数量遗传的育种应用

质量性状：指由一对或对基因控制，在个体间能够明显区分，呈不连续性变异的性状。

数量性状：由微效多基因控制，在群体中不能明显区分，呈连续性变异的性状。

门阈性状：由微效多基因控制的，在群体中呈不连续分布的性状，一般能够明显地区分其表现形式。

数量遗传学：指用数理统计方法和数学分析方法研究数量性状遗传和变异规律的科学。

选择：在人类和自然干预下，某一群体的基因在世代传递的过程中，某种基因型个体的比例所发生的变化现象，称作选择。

适应度：比较群体中各种基因型（以个体平均留种子女数为标准）生存适应力的相对指标。

适应度就是特定基因型的留种率和群体最佳基因型留种率之比值。

选择系数：1减去适应度就是该基因型的选择系数。

留种率+淘汰率＝1遗传漂变：如果群体规模较小，下一代的实际基因频率都可能由于抽样误差而偏离理论上应有的频率。

始祖效应：当来自大群体的一个小样本在特定环境中成为一个新的封闭群体，其基因库仅包括亲本群体中遗传变异的一小部分，并在新环境中承受新进化压力的作用，因而最终可能与亲本群分体。

这种过程在体现的般规律，称为始祖效应。

瓶颈效应：当大群体经历一个规模缩小阶段之后，以及在漂变中改变了基因库（通常是变异性减少）又重新扩大时，基因频率发生的变化。

同型交配：如果把同型交配严格地定义为同基因型交配，那么近交和同质选配都只有部分的同型交配，只有极端的近交方式——自交才是完全同型交配。

群体遗传学：专门研究群体的遗传结构及其变化规律的遗传学分支学科。

群体：是指一个种、一个变种、一个品种或一个其它类群所有成员的总和。

孟德尔群体：在个体间有相系交配的可能性，并随着世代进行基因交流的有性繁殖群体。

基因库：以各种基因型携带着各种基因的许多个体所组成的群体。

亚群：由于各种原因的交配限制，可能导致基因频率分布不均匀的现象，形成若干遗传特性有一定差异的群落通常称为亚群。

随机资本：在一个有性系列的生物群体中，任何一个雌性式雄性的个体与其任何一个相反性别的个体交配的机率是相同的。

植物育种中的BLUP育种值分析应用探讨作者：***来源：《种子科技》2023年第18期摘要：文章分析了植物育种数据分析现状，指出了植物育种应用BLUP育种值理论和分析方法遇到的问题，并给出了相应的解决对策。

关键词：BLUP；育种值；数量遗传学；近交系数文章编号：1005-2690（2023）18-0039-03 中国图书分类号：S33 文献标志码：B在我国植物育种领域，还未形成主流的育种数据分析方法。

基于均值的育种选择（差值选择法）还比较普遍，基于一般配合力（计算公式：gi=yi-y..）的分析方法在玉米育种中应用较广泛，其余作物也有借鉴采用。

植物育种层面的数据分析无论是均值选择还是配合力分析，基本处于加减的计算水平。

反观动物育种，基于BLUP的育种数据分析，融合传统表型数据和海量的分子测序数据，可以进行百万数据量的育种数据分析，其数据分析任务甚至需要超级计算机来完成。

在国内当下，植物育种和动物育种在育种数据分析层面存在巨大差距。

Henderson于1948年提出了BLUP分析方法，随着BLUP MME及后续的A矩阵和A-1（A矩阵逆矩阵）构建方法的给出，在全球动物育种领域，BLUP成为了权威的遗传育种分析方法。

20世纪70年代，BLUP改变了动物育种；20世纪90年代，有公开文献报道，美国开始在植物育种上采用BLUP。

但直到今天，国内的植物育种领域很少有育种者采用这一先进成熟的遗传育种分析方法[1]。

1 估计育种值（EBV）BLUP分析的是估计育种值。

基因型值的加性效应就是育种值，因为其可以稳定遗传给子代，在育种中具有重要的选择意义。

数量遗传学中育种值存在理论定义和实际定义，估计育种值（estimated breeding value，EBV）是其实际定义：如果一个个体与来自群体内的许多个体随机交配，则该个体的育种值为其子代均值与群体平均离差的2倍。

实际育种中，通常不清楚控制性状的基因型，群体内的基因频率、基因型频率也是未知，因此理论育种值是不能够直接度量的，能够知道的只是包含育种值在内的各种遗传效应和环境效应共同作用得到的表型值，因此只能利用统计分析方法，通过表型值和个体间的親缘关系来对育种值进行估计，这就是估计育种值EBV.2 BLUP分析方法BLUP（Best Liner Unbiased Prediction）是最佳线性无偏预测，用最小二乘法进行数据的回归分析。

