9-数量性状遗传分析精品PPT课件
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第1讲-数量性状的遗传研究PPT课件
第1讲 数量遗传学 Quantitative Genetics
数量遗传学是遗传学的一个分支学科，是专门研究生物数 量性状遗传和变异的科学
.
1
生物的性状可分为两类
质量性状qualitativetrait
个体差异不连续--经典遗传学
数量性状quantitativetrait
个体差异为连续--数量遗传学
第2节 数量性状的遗传基础
瑞典遗传学家Nilsson-Ehle（尼尔逊-埃尔）认为，数量性状 之所以表现为连续的变异，是因为受到多基因控制
一对基因
0.6 0.4 0.2
0 白色
中红
深红
三对基因
0.4 0.3 0.2 0.1
0 白色 淡红 浅红 中红 大红 紫红 深红
二对基因
多对基因
0.4
0.3
0.2
15 64
6 64
1 64
0R1R 2R 3R 4R 5R 6R
颜色
浅
中
深
.
10
数量性状遗传的多基因假说
控制数量性状的基因数目众多 各个基因的效应微小且相等 等位基因之间为不完全显性或无显性 各基因的效应可以累加
例如：（估算基因型效应）
如果株高是由2对基因控制，且每个基因的效应为2，显性效应为1 那么，个体AABb的株高将高于群体：
双列杂交F1群体
DH,RIL,NIL等群体
.
13
测量各世代群体中个体的数量性状表型值
.
14
对数量性状表型值进行分解
表现型变异
遗传
互作
遗传效应
遗传主效应: A、D、I GE互作: AE、DE、IE
环境
宏观环境、微观环境
数量遗传学是遗传学的一个分支学科，是专门研究生物数 量性状遗传和变异的科学
.
1
生物的性状可分为两类
质量性状qualitativetrait
个体差异不连续--经典遗传学
数量性状quantitativetrait
个体差异为连续--数量遗传学
第2节 数量性状的遗传基础
瑞典遗传学家Nilsson-Ehle（尼尔逊-埃尔）认为，数量性状 之所以表现为连续的变异，是因为受到多基因控制
一对基因
0.6 0.4 0.2
0 白色
中红
深红
三对基因
0.4 0.3 0.2 0.1
0 白色 淡红 浅红 中红 大红 紫红 深红
二对基因
多对基因
0.4
0.3
0.2
15 64
6 64
1 64
0R1R 2R 3R 4R 5R 6R
颜色
浅
中
深
.
10
数量性状遗传的多基因假说
控制数量性状的基因数目众多 各个基因的效应微小且相等 等位基因之间为不完全显性或无显性 各基因的效应可以累加
例如：（估算基因型效应）
如果株高是由2对基因控制，且每个基因的效应为2，显性效应为1 那么，个体AABb的株高将高于群体：
双列杂交F1群体
DH,RIL,NIL等群体
.
13
测量各世代群体中个体的数量性状表型值
.
