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[精选]动物育种学课件-第-数量遗传学基础--资料

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《动物数量遗传学》PPT课件

《动物数量遗传学》PPT课件

外祖母DD
0.25 0 0.125 0.125 0.25
全同胞FS
0.25 0.25 0.25 0.5
父系半同胞HS
0.125 0.125 0.25
全同胞子女FO
0.25 0.5
半同胞子女HO
0.5
第二节 多性状选择的基本方法
• 1、顺序选择法（tandem selection）/单项选 择法（single trait selection）：对计划选择 的多个性状逐一选择和改进，每个性状选择一 个或数个世代，待这个性状得到满意的选择效 果后，就停止对这个性状的选择，再选择第二 个性状，然后再选择第三个性状等等，顺序递 选。
精选ppt
20
• ③双亲单次表型值的均值 来估计个体育种值
• ④双亲各自度量kS、kD次的均值 、 来估计 个体育种值
同胞信息估计个体育种值
• ①一个同胞单次表型值PFS或PHS来估计个体育 种值
• ②一个同胞k次度量表型值的均值 或 来估计 个体育种值
• ③n个同胞单次度量均值 或 来估计个体育 种值
• ④n个同胞各有k次记录均值、来估计个体育种 值
1 (n 1)rO
n个同类个体k次度量均值
—
—
0.5kSh2 1(kS1)re
PS10(.k5kDD h12)re
PD
2)
0.5h kS kD
2)
1(kS1)re 1(kD1)re
nrAz2h2 1 (n 1)rAS z2h2
rAzh
n 1(n1)rAS
z2h2
0.5nz2h2
1(n1)rAO z2h2
• 估计传递力 （estimated transmitting ability，ETA）：估计育种值的一 半。

动物分子遗传育种学(第1章)PPT课件

动物分子遗传育种学(第1章)PPT课件
辅助选择育种
利用分子标记技术，对个体的遗传特 性进行快速、准确的鉴定，进而选择 具有优良性状的个体进行繁殖和育种。
05
动物分子遗传育种的应用
动物生产性能的改良
01
02
03
生长速度和肉质
通过分子遗传育种技术， 可以改良动物的生长速度 和肉质，提高养殖效益。
饲料转化率
通过基因编辑技术，可以 改良动物的消化系统，提 高饲料转化率，降低养殖 成本。
繁殖性能
通过基因编辑技术，可以 改良动物的繁殖性能，提 高繁殖率，加速品种改良。
动物抗病性的提高
抗病基因的筛选
通过基因组学和生物信息 学技术，可以筛选出抗病 基因，提高动物的抗病性。
免疫系统的优化
通过基因编辑技术，可以 优化动物的免疫系统，提 高动物对疾病的抵抗力。
抗病表型的鉴定
通过表型组学技术，可以 鉴定出抗病表型，为抗病 育种提供依据。
基因表达与调控
转录
转录是指以DNA为模板合成RNA 的过程，是基因表达的第一步。
翻译
翻译是指以RNA为模板合成蛋白质 的过程，是基因表达的第二步。
表观遗传学
表观遗传学研究基因表达的调控机 制，包括DNA甲基化、组蛋白修饰 等，这些机制可影响基因的表达水 平。
03
动物育种学基础
动物育种的目标与方法
智能化育种
随着基因组编辑技术的不断进步，动物分 子遗传育种将更加精准高效，能够实现特 定性状的快速改良。
借助大数据和人工智能技术，实现育种过 程的智能化，提高育种效率和准确性。
生物信息学应用
生态友好型育种
利用生物信息学手段，解析动物基因组结 构和功能，为育种提供更加全面的理论支 持。
注重生态环境的保护，发展环境友好型的 育种方法和技术，降低对环境的负面影响 。

