效基因值：12.2/2=2.47cmAAAA:2x2.474=74.2AAAa:2x2.473=30.1AAaa:2x2.472=12.2Aaaa:2x2.471=4.9aaaa:2第16頁/共49頁環(huán)境與基因型形成的變異第17頁/共49頁第二節(jié)生物性狀的基本統(tǒng)計方法平均數(shù)（average）：方差（variance）與標準差（standardeviation）:第18頁/共49頁

例題：57個玉米穗

長度(cm、x)5678

觀察數(shù)(個)421248

平均數(shù)5x4+6x21+7x24+8x857=6.63第19頁/共49頁方差：變數(shù)與平均數(shù)的偏差的平均平方和。積加X2=52x4+62x21+72x24+82x8=2544積加X＝5x4+6x21+7x24+8x8=378n=57S2=2544－(378)257－1

＝0.67第20頁/共49頁第21頁/共49頁親本選擇繁殖第22頁/共49頁選擇差異與遺傳力第23頁/共49頁第三節(jié)數(shù)量性狀的遺傳力表型方差=遺傳（基因型）方差+環(huán)境方差

VP=VG+VE其中VG=VA+VD

VA：加性方差,由基因的相加效應所產(chǎn)生的方差VD：顯性方差，基因在雜合狀態(tài)時的顯性效應所產(chǎn)生的方差第24頁/共49頁數(shù)量性狀的遺傳力廣義遺傳力h2＝遺傳方差/表型方差＝VG/VG+VE狹義遺傳力h2N＝相加遺傳方差/表型方差＝VA/VG+VE第25頁/共49頁遺傳力的定義廣義遺傳力：狹義遺傳力：

第26頁/共49頁一對基因A，a，它們的3個基因型的平均效應是：AA，a；Aa，d；aa，-aAAAaaaOaadAA，Aa，aa性狀計量的模式圖，O點表示兩親代的中間值，雜合體Aa位于O點的右方，表示A為部分顯性。第27頁/共49頁F2平均值和遺傳方差的計算F2的遺傳方差VG=Σx2-(Σx)2=1/2a2+1/4d2

第28頁/共49頁由定義：廣義遺傳力：H2=VG/VP=(VF2-VE)/VF2

=(1/2VA+1/4VD)/(1/2VA+1/4VD+VE)由于兩親代為純合體，基因型相同，表型的變異可看作均來自環(huán)境的影響，所以：

VE=(1/2)X(VP1+VP2)

或VE=(1/3)X(VP1+VP2+VF1)第29頁/共49頁如果控制同一性狀有n對基因：A,a;B,b;…N,n則F2的遺傳方差:VG=1/2aa2+1/2ab2+…+1/2an2…

(VA)

+1/4da2+1/4db2+…+1/4dn2...

(VD)設：VA為加性效應產(chǎn)生的方差

VD為顯性效應產(chǎn)生的方差則表型方差VF2=1/2VA+1/4VD+VE（表型方差可由觀察值來計算。）第30頁/共49頁如果控制同一性狀有n對基因：A,a;B,b;…N,n則F2的遺傳方差:VG=1/2aa2+1/2ab2+…+1/2an2…

(VA)

+1/4da2+1/4db2+…+1/4dn2...

(VD)設：VA為加性效應產(chǎn)生的方差

VD為顯性效應產(chǎn)生的方差則表型方差VF2=1/2VA+1/4VD+VE（表型方差可由觀察值來計算。）第31頁/共49頁

廣義遺傳力：h2=VG/VP=(VF2-VE)/VF2

VE=(1/2)*(VP1+VP2)

或VE=(1/3)*(VP1+VP2+VF1)例題：玉米穗長度57個世代P1P2F1F2S20.673.562.315.07h2＝5.07－(0.67+3.56+2.31)/35.07

＝57％第32頁/共49頁狹義遺傳力：h2=VA/VP=(1/2VA）/VF2

要求出VA,需用F1個體回交兩個親本：F1(Aa)

XP1(AA)得B1;

F1(Aa)

XP2(aa)得B2。B1,B2的表型方差分別計算如下

第33頁/共49頁B1的平均數(shù)和遺傳方差的計算

(AAXAa)fxfxfx2AA1/2a?a?a2Aa1/2d?d?d2合計1?(a+d)?(a2+d2)B1的遺傳方差：VB1=?(a2+d2)–[?(a+d)]2

=1/4*(a-d)2第34頁/共49頁B2的平均數(shù)和遺傳方差的計算

AaXaaB2的遺傳方差：VB2=?(a2+d2)–[?(d-a)]2

=1/4*(a+d)2fxfxfx2aa1/2-a-?a?a2Aa1/2d?d?d2合計1?(d-a)?(a2+d2)第35頁/共49頁1/4VA=VF2–1/2(VB1+VB2)第36頁/共49頁由VB1,VB2可分離出加性方差VAB1,B2遺傳方差的平均值：

?

（VGB1+VGB2）=1/4(a2+d2)

?

（VB1+VB2）=?VA+?VD+VE而F2的表型方差VF2=?VA+?VD+VE由上述二式即可求出VA,進而求出狹義遺傳力。第37頁/共49頁狹義遺傳力h2＝VA/VG+VE世代小麥抽穗期表型方差P11311.04P22710.32F118.55.24F221.240.35B115.617.35B223.434.29第38頁/共49頁?

（VB1+VB2）=?VA+?VD+VE

＝

?(17.35+34.29)

＝25.82?VA＝

VF2－?

（VB1+VB2）

＝40.35－25.82=14.53

?VA

?VA+?VD+VE

＝

2X(14.53)/40.35

＝

72%第39頁/共49頁對遺傳力的幾點說明遺傳力是一個統(tǒng)計學概念，是針對群體，而不是用于個體；遺傳力反映了遺傳變異和環(huán)境變異在表型變異中所占的比例，遺傳力的數(shù)值會受環(huán)境變化的影響；一般來說，遺傳力高的性狀較容易選擇，遺傳力低的性狀較難選擇。第40頁/共49頁第四節(jié)近親繁殖和雜種優(yōu)勢近交和近交系數(shù)近交系數(shù)（F）：一個個體從其某一祖先得到一對純合的、且遺傳上等同的基因的頻率。近交系數(shù)的計算（利用家系圖）P1a1a2a3a4P2B1B2s在a1，a2，a3，a4四個基因座位上，S至少得到一對純合子的概率（即近交系數(shù)）為：F=4（1/2）4第41頁/共49頁近交系數(shù)計算舉例表兄妹結婚所生子女的近交系數(shù)：F=4*（1/2）6=1/16a1a2a3a4P1C1P2C3C2C4B1B2S第42頁/共49頁性染色體基因的近交系數(shù)男性伴性基因傳遞給女兒的機會是1。家系中出現(xiàn)兩個連續(xù)傳代的男性，伴性基因中斷傳遞。第43頁/共49頁伴性遺傳基因近交系數(shù)計算舉例表兄妹結婚所生子女的近親系數(shù)：F=（1/2)3+2(1/2)5=1/16X1YX2X3P1C1P2C3C2C4B1B2X1X1X2X2X3X3第44頁/共49頁伴性遺傳基因近交系數(shù)計算舉例表兄妹結婚所生子女的近親系數(shù)：

F=0X1YX2X3P1C1P2C3C2C4B1B2S第45頁/共49頁

平均近交系數(shù)

（meancoefficientofinbreeding）

衡量群體中血緣關系程度或近交的流行程度。