14
对数量性状表型值进行分解
表现型变异
遗传
互作
遗传效应
遗传主效应: A、D、I GE互作: AE、DE、IE
环境
宏观环境、微观环境
数量性遗传ppt课件
现状
目前，数量性遗传学研究已经广泛应用于农业、医学和生物多样性保护等领域 ，取得了许多重要的研究成果。同时，随着技术的进步，数量性遗传学研究的 方法和手段也在不断更新和完善。
02
数量性遗传学基本理论
遗传学基础
孟德尔遗传定律
孟德尔遗传定律是数量性状遗传的基础，包括分离定律和独立分配 定律，决定了基因在世代间的传递规律。
05
数量性遗传学研究展望
基因组学技术发展
01
基因组学技术不断进步，将有助于更深入地揭示数量性状的遗 传基础。
02
高通量测序技术的普及和应用，将加速基因组学数据的获取和
分析，提高研究效率。
基因组学技术的发展将促进对基因组结构和功能的深入研究，
03
为数量性遗传学研究提供更多线索。
基因编辑技术应用
基因编辑技术如CRISPR-Cas9等的发展，将为数量性遗传学研究提供更精确和高效 的基因操作手段。
数量性遗传学
目录
• 数量性遗传学概述 • 数量性遗传学基本理论 • 数量性状基因定位与克隆 • 数量性状基因组学应用 • 数量性遗传学研究展望
01
数量性遗传学概述
定义与特点
定义
数量性遗传学是一门研究生物数量性 状遗传规律的科学，主要关注可遗传 的连续变异，如身高、体重等。
特点
数量性状受多基因控制，且受环境因 素影响较大，因此数量性遗传学研究 需要综合考虑遗传和环境因素对数量 性状的影响。
遗传相关性与协方差分析
遗传相关性
01
表示两个数量性状之间的遗传联系，可以通过相关系数来衡量
。
协方差分析
02
通过比较不同来源的协方差，评估两个数量性状之间的共同遗
传变异和环境变异。
目前，数量性遗传学研究已经广泛应用于农业、医学和生物多样性保护等领域 ，取得了许多重要的研究成果。同时，随着技术的进步，数量性遗传学研究的 方法和手段也在不断更新和完善。
02
数量性遗传学基本理论
遗传学基础
孟德尔遗传定律
孟德尔遗传定律是数量性状遗传的基础，包括分离定律和独立分配 定律，决定了基因在世代间的传递规律。
05
数量性遗传学研究展望
基因组学技术发展
01
基因组学技术不断进步，将有助于更深入地揭示数量性状的遗 传基础。
02
高通量测序技术的普及和应用，将加速基因组学数据的获取和
分析，提高研究效率。
基因组学技术的发展将促进对基因组结构和功能的深入研究，
03
为数量性遗传学研究提供更多线索。
基因编辑技术应用
基因编辑技术如CRISPR-Cas9等的发展，将为数量性遗传学研究提供更精确和高效 的基因操作手段。
数量性遗传学
目录
• 数量性遗传学概述 • 数量性遗传学基本理论 • 数量性状基因定位与克隆 • 数量性状基因组学应用 • 数量性遗传学研究展望
01
数量性遗传学概述
定义与特点
定义
数量性遗传学是一门研究生物数量性 状遗传规律的科学，主要关注可遗传 的连续变异，如身高、体重等。
特点
数量性状受多基因控制，且受环境因 素影响较大，因此数量性遗传学研究 需要综合考虑遗传和环境因素对数量 性状的影响。
遗传相关性与协方差分析
遗传相关性
01
表示两个数量性状之间的遗传联系，可以通过相关系数来衡量
。
协方差分析
02
通过比较不同来源的协方差，评估两个数量性状之间的共同遗
传变异和环境变异。
第九章、数量性状遗传分析
第九章、数量性状遗传分析
学习要点： 1. 相关概念：数量性状；阈性状；回归系数；累 加效应；显性效应；上位效应；遗传率；同型 交配；异型交配；近交系数；杂种优势. 2. 多基因假说的原理及应用； 3. 简单的统计学分析及应用； 4. 数量性状遗传率的分析； 5. 数量性状的基因定位（QTL) 6. 近交与杂交的遗传效应分析； 7. 杂种优势的显性学说和超显性学说。
r1r2 R1r1R2r2 R1r1r2r2 r1r1R2r2 r1r1r2r2
返回
表型比：1R(4): 4R(3): 6R(2): 4R(1): 1R(0) 深红： 次深红：中红： 浅红： 白色
基因型相同时变异由环境决定
归纳上述实验结果：
符合二项展开式(杨辉三角) A组——(1/2R+1/2r)2, 一对基因控制 B组——(1/2R+1/2r)4, 两对基因控制 C组——(1/2R+1/2r)6, 三对基因控制