动物育种学-第-数量遗传学基础-PPT精选

动物育种学-第-数量遗传学基础-PPT精选

X和Y是两个亲属个体，

2
，
，Φ和
Φ‘分别是两个体的父系和母系基因同源的概率，下
标A和D表示加性方差和显性方差。
忽略各种显性效应和高阶加性协方差，可近似
地认为，在随机交配（非近交）时有：
CoG(vXY ,)A 2
（2.11）
因此，如果忽略基因的上位效应和显性效应，
可以得到亲属间因同源一致性造成的遗传相关，即
假定基因型效应、永久性环境效应和暂时性环境效应之间
都不存在相关，可以将表型方差（ V P ）剖分为:
VPVGVEPVET
故重复力 re 可定义为:
reVGV P VEP
VGVEP VGVEP VET
重复力的作用
重复力可用于验证遗传力估计的正确性 重复力可用于确定性状需要度量的次数
同源一致性（identity by descent，IBD）
（Malé cot，1948）：指亲属个体带有的基因是由某一 共同祖先同一基因复制而来的 。
遗传协方差的实际构成比较复杂，在忽略上位效 应和基因连锁时，它由一系列加性效应和显性效应以 及各种互作效应构成，即：
C G ( X o Y ) v ,A 2 D 2 2A 2 A 2D 2 D A 2 D （2.10）
所有的基因效应 持久性环境效应 指时间上持久或空间上非局部效应
的环境因素对个体性状表现所产生的影响。
暂时性环境效应 一些暂时的或局部的特殊环境因素
对个体性状的某次度量值产生影响
重复力估计原理
从效应剖分看,可将环境效应（ E）剖分为持久性环境效
应（ E P ） 暂时性环境效应（ E T ）两部分 EEPET ，因此 P G E G E P E T

动物育种学课件-第-数量遗传学基础

动物育种学课件-第-数量遗传学基础
遗传力概念和估计原理
广义遗传力 指数量性状基因型方差占表型方 差的比例，它反映了一个性状受遗传效应影响 有多大，受环境效应影响多大。 实现遗传力 指对数量性状进行选择时，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，这一概念反映了遗传力的 实质。
P=G+E=A+D+I+E=A+R （2.6）
假设Cov（A,R）=0 或 rAR=0
基因效应和育种值
考察一个具有等位基因A1和A2的基因座，假 设纯合子A1A1的基因型值为+a，A2A2的基因型值 为-a，杂合子A1A2的基因型值为d，它取决于基 因的显性程度大小，无显性时d=0，完全显性时
d=+a或-a，不完全显性时介于这两者之间，超显
Q
kre
1 (k 1)re
(2.15)
1
0.8
0.1
0.6
0.3
Q 0.4
0.5
0.2 0
图2.4 不同重复力时多次度量的相对准确度（
Q
0.7
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 δ ýÊ
图2.4 不同重复力时多次度量相对 准确度（Q）的变化曲线
重复力可用于种畜育种值的估计
遗传力
所有的基因效应 持久性环境效应 指时间上持久或空间上非局部效应
的环境因素对个体性状表现所产生的影响。
暂时性环境效应 一些暂时的或局部的特殊环境因素
对个体性状的某次度量值产生影响
重复力估计原理
从效应剖分看,可将环境效应（ E ）剖分为持久性环境效
应（ EP ） 暂时性环境效应（ ET ）两部分 E EP ET ，因此 P G E G EP ET

