1、 第五章第五章 数量遗传数量遗传 数量性状数量性状(quantitative trait)或多因子性状多因子性状。复杂性状复杂性状(complex trait)有三种类型的多因子性状：有三种类型的多因子性状：(1)（continuous traits）(2)分类性状分类性状（categorical traits）(3)阈阈值值性状性状（threshold character）连续性状连续性状 具有连续的表型变异群体表型呈正态分布。具有连续的表型变异群体表型呈正态分布。如人类的身高、体重、肤色的深浅、智商，如人类的身高、体重、肤色的深浅、智商，奶牛的泌乳量，植物茎杆的高矮等奶牛的泌乳量，植物茎杆
2、的高矮等 男子身长频率的分布。(a)级差为1cm的柱形图；(b)连续分布分类性状分类性状（categorical traits）表型为不连续的表型变异，但成级差排列，变化的趋势是连续的。如花瓣数、树的结果数、鸡的产蛋量等。阈值性状阈值性状 (threshold characters)仅有两类或两类以上的表型，故又称为仅有两类或两类以上的表型，故又称为二二歧性状歧性状(dichotomous traits)。阈值性状表现。阈值性状表现为不连续的表型变异，但变化的为不连续的表型变异，但变化的趋势趋势也是也是连续的。多基因及环境共同作用的效应一连续的。多基因及环境共同作用的效应一旦达到某一阈值表型就
3、发生改变。如人类旦达到某一阈值表型就发生改变。如人类对某些疾病的易感性（对某些疾病的易感性（liability）、）、动植物的抗病能力等。动植物的抗病能力等。基因控制 变异分布 表型分布 受环境影响 遗传规律 性状特点 研究对象 数量性状 多基因 正态分布 连续 大 非孟德尔遗传 易度量 群体 质量性状 单基因 二项分布 分散 小 孟德尔遗传 不易度量 个体和群体 第一节第一节 数量性状的特点数量性状的特点一一 连续变异和非连续变异连续变异和非连续变异 (一)多基因假设 1909 Hermann Nilsson-Ehle 年提出多基因学说多基因学说(polygenic theory)贡献等位基
4、因贡献等位基因（contributing alleles）非贡献基因非贡献基因 （noncontributing alleles）F F PF1 F2 H 质量性状遗传 数量性状遗传 图 6-质量性状遗传和数量性状遗传的区别 小麦皮色的遗传P 深红 (RRCC)白色(rrcc)F1 中红(RrCc)(互交)F2 深红 大红 中红 大红 中红 浅红 中红 浅红 白 RRCC RrCC rrCC RRCc RrCc rrCc RRcc Rrcc rrcc 1/16 2/16 1/16 2/16 4/16 2/16 1/16 2/16 1/16 表6-2 多基因控制的数量遗传中等位基因数目 和基因型
5、、表型数及分离比的关系 等位基因对的数目 分离的等位基因数 F2中性状极端表达的比率 F2中的基因型数 F2中的表型数 F2各表型比为二项式各项系数 12(1/4)1=1/4(3)1=3 3(a+b)2 24(1/4)2=1/16(3)2=9 5(a+b)4 36(1/4)3=1/64(3)3=27 7(a+b)6 48(1/4)4=1/256(3)4=81 9(a+b)8 n2n(1/4)n(3)n 2n-1(a+b)2n 多基因学说多基因学说:（1）数量性状受一系列数量性状受一系列微效基因微效基因(minor gene)的支的支 配，微效基因简称为配，微效基因简称为多基因多基因（polyg
6、ene）；）；（2）多基因之间通常不存在显隐性关系；）多基因之间通常不存在显隐性关系；（3）多基因的效应）多基因的效应相等相等，而且彼此间的作用，而且彼此间的作用 可以可以累累 加加，后代的分离表现为，后代的分离表现为连续变异连续变异；（4）多基因对外界）多基因对外界环境环境的变化比较敏感；的变化比较敏感；（5）有些数量性状受一对或少数几对）有些数量性状受一对或少数几对主基因主基因的支配，的支配，同时还受到一些微效基因的作用，使性状表现同时还受到一些微效基因的作用，使性状表现 的程度受到修饰。的程度受到修饰。3 3多基因的分离与连锁多基因的分离与连锁（一）每对基因按孟德尔法则遗传；（二）它们对