2.标准差： s σ
方差 s 2 n 2 ( xi x ) i 1 n 1 方差 s2
标准差 s
例题：57个玉米穗
长度(cm， x ) 5 6 7 观察数(个 ) 4 21 24 平均数 5x4+6x21+7x24+8x8 57 =6.63 8 8
方差：变数与平均数的偏差的平均平方和。 积加X2=52x4+62x21+72x24+82x8 =2544 积加X＝5x4+6x21+7x24+8x8=378
多基因效应的累加方式
几何平均数累加 子一代表型是两个亲代表型乘积的平方 根。 累加效应＝F1表型/2的平方根。 例题： 杂交同上 F1 穗长： 74X2＝12.2
学习要点： 1. 相关概念：数量性状；阈性状；回归系数；累 加效应；显性效应；上位效应；遗传率；同型 交配；异型交配；近交系数；杂种优势. 2. 多基因假说的原理及应用； 3. 简单的统计学分析及应用； 4. 数量性状遗传率的分析； 5. 数量性状的基因定位（QTL) 6. 近交与杂交的遗传效应分析； 7. 杂种优势的显性学说和超显性学说。
r1r2 R1r1R2r2 R1r1r2r2 r1r1R2r2 r1r1r2r2
返回
表型比：1R(4): 4R(3): 6R(2): 4R(1): 1R(0) 深红： 次深红：中红： 浅红： 白色
基因型相同时变异由环境决定
归纳上述实验结果：
符合二项展开式(杨辉三角) A组——(1/2R+1/2r)2, 一对基因控制 B组——(1/2R+1/2r)4, 两对基因控制 C组——(1/2R+1/2r)6, 三对基因控制
2.标准差： s σ
方差 s 2 n 2 ( xi x ) i 1 n 1 方差 s2
标准差 s
例题：57个玉米穗
长度(cm， x ) 5 6 7 观察数(个 ) 4 21 24 平均数 5x4+6x21+7x24+8x8 57 =6.63 8 8
方差：变数与平均数的偏差的平均平方和。 积加X2=52x4+62x21+72x24+82x8 =2544 积加X＝5x4+6x21+7x24+8x8=378
多基因效应的累加方式
几何平均数累加 子一代表型是两个亲代表型乘积的平方 根。 累加效应＝F1表型/2的平方根。 例题： 杂交同上 F1 穗长： 74X2＝12.2
《数量性状遗传分析》课件
实例三：家禽产蛋性状的数量性状遗传分析
总结词
家禽产蛋性状的数量性状遗传分析有助于揭 示其遗传规律，提高产蛋量和品质。
详细描述
家禽产蛋性状是重要的经济性状之一，对其 数量性状遗传进行分析可以帮助育种者提高 产蛋量和品质。通过研究家禽产蛋性状的数 量性状遗传，可以发现一些与产蛋性状紧密 相关的基因和位点，进一步揭示其遗传机制 。这些研究成果有助于优化家禽育种方案， 提高经济效益和满足市场需求。
数量性状受遗传因素影响 的程度，范围从0到1。
遗传增益
通过选择获得的遗传改进 量。
数量性状遗传分析的重要性
农业育种
提高产量、抗性等数量性 状，提高品种的遗传品质 。
医学研究
研究人类生理、生化等数 量性状，了解疾病易感基 因。
生物多样性保护
评估物种数量性状的遗传 多样性，制定保护策略。
数量性状遗传分析的基本原理
学依据。
药物研发
通过分析药物反应相关的数量性状 基因，可以预测个体对药物的反应 差异，有助于个性化用药方案的制 定。
人类表型组研究
利用数量性状遗传分析方法，可以 对人类表型特征进行深入研究，揭 示表型与基因型之间的关联。
在人类遗传学研究中的应用
人类进化研究
通过分析不同人群的数量性状遗传变异，可以揭示人类进化的历 程和机制。
人类生物学特征研究
数量性状遗传分析有助于解释人类生物学特征的遗传基础，如身高 、体重、智力等。
人类疾病遗传学研究
利用数量性状遗传分析方法，可以研究人类复杂疾病的遗传机制， 为疾病预防和治疗提供科学依据。
04
数量性状遗传分析的挑战与展望
数据分析的复杂性
数据预处理
对原始数据进行清洗、整理和标 准化，确保数据质量。
9数量遗传4课时
三、数量性状的研究方法 (二) 常用统计参数（statistic parameter）
4、回归系数(coefficeint of regression )
－－ － byx= ∑(x－x)(y－y)/[(x－x)]2
