动物遗传学第十章-遗传病的传递方式课件.ppt

1、本章重点和难点：遗传病的遗传方本章重点和难点：遗传病的遗传方式和分析方法，单基因遗传病、多基因式和分析方法，单基因遗传病、多基因遗传病和染色体病的遗传特点及分析。遗传病和染色体病的遗传特点及分析。先证者先证者（proband）：）：指指在对某个遗传性状在对某个遗传性状进行家系调查时，进行家系调查时，发现其家系中最初发现其家系中最初具有这一遗传性状具有这一遗传性状的那个人。在遗传的那个人。在遗传病的家系调查中最病的家系调查中最初在医院受到检查初在医院受到检查的患者就是先证者的患者就是先证者 系谱中常系谱中常用符号用符号遗传病基因病染色体病单基因病多基因病常染色体病性染色体病显性隐性隐性显性常染色

2、体病性染色体病数目异常结构变异数目异常结构变异2.2.马多发性外生骨疣（马多发性外生骨疣（multiple multiple exostosisexostosis）又名多发性软骨发育异常、遗传性变形性软骨发又名多发性软骨发育异常、遗传性变形性软骨发育异常。育异常。其特征是有很多骨的软骨外生骨疣，形成于长骨其特征是有很多骨的软骨外生骨疣，形成于长骨干骺处，干骺端变大，表面呈不规则突起，有时干骺处，干骺端变大，表面呈不规则突起，有时在出生时就表现症状。在出生时就表现症状。3.遗传性肌肥大遗传性肌肥大(Hereditary muscular hypertrophy)遗传机制遗传机制:MSTN 基因突

3、变失活导致肌肉肥大，呈基因突变失活导致肌肉肥大，呈现遗传性的肌肥大现遗传性的肌肥大HbS的溶解度下降的溶解度下降5倍，形成倍，形成管状凝胶结构，扭曲成镰刀管状凝胶结构，扭曲成镰刀形；局部组织缺血缺氧导致形；局部组织缺血缺氧导致腹痛和关节痛；细胞膜易破腹痛和关节痛；细胞膜易破损，引起溶血性贫血症状。损，引起溶血性贫血症状。不规则显性遗不规则显性遗传传 Callipyge基因基因5.绵羊美臀性状的遗传 Callipyge基因基因1983年，在美国俄亥拉马州的道塞特羊群发年，在美国俄亥拉马州的道塞特羊群发现一公羊肌肉特别发达，其后代部分表现该现一公羊肌肉特别发达，其后代部分表现该性状（双肌臀性状）性

4、状（双肌臀性状）研究表明，该性状由常染色体上的基因突变研究表明，该性状由常染色体上的基因突变引起，已被定位于引起，已被定位于18号染色体端粒区，该基号染色体端粒区，该基因便是因便是Callipyge基因基因Callipyge基因的遗传方式、遗传效果及遗传机基因的遗传方式、遗传效果及遗传机理理:Callipyge基因以基因以“父本极性超显性父本极性超显性”方式遗传，方式遗传，即只有从父本获得该基因的杂台子即只有从父本获得该基因的杂台子CN才能表现才能表现出双肌臀性状（出双肌臀性状（Callipyge基因，基因，N表正常野生表正常野生型）。型）。由隐性基因控制的遗传病：由隐性基因控制的遗传病：猪应

5、激综合征；猪应激综合征；牛的无毛症；牛的无毛症；白化病；白化病；先天性聋哑；先天性聋哑；苯丙酮尿症；苯丙酮尿症；进行性肌营养不良进行性肌营养不良 HAL(halothane)gene in swine Halothane gene-variants H and h HH pigs are normal hh pigs susceptible to halothane gas porcine stress syndrome(PSS)pale soft exudative(PSE)meat higher lean percent Hh pigs-mostly like HH pigs HH hh-

6、GCG T-GC C-HHhhPCR-RFLPMeat quality testing 第第3、4、5、7、8道的个体的基因型是道的个体的基因型是PSSNN，第，第2道的个体基因型是道的个体基因型是PSSnn，而第，而第6道则是道则是PSSNn。氟烷基因氟烷基因PCR-RFLP检测检测牛的无毛症：牛的无毛症：白化病白化病苯丙酮尿症：由于基因突变导致肝脏中苯丙酮尿症：由于基因突变导致肝脏中苯丙氨酸羟化酶缺陷，从而引起苯丙氨苯丙氨酸羟化酶缺陷，从而引起苯丙氨酸代谢障碍，引起中枢神经系统的损伤。酸代谢障碍，引起中枢神经系统的损伤。进行性肌营养不良进行性肌营养不良三、性连锁遗传三、性连锁遗传（sex-

