数量性状
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第五章数量性状§1 数量性状的特征一、数量性状的特征:遗传性状分为质量性状和数量性状两类。
质量性状:在可以遗传的性状中,性状在后代的变异中是表现为不连续的变异,在它们之间可以明显的分组,进行频率的统计。
是由一对或少数n对基因所控制的遗传方式一般能符合孟德尔的遗传原则。
例如前几章所讲的豌豆的红花和白花,豆粒的黄色和绿色,家鸡的羽毛的黑白、芦花等,都是彼此差别明显,一般没有中间过渡的类型的性状。
数量性状:性状的变异是呈现连续性的,性状间的变化没有明显的类别,不易分组,是由微效的多基因控制的。
例如:产量,荚的多少、粒的大小,蛋白、脂肪的含量等。
数量性状的特点:1.性状的变化表现为连续的,不易分组进行组内的频率统计。
例如:水和小麦、玉米等植株的高矮。
生育期的长短,产量的高低等性状。
不同品种杂交后F2、F3等后代群体都有广泛的变异的类型,不能明显的求出分离的比例,只能用一定的度量单位进行测量。
2.数量性状极易受环境的影响而发生混淆,使遗传的动态和性质模糊不清。
二、数量性状在遗传中的特点:而数量性状在遗传中的特点又是怎样呢?我们以玉米果穗不同长度的品种的杂交及后代的分布频率来说明此题:P2页表从上面这个典型的数量性状遗传的例子中,可以看出数量性状遗传的主要的特点:1.某一数量性状在杂交中,F1的平均值大约介于两个亲本的平均数之间,呈中间型,但有时倾向于其中的一个亲本。
2.F2个体的平均数与F1的平均数相似。
3.F2出现明显的连续性变异,不容易分组,因而也就不能求出不同组之间的比例,变异的幅度比较大,变异基本上是以平均数为中心的对称的正态分布曲线,即常态分布。
100cm(A1A1A2A2a3a3) × 70cm(a1a1a2a2A3A3)↓F1 A1a1A2a2A3a3 (85cm)↓F2 A1A1A2A2A3A3(130cm):a1a1a2a2a3a3(40cm)4.F2会出现超出双亲的变异的类型:<当双亲不是极端类型时>100天 A×B 80天↓F1 90天→F2:75~110天值得说明的是:数量性状和质量性状之间的划分不是绝对的,同一性状在不同亲本的杂交组合中可以表现不同。
第八章数量性状遗传呈连续变异的性状叫做数量性状(quantitative character or trait QT )第一节数量性状的遗传学分析一、数量性状的多基因假说1909年,瑞典遗传学家Hermann Nilsson-Ehle对小麦和燕麦中籽粒颜色的遗传进行了研究他进一步观察后发现:F1红粒,红色的程度不如亲本那么红。
F2 红粒有不同程度的红,具有一定的梯度。
杂交A,B,C各包括一对,两对,三对基因的差异。
所以,在小麦和燕麦中,存在着3 对与种皮颜色有关的种类不同但作用相同的基因,即重叠基因。
A P 红粒×白粒↓F1 红粒↓F2 3/4红粒:1/4白粒B P 红粒×白粒↓F1 红粒↓F2 15/16 红粒:1/16 白粒C P 红粒×白粒↓F1 红粒↓F2 63/64红粒:1/64白粒设:3对基因为:R1, r1 R2, r2 R3, r3R对r 不完全显性,R 使红色增加,且具有累加效应。
三组杂交的可作如下解释:A R 1 R1 (r2 r2 r3 r3) ×r1 r1 (r2 r2 r3 r3)B R 1 R1 R 2 R2 (r3 r3) ×r1 r1 r2 r2 ( r3 r3)↓R 1 r1 R2 r2↓C R 1 R 1 R 2 R2 R 3R3 ×r1 r1r2 r2 r3r3↓R 1 r1 R 2 r2R3r3↓6R 5R 4R 3R 2R 1R 0R1/64 6/64 15/64 20/64 15/64 6/64 1/64( 1/2 R + 1/2 r)nn 涉及到的等位基因数目符合二项分布P (X=k) = Cnkpkq n-kCnk = n! / (n-k)! k !实验说明:红色深浅的梯度变化与差异基因的对数有关。