《数量遗传学基础》课件

《数量遗传学基础》课件

03
人类健康与疾病研 究
利用数量遗传学方法研究人类复 杂疾病的发生机制，为疾病预防 和治疗提供新的思路和方法。
THANKS
感谢观看
3
疾病抵抗力增强
通过研究动物的疾病抗性基因，提高动物的疾病 抵抗力，降低养殖成本和动物疾病发生率。
人类遗传学研究
疾病预测与预防
利用数量遗传学方法，研究人类遗传性疾病的发病风险相关基因 ，为疾病的预测和预防提供科学依据。
个体差异研究
通过研究人类的数量性状基因，了解个体差异的遗传基础，为个性 化医疗和健康管理提供支持。
《数量遗传学基础》ppt课件
• 数量遗传学概述 • 数量遗传学的基本概念 • 数量性状的遗传模型 • 数量遗传学的研究方法 • 数量遗传学的应用 • 展望与未来发展
01
数量遗传学概述
定义与特点
定义
数量遗传学是研究生物群体中数量性状遗传规律的科学。
特点
数量性状是受多基因控制的，其遗传变异规律比质量性状复 杂。
04
数量遗传学的研究方法
统计分析方法
统计分析方法
QTL分析
关联分析
元分析
这是数量遗传学中最为常见和 基础的研究方法。通过统计分 析，可以对遗传数据进行分析 和解释，探究遗传变异的来源 、分布和作用机制。
数量性状位点（QTL）分析是 利用统计学方法定位控制数量 性状的基因位点，分析基因位 点对表型变异的贡献。
表型组学研究
结合新一代测序技术和成像技术，对动植物表型组进行深入研究， 以揭示表型变异与遗传变异之间的关系。
未来发展方向与挑战
01
跨物种比较研究
比较不同物种间的遗传差异，以 揭示物种进化的机制和规律，为 生物多样性保护提供科学依据。

动物遗传学-第九章 数量遗传学基础

动物遗传学-第九章 数量遗传学基础
遗传力的真值难于真正得到，一般我们查阅的遗传力都有一 定的范围。
根据特定资料估计的遗传力，只能作为一个估计值看待。
n
P
P1 P2 Pn
Pii 1nn Nhomakorabea同理可得：
n
Gi
G i
,
n
n
Ei
E i n
若E与G之间相互独立，在一个随机交配的大群体中
n
Ei 0 P G
i
群体均值能否代表群体基因型均值取决于群体大小，群 体越大，代表性愈强。
一、遗传力（heritability）：
（一）概念： 亲代传递其遗传特性的能力。 或指性状的遗传方差在总方差（表型方差）中 所占的比率。
二、简单性状和复杂性状
简单（遗传）性状 （simply-inherited trait） 受很少数基因的控制，而且几乎不受环境变化的影响。
如孟德尔豌豆试验中所列举的性状都是简单（遗传）性 状。
复杂性状 （complex trait） 受多个基因的作用，而且易受遗传或非遗传因素的影
响。多在医学上使用。如糖尿病。
(二)对遗传力的理解注意事项：
遗传力是描述性状的一个特征量，遗传力大说 明受到遗传的影响大，遗传力低则环境的作用大。 性状遗传力的高低并不表示性状的好坏与畜群 的好坏。
0<h2 <1
（三）若干性状的遗传力
性状 初生重 断奶重 成年体重 椎骨数 乳头数 背膘厚 眼肌面积
表1 表猪1 一猪一些些性性状状的遗遗传传力 力
第九章 数量遗传学基础
一、质量性状和数量性状
质量性状（qualitative trait） —遗传基础是单个或少数几个基因的作用，它的 表型变异是间断的。如牛的无角与有角，兔的白 化与有色。

第七章数量遗传学基础PPT资料61页

dy.x1+dy.x2=1 Py.x1=ry.x1, Py.x2=ry.x2
如果原因不完全，则决定系数之和小于１
12.05.2020
13
通径系数的性质（一）
yx1x2
Py .x1
y .x1 2
x1
x1 y
第13张幻灯片
(
y
y ( x1
)(
x1 x1
)2
x1
)
x1 y
( x1
以产生31060,000种基因型 2. 新的类型不是新的突变，而是由于稀少基因分
离造成的（返祖）。
12.05.2020
4
Johannsen 和 Payne
Johannsen(1903,1909)，纯系的变异不可 遗传
环境因素可引起数量性状的变异 提出基因型和表型的概念
Payne(1918)：果蝇刚毛数可以超过基础群 最极端的表型
12.05.2020
2
Shull(1908)
玉米：纯系的变异比远交群小得多。利用今 天的遗传学解释：
普通玉米的基因型很复杂，自交可以产生纯合 基因型个体，因此，近交系的变异很低
12.05.2020
3
Nilsson-Ehle(1909)
研究谷类作物
F2 1. 多数性状符合3:1 2. 个别64:1，AaBbCc, (1/2)6=1/64 结论： 1. 有性繁殖可以产生大量的基因型。10个座位可
因果关系: 单箭头线，方向由因到果，称为通径 线 平行关系:双箭头线，称为相关线
每条线的相对重要性称为系数
通径线的系数称为通径系数 相关线的系数称为相关系数
12.05.2020
10
概念
猪的屠宰体重（Y），由一长速度（X1）和 4月龄体重（X2）决定，而它们又是由饲养 条件（X3）决定。