3个作用 1.度量协同变量协同作用的方向及程度品种产 量(y)依施肥量(x)变化而变化 2.能估算依变量的变化趋势。 3. 能估算生物性状遗传率的大小。
效应相等,被称为完全显性 |a—=d
0
-a
4. d＞a时, 显性效应大于 Aa AA
aa
加性效应,被称为超显性
—|—|———|———|
d>a
0 -a
四、 遗传率（heritability） (三)群体基因型均值及其方差
2、基因型均值（genotype mean）
AA,aa纯合体的加性效应为a,-a, Aa杂合体的显性离差为d， 求该群体的基因型均值μ。因μ等于各类基因型效应值与各自出 现频率乘积和的平均值，则
x iy i 1 n (
x iy i）
n 1
相 关 系 数 γ 等 于 x y 的 协 方 差 除 以 二 者 标 准 差 的 乘 积 COVxy
γ =SxSy
C O V x y = (x i x )y (i y ) n 1 为 了 便 于 计 算 ， 上 式 可 写 成
C O V x y =
量的差异、无限细分、无法归类
二、数量性状及其特性 (二)种类
1、计量性状：如穗长、粒数等产量性状 2、阈值性状(threshold character)：外表呈间断变异、内因呈连 续变异的性状。
如某人群感冒表型，对某个体来讲不抗就感，二者必居其 一，呈间断变异；对群体而言，抗性物质浓度在一定范围内为 抗，范围外为感，呈连续变异。
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h2=VA/VG×100%
需知道回交世代VB1、VB2的方差组成 ： F1与2个亲本回交后，回交后代分别为B1、 B2。
人类群体中多基因遗传病的遗传率（或遗传 度）的估算方法：
H2=b/r 其中，b: 回归系数，r：亲缘系数
已知一般人群的发病率时： b=(xg-xr)/ag
若缺乏一般人群的发病率时：b=pc(xc-xr)/ac
基因的累加效应（A）：许多微效基因的总和， 可遗传,且固定,育种值。
显性离差（D）：基因在杂合状态时，显性效 应所产生的方差.基因纯合时消失,可遗传但不 固定,与杂种优势的产生有关。
上位效应(I)：非等位基因间互作产生的方差, 与杂种优势有关。
⑵ 遗传率（heritability）：亲代将其遗传特 性传递给子代的能力。
9.2 数量性状遗传分析的基本方法 9.2.1 数量性状分析的统计学基础
⑴ 平均数:反应数据集中趋势的统计量 ,某一性 状的几个观察数(表现型值)的平均值。
X X 1 X 2 Xn 1 n xi
n
n i1
⑵ 方差(V):表示一组资料的分散程度,是全部 观察数偏离平均数的重要参数.
F2 红色∶白色=15∶1 ↓
深红 红 中红 淡红 白 1/16 4/16 6/16 4/16 1/16
Ｃ P 红粒 × 白粒
↓
F1
粉红
↓自交
F2 红 色 ∶白色=63∶1
↓
极深红 深红 次深红 中等红 中淡红 淡红 白
1/64 6/64 15/64 20/64 15/64 6/64 1/64
小麦籽粒颜色的遗传分析（以第Ｂ 组实验为例）：
严格的连续变异性状：如人的身高、作物的株 高、产量等。
阈性状：如分蘖数（穗数）、产蛋量、产仔数、 死亡率、抗病力等。
9.1.2 数量性状的特征
⑴ 数量性状的变异表现为连续性
⑵ 对环境条件敏感
玉米穗长的遗传
穗长 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
假定小麦耔粒颜色是由A-a,B-b这两对基因 共同控制的结果。A对a为不完全显性，B对b也 为不完全显性。A和B在作用程度上是相同的,且 不连锁。则,两亲本的基因型为aabb和AABB,两 亲本杂交，子一代和子二代的基因型和表型如下 表:
AaBb X AaBb
\ + ab aB Ab AB ab aabb aaBb Aabb AaBb aB aaBb aaBB AaBb AaBB Ab Aabb AaBb AAbb AABb AB AaBb AaBB AABb AABB
两个纯合亲本，VG=0，表 型变异则完全来自环境变异； F1的表型变异也完全来自 环境变异，即 VE1=VF1,VE2=VE1.
