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第八章数量性状遗传

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第一节 数量性状的特 征 生物界遗传性状的变异有连续的和不连续的2种：质量性状(qualitative character): 表现不连续变异的性状，如豌豆的红花和白花，小麦的 有芒和无芒等。 在杂种后代的分离群体中，具有相对性状的个体可以明确 分组，求出不同组之间的比例，比较容易地用分离规律、 独立分配规律或连锁遗传规律来分析其遗传动态。

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数量性状(quantitative character): 表现连续变异的性状。个体之间的差异不明显，很难明确分 组。如果实的大小、植株的高矮和种子的产量多少等

在一个自然群体或杂种后代分离群体内，不同个体的性状表现 为连续变异，很难明确分组，求出不同组之间的比例，所以不 能应用分析质量性状的方法分析性状，而要借助统计学方法对 这些性状进行分析，才能研究它们的遗传规律。

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一、数量性状最显著的特征

1、数量性状呈连续性变异。

2、数量性状容易受环境条件的影响产生不遗传的变异。3、数量性状普遍存在着基因型与环境的互作。

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玉米穗长的遗传穗长(cm) 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 P1(短穗) 4 21 24 8 P2(长穗) F1 F2 3 11 12 15 26 15 10 1 12 12 14 17 9 4 9 1 7 2 57 101 69 401

1 10 19 26 47 73 68 68 39 25 15

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质量性状和数量性状的区别 质量性状变异类型

数量性状

种类上的变化(如红花、 数量上的变化(如穗长) 白花) 间断型 连续型

变异表现方式

遗传基础

少数主基因控制遗传基 础简单 不敏感系谱和概率分析

微效多基因系统控制遗 传基础复杂 敏感统计分析

对环境的敏感性分析方 法

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二、数量性状的遗传解释

1908,尼尔逊· 埃尔，数量性状遗传的多基因假说： 许多对基因共同控制的，各个基因的效应很小，但 遗传方式仍服从孟德尔的遗传规律； 各基因的效应相等； 各对等位基因之间为不完全显性，或表现为增效和 减效作用； 各基因的作用是累加的。

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最简单的数量性状可以假定由2对或3对基因共同 决定的。 红粒小麦品种与白粒品种杂交，F2群体中可以 分为红粒和白粒两组。有些组合 3:1分离，1对基因单独控制有些组合15:1, 有些组合63:1, 2对基因重叠 3对基因重叠

若观察再详细一点，可以发现，在红粒组中 红色的程度又分为好几个等级。

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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为红色增效基因 R的效应可以累加 R的等位基因为r, r为减效基因

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如果只有1对基因控制

F1植株产生的配子 ♂G 1/2R+1/2r ♀G 1/2R+1/2r ♀♂配子受精结合， F2的基因型频率为 (1/2R+1/2r)(1/2R+1/2r) =(1/2R+1/2r)2 =1/4 RR +2/4 Rr +1/4 rr 表现型 3:

1

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当n=3时红粒 R1R1R2R2R3R3 × ↓ R1r1R2r2R3r3 红粒 ↓⊕ 表型类别 最红 表型比例 红色增效基因数 红粒：白粒 1 6R 红 暗红 6 5R 深红 15 4R 中深红 20 3R 63:1 色 中红 15 2R 浅红 6 1R 1 0 R 白色 r1r1r2r2r3r3 白粒

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数量遗传的深入研究进一步丰富和发展了早年提出的多基 因假说。 数量性状可以由少数效应较大的主基因控制，也可由数目 较多、效应较小的微效多基因控制。 有些性状虽然是受一对或少数几对主基因控制，但另外还 有一组效果较微小的基因能增强或者削弱主基因对表现型 的作用，这类微效基因称为修饰基因。

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三、超亲遗传

在数量性状的遗传中，杂种第二代及以后的分离世代群体 中，出现超越双亲性状的新表现型的现象。

如：两个水稻品种，早熟×晚熟，F1表现为中 熟，但后代中可能出现比早熟亲本更早熟、或 比晚熟亲本更晚熟的植株。 这就是超亲遗传。

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超亲遗传的解释

P F1

早熟a1a1a2a2A3A3×晚熟A1A1A2A2a3a3 ↓ A1a1A2a2A3a3 熟期介于双亲之间 ↓ 27种基因型

F2其中A1A1A2A2A3A3

比晚熟亲本更晚熟 a1a1a2a2a3a3 比早熟亲本更早熟 如果两杂交亲本的遗传组成不是极端类型，杂交F2 代就可能出现超亲现象，反之则无。

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第二节 数量性状遗传研究的基本统计方法

对数量性状的研究，一般是采用度量进行测量，然后进行统 计学分析。 最常用的统计参数是： 平均数(mean) 方差(variance) 标准差(standard deviation)。

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一、平均数

表示一组资 料的集中性

通常应用算 术平均数 是某一性状 全部观察值 的平均值

x1 x2 x3 xn x x n n

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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 数的重要统计数。 方差和标准差愈大， 说明平均数的代表性 愈小。 方差计算方法：先求 出全部资料中每一个 观察值与平均数的离 差的平方总和，再除 以自由度n-1。

V

( xi x ) 2 n 1

1 2 x n x V n2 i

(n>30时为大样本，上式 分母可用n代替n-1)

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标准差：方差的平方根值。 方差和标准 差是全部观 测值偏离平 均数的重要 统计数。

1 2 x n x s V n2 i

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第三节、数量性状的遗传模型和方差分析 表现型值，P。对个体某个性状度量或观察到的数值。 如：某玉米的穗长10cm 表现型值中由基因型所决定的数值，称为基因型值(geno type value),G。 由环境条件引起的表现型值的变化，称为环境离差。(en vironmental deviation),E。 P = G + E 这就是数量性状的基本数学模型

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基因型值还可以分解为：

加性效应 (additve effect),A 显性效应(dominance effect),D

上位性效应(epistasis effect),I

G=A+D+I