7、linked inheritance)1.X1.X连锁隐性遗传连锁隐性遗传（X-linkage recessive inheritance）致病基因位于X染色体上,且对其等位基因呈隐性患者远多于；患者远多于；患者的双亲都无病，致病基因是由患者的双亲都无病，致病基因是由携带者母亲交叉遗传而来；患者的全同胞，姨表兄弟，携带者母亲交叉遗传而来；患者的全同胞，姨表兄弟，外甥中均可能有患者外甥中均可能有患者抗维生素佝偻病抗维生素佝偻病3.Y3.Y连锁遗传（连锁遗传（Y-linkage inheritanceY-linkage inheritance）致病基因位于致病基因位于Y Y染色体上染色体上,X,X

8、 染色体上染色体上无相应等位基因无相应等位基因,致病基因始终随致病基因始终随Y Y染色体染色体在公畜上下代之间传递在公畜上下代之间传递,母畜全不发病母畜全不发病动物中未发现动物中未发现人人:外耳道多毛症外耳道多毛症一、质量性状（一、质量性状（qualitative traitqualitative trait）与与 数量性状（数量性状（quantitative traitquantitative trait）“人种人种”为质量性状，为质量性状，“成绩成绩”为数量为数量性状性状多基因遗传多基因遗传 (Polygenetic Inheritance):是指生物和人类的许多表型性状由不同座位的较多基

9、因协同决定，而非单一基因的作用，因而呈现数量变化的特征，故又称为数量性状遗传。质量性状（质量性状（qualitative traitqualitative trait）：）：性状的变异可以截然区分为几种明显不同的类性状的变异可以截然区分为几种明显不同的类型，一般用语言来描述型，一般用语言来描述 。数量性状（数量性状（quantitative traitquantitative trait）：）：变异是连续的，个体间表现的差异只能用变异是连续的，个体间表现的差异只能用数量来区别。数量来区别。一、质量性状与数量性状一、质量性状与数量性状质量性状（质量性状（qualitative traitqual

10、itative trait）：）：性状的变异可以截然区分为几种明显不同的类性状的变异可以截然区分为几种明显不同的类型，一般用语言来描述型，一般用语言来描述 。数量性状（数量性状（quantitative traitquantitative trait）：）：变异是连续的，个体间表现的差异只能用变异是连续的，个体间表现的差异只能用数量来区别。数量来区别。表表1 质量性状与数量性状的比较质量性状与数量性状的比较 质量性状质量性状 数量性状数量性状 性状主要类型性状主要类型 品种特征、外貌特征品种特征、外貌特征 生产、生长性状生产、生长性状遗传基础遗传基础 少数主基因控制少数主基因控制 微效多基因微

11、效多基因 遗传关系简单遗传关系简单 复杂复杂变异表现方式变异表现方式 间断型间断型 连续型连续型考察方式考察方式 描述描述 度量度量环境影响环境影响 不敏感不敏感 敏感敏感研究水平研究水平 家庭家庭 群体群体研究方法研究方法 系谱分析、概率论系谱分析、概率论 生物统计生物统计二、数量性状的遗传方式二、数量性状的遗传方式1.1.中间遗传中间遗传中间遗传的特点：(1)子一代的平均表型值介于两亲本平均表型值之间，其变异范围不大(2)子二代的平均表型值与子一代相近，但变异范围比子一代大。二、数量性状的遗传方式二、数量性状的遗传方式2.2.超亲遗传与杂种优势超亲遗传与杂种优势杂种优势（heterosis

12、）超亲遗传(transgressive inheritance)P:A1A1A2A2A3A3a1a1a2a2a3a3F1:A1a1A2a2A3a3 F2:6A 5A1a 4A2a 3A3a 2A4a 1A5a 6a频率：频率：1/64：6/64：15/64：20/64：15/64：6/64：1/64穗长：穗长：18 ：17 ：16 ：15 ：14 ：13 ：12 2.2.数量性状的多基因假说数量性状的多基因假说(The polygene hypothesis of quantitative trait)TestingprogramTestingprogramQqQqqqQqqqQQ Q对这类基

13、因或位点的识别与定位对这类基因或位点的识别与定位,也就是也就是对数量性状的分子遗传基础对数量性状的分子遗传基础数量性数量性状位点的研究将数量遗传学推向了一个新状位点的研究将数量遗传学推向了一个新的层次。的层次。一些常见的先天性畸形先天性畸形 (Congenital Malformation)和常见而病因复杂的疾病，其发病率一般都超过 1/1000，疾病的发生都有一定的遗传基础，并表现有家族性倾向，但又不是单基因遗传，患者的同胞的发病率不遵循1/2，或者是1/4的规律，大约仅1%10%，表明这些疾病有多基因的遗传基础，故称为多基多基因病因病 (Polygenic Disease)。多基因遗传病的

14、特点：多基因遗传病的特点：1.家族聚集性。家族聚集性。无明显的遗传方式，在系谱分无明显的遗传方式，在系谱分析中，不符合单基因遗传方式。疾病在子代析中，不符合单基因遗传方式。疾病在子代的再发风险表现出家族聚集性。的再发风险表现出家族聚集性。多基因遗传病的特点：多基因遗传病的特点：2.2.随着亲属级别的降低，患者亲属的发病风随着亲属级别的降低，患者亲属的发病风险迅速降低险迅速降低 在发病率低的疾病中更为明显。多基因遗传病的特点：多基因遗传病的特点：3.近亲婚配时子女患病风险增高。近亲婚配时子女患病风险增高。但是不如但是不如常染色体隐性遗传病显著，这可能与多因常染色体隐性遗传病显著，这可能与多因子的