7、性状的作用相似，效应较小。菜豆F2代的颜色和粒重 Pp(紫色)Pp(紫色)株数 基因型 表现型 平均粒重（cg)45 PP 紫色 30.70.6 80 Pp 紫色 28.30.3 41 pp 白色 26.40.5第二节 分析数量性状的基本统计方法分析数量性状的基本统计方法一.均值（mean）又称为平均值（average）二二方差方差（variance）三标准差（standard deviation，SD）或叫做标准误（standard error）。均值可以用个体量度值的总和除以个体数 n 来求得。nxxxxn.X321也可以写成nxiXXI表示样本中各个体的量度值。如果在样本中有的个体量度值
8、相等，则可以合并为一组，以 mi表示组内的个体数,或以 fi表示占总体样本的频数，则均值可表示为:X=fi Xi T(two)=x+y n=20 nxiX=6.65 nyiY=7.05 X=fi Xi =0.05(11)+0.15(12)+0.20(13)+0.35(14)+0.15(15)+0.10(16)=13.7 NxxNxxxxxxin2222212)()(.)()(s 方差公式是：1)(1)(.)()(S2222212nxxnxxxxxxinNxxNxxxxxxin2222212)()(.)()(s S2=S2=X=nX=X(1)(2)(3)(3)代入(2)S2=()2X2-S2=第
9、三节第三节 遗传力遗传力广义遗传力（broad-sense heritability）和狭义遗传力（narrow-sense heritability）PG2VVH PA2VVhVP=VA+VD+VI+VE+VG EVG=VA+VD+VI222221221PpePPESSSVVV VE=(VP1+VP2+VF1)/3 aa m Aa AA d -a a 图6-6 表示AA,Aa,aa不同表型计量的模式图。AAaa=2a,m为Aa和aa的平均值，杂合体 Aa和均值之间的数量差异为d。d/a为显性程度。X n n (X)2 n n (X)2 n V F2=fx 2-1 1 1 2 2 4 1 1
10、n n 2 4 若有几对基因若有几对基因 2 4 VA=a12+a22+an2 VD=d12+d22+dn2()2x2-S2=X2-S2=(fx)2n=a2+d2d2a2+=d2a2+=d2在多对基因时 1 1 2 4 1 1 2 3 1/2VA+1/4VD 1/2VA 1/2VA+1/4VD+VE 1/2VA+1/4VD+VE VF2=VA +VD+VEVE=(VP1+VP2)or VE=(VP1+VP2+VF1)H2=h2=将 Aa 与 AA 回交，回交 1 代 B1的频度和观察值如表 6-9 所示，根据表 6-9，B1差异 部分的均值)(211daxfBii B1的方差 22222221
11、)(41)(41)(21)(dadadanxxSii 将 F1 Aa 与 aa 回交，回交一代 B2的频度和观察值如表所示。B2 差异部分的均值)(212adxfBii B2的方差 22222222)(41)(41)(21)(adaddanxxSii 回交一代的平均方差为2222214141)(21daSS 1 2 1 1 1 1 2 4 4 4 1 4 1 2 1 1 2 4 1 2 VF2 若 VF2 （VB1+VB2）=(VA+VD+VE)(VA+VD+VE)=VAh2=VA VA+VD+VE2 VF2 （VB1+VB2）h2=一一 双胞胎相关性的分析法双胞胎相关性的分析法 霍尔基格霍尔
12、基格（Holgiger）公式 CMZ CDZ 1 CDZ CMZ:同卵双生子共同发病率同卵双生子共同发病率 CDZ ：异：异卵双生子共同发病率卵双生子共同发病率 如精神分裂症如精神分裂症2525对同卵双生子中共同发病对同卵双生子中共同发病2020对；对；2020对对异异卵双生子中共同发病卵双生子中共同发病2 2对对 H2=(80%-10%)/(1-10%)=0.78H2=z第四节第四节 人类的数量性状人类的数量性状表 6-7 人类一些性状的遗传力性状遗传力性状遗传力身材0.81理科天赋0.34坐高0.76数学天赋0.12体重0.78文史天赋0.45口才0.68拼写能力0.53IQ(Binet)
13、0.68先天性幽门狭窄0.75IQ(Otis)0.80精神分裂症0.80唇裂0.76糖尿病0.75高血压0.62冠状动脉病0.65 Identical(MZ)Fraternal(DZ)Twins(%)Twins(%)Hair Color（毛发颜色）（毛发颜色）89 22 Eye Color （眼睛颜色）（眼睛颜色）99.6 28Blood Pressure （血压）（血压）63 36Handedness （偏手性）（偏手性）(Left or Right)（左利或右利）（左利或右利）79 77Measles （麻疹）（麻疹）95 87Clubfoot （畸形足）（畸形足）23 2Tubercul
