第七章数量遗传学基础
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第七章数量性状的遗传分析以前所学性状如水稻的梗与糯,豌豆种子的圆与皱等。
相对性状差异明显,一般没有过渡类型,这种变异为不连续变异,呈不连续变异的性状叫质量性状。
通常把差异不明显的变异叫连续变异,呈连续变异的性状叫数量性状。
如作物的产量、成熟期,棉花的纤维长度等。
数量性状的遗传要比质量性状复杂得多,它是由多对基因控制的,而且它们的表现容易受环境的影响(则受遗传因素的影响较小),同一品种在不同环境条件下,数量性状的表现会有很大的差别。
因此,研究数量性状的遗传时,往往要分析多对基因的遗传表现,并要特别注意环境条件的影响。
第一节数量性状的遗传分析一数量性状的遗传特点艾默森(R.A Emerson),伊斯特(R.A East)用短穗玉米P1和长穗玉米P2杂交,结果如下:1、特点:第一是连续变异,数字表示第二表型易受到环境影响P 1 P2、F1每个群体所有个体基因型都相同但个体有差异,如F19—15cm,F2群体个体基因型不同,变异是由基因型和环境共同作用结果。
2、数量性状的表型在统计学上的特征(1)两个纯合亲本杂交,F1往往表现为中间类型;(2)F1和F2的平均表现接近,但F2的变异程度大于F1;(3)数量性状的表型特征体现在群体而不是个体;(4)表型变化服从于正态分布。
二、数量性状遗传的多基因假说(一)小麦粒色杂交1909年尼尔森(Nilsson)实验:小麦子粒颜色硬质多为红粒,粉质多为白粒。
红粒×白粒红粒红粒(浅红,最浅红):白=3:1红粒×白粒红粒红粒(深红,中红,浅红,最浅红):白=15:1 红粒×白粒红粒红粒(最深红,暗红,深红,中红,浅红,最浅红):白=63:1解释:用R1r1,R2r2,R3r3表示小麦红粒白粒。
假设R为控制红色素形成的基因,r为不能控制红色素形成的基因。
R1R2R3为非等位基因,其对红色素的合成效应相同,且为累加效应。
(1)红粒r1 r1r2r2R3R3×白粒r1r1r2r2r3r3红粒r1r1r2r2R3r32R 1R1r 2r浅红最浅红白(3种)(2)红粒r1 r1R2R2R3R3×白粒r1r1r2r2r3r3红粒r1r1R2r2R3r34R 3R1r 2R2r 1R3r 4r深红中红浅红最浅红白(5种)(3)红粒R1 R1R2R2R3R3×白粒r1r1r2r2r3r3红粒R1r1R2r2R3r36R 5R1r 4R2r 3R3r 2R4r 1R5r 6r最深红暗红深红中红浅红最浅红白(7种)F2表型的类型:2N+1种,频率(1/2R+1/2r)2n展开后各项系数(二)多基因假说:(1)数量性状是由多对基因控制的,每个基因对表型的影响或作用微小,把这些控制数量性状作用微小的基因叫微效基因。
第七章数量性状基因座数量性状基因座•英文全名:Quantitative Trait Locus•英文缩写:QTL•概念:指控制数量性状的基因在染色体(或基因组)中所在的座位。
通过检测染色体上某个座位表现出对数量性状表现型的作用的大小,可以探知QTL的存在。
检测到的一个QTL既可能只包含一个数量性状基因,也可能包含若干个数量性状基因,与人们的检测能力有关。
数量性状的研究方法•经典数量遗传学方法原理:交配设计+遗传模型+统计分析⇒遗传规律 特点:将多基因系统作为一个整体进行分析局限:不能分析单个基因的位置和效应•分子数量遗传学方法原理:利用分子标记定位和分析单个QTL特点:将多基因系统分解成一个个孟德尔因子意义:使数量遗传研究深入到单个QTL水平常见的作图群体P 1AA ×aa P 2F 1Aa ×aa P 2F 21AA : 2Aa : 1aa BC 11Aa : 1aa单粒传⊗RI 1AA : 1aaDH 1AA : 1aa 花培(永久性)(永久性)•由一对等位基因差异造成的,能够明确区分,遗传传递过程可以明确跟踪的相对性状或生物特征。
如形态上的许多质量性状:花瓣颜色、种子颜色、叶片颜色、叶片性状、种子性状等。
孟德尔豌豆杂交试验所研究的七对性状就是典型的形态标记•PCR(polymerase chain reaction)是一种DNA体外扩增技术。
利用一种能够耐高温的特殊的DNA聚合酶(Teq 酶),以特定序列(或任意序列)的寡核苷酸链(通常长度为10 ~ 20b)为引物,通过30 ~ 40个“变性→复性→合成”的循环,特异地或随机地从模板DNA上大量(约230~ 240倍)扩增出成对引物结合位点之间的某一(些)片段(通常长度在1.5 kb以内)。
SSR标记的检测分子标记的优点•数量丰富:DNA中存在的任何遗传多态性原则上都可以做为遗传标记,因此分子标记的数量可以说是无限的。