15、积累有关。子的积累有关。4.病情（畸形）越严重，再发风险越大。病情（畸形）越严重，再发风险越大。这这说明遗传因素起这主要作用。说明遗传因素起这主要作用。多基因遗传病的特点：多基因遗传病的特点：5.5.当发病率有性别差异时，发病率高的性当发病率有性别差异时，发病率高的性别阈值低，发病率低的性别阈值高。别阈值低，发病率低的性别阈值高。(一一)个体表型值的剖分个体表型值的剖分P=P=G G+E=(A+D+I)+E+E P:表型值表型值G:基因型值基因型值 E:环境效应值环境效应值A:加性效应加性效应D:显性效应显性效应I:上位效应上位效应(二二)群体表型方差的剖分群体表型方差的剖分Vp=VA+VE

16、RAEIDAEGPVVVVVVVVV(三)遗传力的概念遗传力的概念Vp=VA+VE 这个公式对我们有何启示这个公式对我们有何启示?J Lush 1937 年提出遗传力的概念年提出遗传力的概念(三)遗传力的概念遗传力的概念 1.1.广义遗传力广义遗传力(Heritability in the broad sense)：数量性状总的遗传方差（数量性状总的遗传方差（V VG G）占表型方差）占表型方差(V VP P)的比例的比例 。EGGPGGVVVVVh2(三)遗传力的概念遗传力的概念2.2.狭义遗传力狭义遗传力(Heritability in the narrow(Heritability in

17、 the narrow sense)sense)：数量性状加性遗传方差（数量性状加性遗传方差（VA）占表型方）占表型方差的比例。差的比例。RAAPAVVVVVh2(三)遗传力的概念遗传力的概念3.3.实现遗传力实现遗传力(Realized Heritability)：指对数指对数量性状进行选择时，通过亲代获得的选择效果，量性状进行选择时，通过亲代获得的选择效果，在子代能得到的选择反应大小所占的比值，这一在子代能得到的选择反应大小所占的比值，这一概念反映了遗传力的实质概念反映了遗传力的实质。SRh2pf f f为患者一级亲属的发病率为患者一级亲属的发病率P P代表一般群体的发病率代表一般群体的发

18、病率一级亲属：亲子、全同胞一级亲属：亲子、全同胞二级亲属：半同胞、祖孙二级亲属：半同胞、祖孙例:唇裂在人类中的发生率为1.7/1000,遗传力为0.76,患者一级亲属的发病率是多少?遗传力、群体发病率和患者一级亲属发病率的关系遗传力、群体发病率和患者一级亲属发病率的关系群群 体体 发发 病病 率率(%)0.1 1 10 遗遗 传传 力力 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0患者一级亲属发病率（）患者一级亲属发病率（）1 5 20 2 6 24 3 8 28 4 10 30 6 13 33 8 16 36 随着亲属级别的降低患者亲属的发病率迅速随着亲属级别的降低患者亲属的发病率迅速降低

19、，尤其是在发病率低的疾病中，这一点特降低，尤其是在发病率低的疾病中，这一点特别明显，见下表：别明显，见下表：对于兽医遗传而言，对于兽医遗传而言，群体遗传是要探讨群体遗传是要探讨:遗传病的发病频率遗传病的发病频率遗传方式遗传方式致病基因频率及其变化的规律致病基因频率及其变化的规律以了解遗传病在群体中的发生和散布的规以了解遗传病在群体中的发生和散布的规律，为预防、监测和治疗遗传病提供重要律，为预防、监测和治疗遗传病提供重要的信息和措施。的信息和措施。因此有人又称之为遗传流因此有人又称之为遗传流行病学（行病学（genetic epidemiology）。）。4.4.估算性连锁隐性基因遗传病致病基估算

20、性连锁隐性基因遗传病致病基因的基因频率和基因型频率因的基因频率和基因型频率例:血友病是一种X性连锁隐性遗传病，在1000只公犬中发现 4 只患血友病，求 A 型血友病致病基因 h 的基因频率和基因型频率 4.4.估算性连锁隐性基因遗传病致病基估算性连锁隐性基因遗传病致病基因的基因频率和基因型频率因的基因频率和基因型频率XhY 0.004(4/1000)正常显性基因：1-0.004=0.996 4.4.估算性连锁隐性基因遗传病致病基估算性连锁隐性基因遗传病致病基因的基因频率和基因型频率因的基因频率和基因型频率性连锁隐性遗传致病基因的基因型频率性连锁隐性遗传致病基因的基因型频率本章小结：本章小结：遗传病的遗传方式遗传病的遗传方式单基因遗传病单基因遗传病多基因遗传病多基因遗传病遗传力遗传力群体遗传群体遗传