动物育种学-第二章-数量遗传学基础-PPT精品


阈性状(threshold trait)：表现型呈非连续变
异，与质量性状类似，但不是由单基因决定，性状 具有一个潜在的连续型变量分布，遗传基础是多基 因控制的，与数量性状类似。
数量性状的特征
区分性状的依据:
性状是描述性的，还是可以度量的； 性状是呈间断性分布，还是连续性分布； 性状的表现是否容易受到环境的影响； 控制性状的遗传基础是单基因还是多基因。
假定基因型效应、永久性环境效应和暂时性环境效应之间
都不存在相关，可以将表型方差（ V P ）剖分为:
VPVGVEPVET
故重复力 re 可定义为:
reVGV P VEP
VGVEP VGVEP VET
重复力的作用
重复力可用于验证遗传力估计的正确性 重复力可用于确定性状需要度量的次数
若定义A1和A2基因的平均效应值分别为 1
和， 2 则有：
1 2 p p [ q d (q d [ (p p ) q ] ) 2 p]q q [d d (q p )] (2.8)
基因的平均效应 是指该基因随机地与群体
第三节 亲属间相关分析
亲属相关，有两类概念：一是亲属间的遗传相关 二是亲属间的表型相关。
亲属间的遗传相关 是从整体而言的，用亲属
个体的基因来自共同祖先的概率计算，描述亲属间 整体上的亲缘相关程度，与具体的性状没有关系。
亲属间的表型相关 是描述亲属间性状表型值
间的相关系数，由于只有特定的数量性状才有表型 值，因此这种相关在不同性状、不同群体都是有所 不同的。
假设一个个体度量了 k 次，用这些度量值的平
均数作为该个体的平均表型值，记为 Pk ,可以得到 多次度量均值方差与单次度量值方差的关系为：

动物遗传学-数量遗传学基础

(1/2 R+ 1/2 r) 2n
当n=2时，代入上式并展开即得： （1/2 R+1/2 r）2×2=1/16RRRR+4/16 RRRr+6/16RRrr+4/16Rrrr+1/16rrrr 或表示为 （1/2R+1/2r）2×2=1/16（4R）+4/16（3R）+6/16（2R）+4/16（1R） +1/16（0R）
然而，将生物性状分成这三类也不是绝对的，“量变是质变的 基础”，一些表面上看起来是质量性状，如黑毛色，但如果分 析其中的色素含量，在个体间也表现出量的变异；有的度量性 状，如牛的双肌，有时可以区分为正常和双肌两类，可以视为 质量性状；有的性状可以计数，如母猪的个体产仔数是整数， 表现为不连续变异，而几胎的平均产仔数却表现为连续变异。
瑞典遗传学家尼尔逊.埃尔(Nilsson-Ehle H.)对小麦和燕麦的籽 粒颜色的遗传进行了研究，提出“多基因假说”。他发现在若干 个红色籽粒与白色籽粒的杂交组合中出现了如下几种情况：
Ⅰ P： 红粒×白粒
↓ F1： 红粒
↓ F2： 红粒：白粒
3/4：1/4
Ⅱ 红粒×白粒
↓ 粉红粒
↓ 红粒：白粒 15/16：1/16

Ⅲ 红粒×白粒
↓ 粉红粒
↓ 红粒：白粒 63/64：1/64
红粒：中等红粒 =1/4：2/4
深红粒：次深红粒：中等红粒：淡红粒 =1/16：4/16：6/16：4/16
极深红粒:暗红粒:深红粒:次深红粒:中等红粒:淡红粒 =1/64:6/64:15/64:20/64:15/64:6/64
于是他得出结论：
Johannsen W.L.的“纯系学说”对遗传学的贡献为如 下三点： ①确认了数量性状是可以真实遗传的； ②分清了可遗传的变异和不可遗传的变异。 ③分清了基因型(genotype)和表现型(phenotype)的概 念。基因型并不等于表现型，而是P=G+E。