假如两亲本 杂交得F1和 F2,则VP用
VF2表示
① VE可用F1的 表型方差来计算， VE=VF1
②VE =VF1=1/2(VP1+VP2) 或③=1/3(VP1+VP2+VF1)
利用双生子资料： h2 CMZ CDZ 1 CDZ
CMZ：一卵双生子的同病率，CDZ：二卵双 生子的同病率。
一个或少数几个 微效多基因
对环境的敏感性 不敏感
敏感
研究方法
系谱或概率分析 统计分析
9.1.4 数量性状遗传的多基因假说 ⑴ 实验依据：小麦籽粒颜色的遗传
A P 红粒 × 白粒
↓
F1 红粒
Байду номын сангаас
↓
自交
F2 ¾红粒：¼白粒
↓
¼红粒：2/4中红 ：1/4白
B P 红粒×白粒 ↓
F1 粉红色 (介于两亲之间) ↓自交
9 数量性状遗传
学习要点： 1 数量性状和质量性状的区别 2 多基因假说 3 简单的统计学分析及应用 4 数量性状遗传率的分析 5 近交与杂交的遗传效应分析 6 杂种优势的显性学说和超显性学说
9.1 数量性状及其特性 9.1.1 数量性状的概念 数量性状：连续变异的性状 (quantitative traits)，分为严格的连续变异性状和阈性状。
V越大,表示变异程度越大。
V
1 n 1
n
( xi
i 1
x)2
9.2.2 数量性状的遗传率 ⑴ 表型值及方差的分量
表型由遗传因素和环境因素共同决定， 即：P=G+E 各种变异可用方差来表示，表型变异用VP表示， 遗传变异用VG表示，环境变异用VE表示 。 则：VP=VG+VE
基因型值由3部分组成： G=A+D+I
0 1/16
1 4/16
2 6/16
3 4/16
4 1/16
白 淡红 中红 红色 深红
结论：
子二代的表现型决定于基因型中大写字 母的数目，可分为五类:
1) aabb,占1/16，与白粒亲本相同； 2) Aabb、aaBb,占4/16，表型介于两亲本之间； 3) AAbb、aaBB、AaBb,占6/16，其表型介于两
亲本之间； 4) AABb、AaBB，占4/16，表型介于两亲本之
间； 5) AABB，占1/16，其表型与红粒亲本一样。
6）类型出现的次数相当于(1/2+1/2)2n展开式的 各项系数。
⑵ 数量性状遗传的微效多基因假说 （multiple factor hypothesis）
1 数量性状受一系列微效多基因支配，每个基因的 效应是独立、微小、相等的，每个基因的作用可以 累加，使后代的分离表现为连续变异。 2 微效多基因之间通常不存在显隐性关系，表现为 不完全显性或无显性，或表现为增效和减效作用。 3 微效多基因的遗传仍遵守遗传的基本规律，同样 有分离、重组、连锁和互换。
P1 4 21 24 8
P2
3 11 12 15 26 15 10 7 2
F1
1 12 12 14 17 9 4
F2
1 10 19 2647 73 68 68 39 25 15 9 1
9.1.3 数量性状与质量性状的区别
质量性状
数量性状
变异类型
种类上的变化 数量上的变化
表现型分布
不连续
连续
基因数目
① 广义遗传率：遗传方差占表型方差的比率。
H2
基因型方差 表现型方差 100%
VG VP
100%
②狭义遗传力（heritability in the narrow
sense）:加性方差占总表型方差中的比值。
h2
育种值方差 表现型方差 100%
VA VP
100%
9.2.3 估计遗传率的方法
H2=VG/VP×100% =(VP-VE)/VP×100%