若差异基因的对数更多时,变异会逐渐由梯度变化向连续变化转变。
Nilsson-Ehle (1909)总结了上述实验分析的结果,提出了数量性状遗传的多基因假说。
一、数量性状的基本特征
数量性状是指由基因组成的显性特征,它们的表现受实体的非数量性状的影响。
数量性状也可以通过表型活动被测定出来,它们可以用于对植物和动物的种类和个体之间的比较。
数量性状具有以下特征:
1. 多样性丰富:在测定植物和动物的数量性状时,可以选择多种统计指标,如体型尺寸、身体健康、体质特征、牙科、内分泌、抗病能力等;
2. 多重性:数量性状是植物和动物的全面发展情况,因此它们是多方位的;
3. 客观性:数量性状测定的结果客观可信,不受个体的主观感受的影响;
4. 可衡量性:数量性状都可以通过合理的方法进行定量分析。
二、数量性状的遗传机制
数量性状及其遗传机制主要由以下三个方面构成:
1. 基因效应:数量性状的遗传机制取决于细胞内遗传物质和非遗传物质之间的相互作用,其中遗传物质包括基因,这些基因会影响数量性状的表现,这被称为基因效应;
2. 基因间效应:当两个或更多个基因同时存在时,会发生基因间的交互作用,即基因间效应,其结果可能是一个基因的表现大于另一个基因,或者两个基因的表现相等;
3. 环境效应:环境中的外部因素,如光照、温度、湿度等,也会影响数量性状的表现,这被称为环境效应。
一、定义1、基因型值:从表型值中,除去环境效应和基因型与环境互作效应后由基因型决定的数值。
2、表现型值:基因型值、环境效应值、基因与环境互作效应值的总和,是生物体在环境作用下所观察到的性状度量值。
3、反应规范:某一基因型在各种环境中所显示的整个表型变异范围。
4、选择:一个群体中不同基因型产生数量不等的后代,导致群体的基因频率发生变化,群体发生分化的现象。
5、自然选择:生物界适者生存,不适者淘汰的现象。
6、人工选择:以人为力量按需要取舍生物个体或类型的活动。
二、基因的非加性效应与杂种优势多基因假说认为控制数量性状的各个基因的效应是累加的。
即是说,基因对某一性状的共同效应是每个基因对该性状单独效应的总和。
由于基因的加性效应,就使杂种个体表现为中间遗传现象。
但是,进一步研究表明,基因除具有加性效应外,还有非加性效应。
基因的非加性效应是造成杂种优势的原因。
它包括显性效应和上位效应。
由等位基因间相互作用产生的效应叫做显性效应。
例如,有两对基因,A1,A2的效应各为15cm,a1、a2的效应各为8cm,理论上讲,杂合基因型A1A2a1a2按加性效应计算其总效应为46cm。
而实际效果则是,在杂合状态下(A1a1A2a2)同样为两个A和两个a,其总效应可能是56cm,这多产生的10cm效应是由于A1与a1,A2与a2间互作引起的,这就是显性效应。
由非等位基因之间相互作用产生的效应,叫做上位效应或互作效应。
例如,A1A1的效应是30cm,A2A2的效应也是30cm,而A1A1A2A2的总效应则可能是70cm,这多产生的10cm效应是由这两对基因间相互作用所引起的,这叫上位效应。
一般认为,杂种优势与基因的非加性效应有关。
目前,对产生杂种优势的机制有两种学说,即显性说和超显性说。
显性说认为,杂种优势是由于双亲的显性基因在杂种中起互补作用,显性基因遮盖了不良(或低值)基因的作用的结果,而超显性说,则认为杂种优势并非显性基因间的互补,而是由于等位基因的异质状态优于纯合状态,等位基因相互作用可超过任一杂交亲本,从而产生超显性效应。