动物育种课件


•
例如：我国周口店发掘的北京猿
人遗址中见有兽骨，说明当时已捕捉野
兽供食用。在山东历城县龙山镇遗址中
发现有与人类同栖息的猪、马、牛、羊
等骨骼，且猪的骨骼与野生猪的有明显
区别。
《动物育种》PPT课件
二、动物驯化的途径
• 第一阶段：驯养阶段（domestication） • 第二阶段：驯化阶段（tame）
是人们选择的结果。
《动物育种》PPT课件
二、骨骼的变化
•
家畜的骨骼没有野生时那样粗壮，
坚实性也差，关节面与肌肉附着面都不
如野生型动物那样明显。
《动物育种》PPT课件
三、皮、毛、肌肉的变化：
•
野生动物为了生存，被毛多为保护色，而
家畜则毛色变异很大，皮下结缔组织较发达，家
畜肉用品种的肉质较细，皮肤出现不同的皱褶。
与强度都不是等比例的，而是在不同
的生长发育时期有规律地表现出高低、
起伏的不平衡状态，即不平衡性。
《动物育种》PPT课件
• （一）体重增长的不平衡性
•
累积生长随年龄的增长而增长。成
年时达到最高，并保持这一水平。
•
绝对生长开始时随年龄的增而增长，
达到性成熟时达到最高峰，以后则随年龄
的增长而逐渐下降。
•
胚盘→三胚层形成以及三胚层的分化，各器官原
基已形成，出现了种的特征。
•
此期饲养管理上要注意母体饲料的质和全
面性。
•
《动物育种》PPT课件
• 2、胎前期： •
•
各种器官迅速形成，逐渐出现品种特征。
•
在胚期以后的发育主要是各器官组织的迅
速生长和进一步的分化。因此在这以前称之为胚，
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P=G+E=A+D+I+E=A+R （2.6）
假设Cov（A,R）=0 或 rAR=0
基因效应和育种值
考察一个具有等位基因A1和A2的基因座，假 设纯合子A1A1的基因型值为+a，A2A2的基因型值 为-a，杂合子A1A2的基因型值为d，它取决于基 因的显性程度大小，无显性时d=0，完全显性时
d=+a或-a，不完全显性时介于这两者之间，超显
q)

2
pqd]

q[

d
(q

p)]
(2.8)
基因的平均效应 是指该基因随机地与群体
内的配子结合，所形成的全部基因型均值与全 群均值的离差。
基因替代的平均效应 两种基因的平均效应
值之差，反应了用一种基因取代另一种基因的
群体均值变化，记为 ，即有：
1 2 d(q p)
境效应两类。随机环境效应又可分为持久性环境
效应和暂时性环境效应。
基因存在有三种不同的效应，即基因加性效应 （additive effect）、等位基因间的显性效应 （dominance effect）和非等位基因间的上位效 应（epistatic effect) 。
可以将基因型值剖分为育种值（A）、显性效应 偏差值（D）和上位效应偏差值（I）三个部分。 D和I带有一定的随机性，一般均将它们归并到 环境效应偏差值中，统称为剩余值，记为 R。
数量性状数学模型
数量性状表型值剖分
数量性状表型值（P）线性剖分为基因型值 （G）和环境效应值（E）两个部分，即：
P=G+E+IGE
（2.5）
IGE是基因型与环境的互作偏差效应值
假设 E 0 ，则在同一固定环境条件下可认
为
。
P G
影响数量性状表型值的环境效应，又可分为
系统性环境效应（或称固定环境效应）和随机环
阈性状(threshold trait)：表现型呈非连续变
异，与质量性状类似，但不是由单基因决定，性状 具有一个潜在的连续型变量分布，遗传基础是多基 因控制的，与数量性状类似。
数量性状的特征
区分性状的依据:
性状是描述性的，还是可以度量的； 性状是呈间断性分布，还是连续性分布； 性状的表现是否容易受到环境的影响； 控制性状的遗传基础是单基因还是多基因。
第二章 数量遗传学基础
第一节 数量性状的概念和特征
数量性状的概念
生物的性状基本上可分为两大类：
质量性状（qualitative trait） 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；
数量性状（quantitative trait） 个体间性状表
现的差异只能用数量来区别，变异是连续的。
数量性状的特征
数量性状在个体间的差异体现在量上或程度 上，一般很难描述，需要度量； 在一个群体中，数量性状变异呈连续性； 数量性状受多基因控制； 数量性状对环境影响敏感。
第二节 数量性状遗传的多基因假说
微效多基因假说（Nilsson-Ehle）
主要论点如下： 数量性状是由许多效应微小的基因控制； 这些微效基因的效应相等且相加，故又称累 加基因， 在世代相传中服从孟德尔原理，即分离规律和自由组 合规律，以及连锁互换规律； 这些基因间一般没有显隐性区别； 数量性状同时受到基因型和环境的作用，而且数量性 状的表现对环境影响相当敏感。
VG