14、osis（肺结核（肺结核）53 22Mammary Cancer（乳房癌）（乳房癌）6 3Schizophrenia（精神分裂症）（精神分裂症）80 13Down Syndrome（唐氏综合征）（唐氏综合征）89 7Spina Bifida （脊柱裂）（脊柱裂）72 33Manic-depression（躁郁病）（躁郁病）80 20Concordance of Traits Between 第五节第五节 近交与育种近交与育种 一一.近交的影响近交的影响 可以促进基因的纯合；使某些隐性的基因得到表达；使遗传性状稳定。三个基本概念三个基本概念亲缘系数亲缘系数（coefficient of rela
15、tionship，R）。由赖特（S.Wright）于1922年定义的用于两个个体间亲缘关系的一个指标，等于两两个个体的基因组中相同且同源基因的比例个个体的基因组中相同且同源基因的比例。常用符号“R”来表示。例如亲子之间为1/2；同胞之间的亲缘系数也为1/2；半同胞之间为1/8，表兄弟、姐妹之间，堂兄弟姐妹之间都为1/8。z赖特近交系数（赖特近交系数（Wrights inbreeding coefficient)指一个一个合子中的两等位基因来自双亲共同合子中的两等位基因来自双亲共同祖先的某一基因的概率祖先的某一基因的概率。即一个个体中某一基因座上一对等位基因有共同来源的概率，常用符号“F”来表示
16、。也可简称为近近交系数交系数（coefficient of inbreeding)。一个个体的近交系数(F)等于它的亲代亲缘系数（R）的1/2。例如表兄妹结婚所生子女的近交系数F=1/81/2=1/16；近亲系数近亲系数 （coefficient of consanguinity）是来自同一共同祖先的等位基因通过遗传是来自同一共同祖先的等位基因通过遗传在两个后代中都出现的概率。在两个后代中都出现的概率。个体的近亲近亲系数系数与其亲代的亲缘系数亲缘系数相同。这一概念易于和亲缘系数相混淆，应注意区分。例如表兄妹结婚所生子女的近亲系数与表兄妹之间的亲缘系数相同，都为1/8。二二.植物中近交系数的计算
17、植物中近交系数的计算 Aa P AA Aa aa F1 1/4 2/4 1/4 AA AA Aa aa aa F2 11/4+1/21/4 1/21/2 1/21/4+11/4 3/8 1/4 3/8 植物自交后代中杂合和纯合的比例杂合的比例为:(1/2)n纯合的比例为:1-(1/2)n AA和aa各为:1-(1/2)n 2 三三.人和动物的通径系数分析人和动物的通径系数分析 通径系数分析通径系数分析（path coefficient）计算亲缘系数计算亲缘系数 (1)寻找个体的双亲的共同祖先寻找个体的双亲的共同祖先（2）用直线将共同祖先和个体之间连接起来）用直线将共同祖先和个体之间连接起来（3
18、）计算近交系数近交系数。公式 F=n(1/2)x 式中的(1/2)是每条通径的概率，x 是指每个共同祖先共同祖先到我们要 求的的个体通径数。n是共同祖先某个基因座的共同祖先某个基因座的基因数。同胞同胞交配的通经分析交配的通经分析 FF2=n(1/2)x =4(1/2)4=1/4式中式中n为基因数，为基因数，K为通径数，即同胞交配所生子代的近为通径数，即同胞交配所生子代的近交系数为交系数为1/4，是其双亲的亲缘系数的，是其双亲的亲缘系数的1/2。表兄妹表兄妹交配的通经分析交配的通经分析 FF3=n(1/2)x =4(1/2)6=1/16式中式中n为基因数，为基因数，K为通径数，即同胞交配所生子代
19、的近为通径数，即同胞交配所生子代的近交系数为交系数为1/16，是其双亲的亲缘系数的，是其双亲的亲缘系数的1/8。a1a2半同胞半同胞交配的通经分析交配的通经分析 FF2=n(1/2)x =2(1/2)4=1/8式中式中n为基因数，为基因数，K为通径数，即同胞交配所生子代的近为通径数，即同胞交配所生子代的近交系数为交系数为1/8，是其双亲的亲缘系数为，是其双亲的亲缘系数为1/4。提问与解答环节Questions And Answers谢谢聆听 学习就是为了达到一定目的而努力去干,是为一个目标去战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard,Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