p2 ()2

2 pq(d )2

q2 ()2

2

2 pq[

d(q

p)]2

(2 pqd)2
VA
VD
(2.7)
若定义A1和A2基因的平均效应值分别为 1
和，2 则有：
12
பைடு நூலகம்
p qd [ ( p[ d (q
p p)]
数量性状基因座（QTL)
对数量性状有较大影响的基因座称为 数量性状基因座（quantitative trait locus，QTL)，它是影响数量性状的一个 染色体片段，而不一定是一个单基因座。
确定单个QTL基因主要有几个方面的作用：
可以利用分子遗传标记对数量性状基因型进行标记辅助选 择（marker-assisted selection，MAS）来提高家畜育 种的效率，特别是对低遗传力性状和限性性状而言； 将转基因技术用于数量性状的遗传操作； 能够鉴别由多因素引起的遗传疾病，为基因治疗和改进预 防措施提供依据； 对这些QTL基因的数目和特性有所了解后，可以使数量遗 传学理论建立在更加完善的基础上，对动物育种实践的指 导更为科学合理。
假说的实质—数量性状由大量微效基因控制
有限的基因如何控制众多的数量性状？
一般可以归结为下列三个原因： 基因仅仅是性状表现的遗传基础，它与性状的关系 并非是“一一对应”的，基因作用往往是多效性的， 而控制一个性状的基因数目也很多。因此，基因与 性状的关系是“多因一效”和“一因多效”的； 基因作用实际上除了加性效应外，等位基因间还存 在有显性效应，非等位基因间还存在有上位效应。 这些非加性互作效应的存在，使得基因型间的差异 更加难以区分； 数量性状的表现不仅仅取决于基因型，而且不同程 度地受到环境效应的影响。
由此可以得到各种基因型的加性效应值， 即育种值（breeding value）等于构成该基因 型的两个等位基因的平均效应之和，分别为：

A(A1A1 ) A(A1A2 )

21 2q[ d (q 1 2 (q p)[
p)] 2q
d(q p)]

(q

p)
A(A2A2 ) 22 2 p[ d (q p)] 2 p
第三节 亲属间相关分析
亲属相关，有两类概念：一是亲属间的遗传相关 二是亲属间的表型相关。
亲属间的遗传相关 是从整体而言的，用亲属
个体的基因来自共同祖先的概率计算，描述亲属间 整体上的亲缘相关程度，与具体的性状没有关系。
性时在这一范围之外，如图2.2所示。
基 因 型 A2A2
A1A2
A1A1
基因型值 -a
0d
+a
图2.2 一对等位基因的基因型和基因型值示意图
如果是在一个随机交配的大群体中，A1和A2
的频率分别为 p 和 q ，那么群体的平均基因型
值（ ）和基因型值方差（ VG ）为：
p2() 2 pq(d ) q2() ( p q) 2 pqd