数量遗传学与种群遗传学遗传学是现代生物学中的一门基础学科，它主要研究基因的遗传规律、基因与环境的相互作用以及基因在种群遗传学中的作用等问题。

其中，数量遗传学和种群遗传学是两个重要方向，它们的研究对象分别是个体和种群。

一、数量遗传学数量遗传学是一门研究个体遗传变异及其遗传规律的学科。

它主要探讨遗传变异在种群内的分布与频率，以及在各代之间的遗传效应。

数量遗传学的一个重要概念是基因型与表型之间的关系，基因型是个体的遗传构成，表型是个体在某一环境条件下表现的形态和功能。

基因和环境的相互作用决定了表型的表现。

数量遗传学将个体遗传变异分解为基因频率变异和表型变异，前者引起了不同基因型的比例变化，后者体现为不同基因型在表型上的差异。

数量遗传学的核心思想是遗传变异不仅取决于基因的遗传规律，还取决于遗传变异的性质和环境条件。

数量遗传学的应用广泛，包括人类遗传病、动植物的育种和遗传改良、药物研究和环境污染等领域。

二、种群遗传学种群遗传学是一门研究遗传变异在自然种群中分布、变化、演化的学科。

它关注的是在自然环境下，种群内遗传构成和基因频率的变化、基因流入和基因流失以及随机漂变等因素对遗传结构的影响。

种群遗传学的一大特点是研究对象是整个种群，而不是个体。

研究方法包括遗传标记、群体遗传学和分子生态学等多种手段。

种群遗传学的基本原理是哈代-温德尔定理，它表明在自然选择、突变、基因漂变和基因互作等因素影响下，种群内基因频率的分布和变化过程可以用数学模型来描述。

种群遗传学的应用包括保护生物多样性、种群遗传学监测、种群退化和DNA指纹等各个领域。

例如，在保护物种方面，种群遗传学可以用来评估种群的遗传多样性和遗传结构，为物种保护制定科学依据；在遗传监测方面，种群遗传学可用于追踪潜在的基因流入和基因流失，以及估计种群大小和迎接潜在的环境变化等。

三、数量遗传学与种群遗传学的联系数量遗传学和种群遗传学有许多相通之处。

首先，它们都研究遗传变异及其遗传规律，探讨基因型和表型的关系，探究基因和环境的相互作用。

数量遗传的特征数量遗传是指某个性状的表现受到多个基因的影响，每个基因的效应都很小。

这种遗传方式在自然界中很常见，例如人类身高、体重、智力等性状都受到数量遗传的影响。

本文将从以下几个方面详细介绍数量遗传的特征。

一、连续性数量遗传性状呈现出连续性分布，即在一个群体中，该性状呈现出一个连续变化的分布曲线。

例如人类身高就呈现出一个正态分布曲线，大部分人身高都集中在均值附近，而极端身高或矮小的人则比较少。

二、环境影响虽然数量遗传是由基因决定的，但环境同样会对该性状产生影响。

环境因素包括饮食、生活习惯、药物使用等。

例如，在富含蛋白质和钙质的饮食下，人类身高可能会更高；而生活在贫穷营养不良环境下，则可能导致身材矮小。

三、多基因控制数量遗传是由多个基因共同作用产生的结果。

每个基因对该性状的影响都很小，但是它们的效应可以叠加，产生显著的影响。

例如，人类身高可能受到几十个基因的影响。

四、遗传和环境交互作用数量遗传性状的表现不仅受到基因的影响，还受到环境因素的影响。

而且，基因和环境之间存在相互作用。

例如，在营养不良的环境下，即使有身高相关基因存在，也不能发挥其最大效应。

五、常见疾病与数量遗传许多常见疾病都与数量遗传有关。

例如，肥胖、高血压、糖尿病等都是由多个基因共同作用导致的结果。

这些疾病也受到环境因素的影响。

六、数量遗传在育种中的应用数量遗传在育种中有着广泛应用。

通过选择具有优良表型特征的个体进行交配和后代选择，可以逐步改善品种性状。

例如，在家禽育种中，通过选择体重较大、生长快速等特征优良的鸡只进行后代选育，可以获得更加优良的肉鸡品种。

七、数量遗传在基因组学中的应用随着基因组学技术的发展，数量遗传分析在研究人类和其他生物性状遗传方面也发挥了重要作用。

通过分析大量基因数据和表型数据，可以识别出与该性状相关的基因和通路，为进一步探究该性状的生物学机制提供了重要线索。

总结：数量遗传是一种常见的遗传方式，其特征包括连续性、环境影响、多基因控制、遗传和环境交互作用等。

沉痛悼念顾问盛志廉教授中国动物育种学界泰斗、动物数量遗传学科的奠基人之一、东北农业大学教授盛志廉先生于2013年12月8日11﹕48仙逝，享年88岁。

2013年10月28日早上的相见，是我与盛先生最后之别。

大约早上7﹕30左右，他坐在轮椅上等待吃早餐，那时就感到先生身体很虚弱，但他还是坚持参加在成都举行的第17届全国动物遗传育种学术研讨会。

会上，中国畜牧兽医学会动物育种学分会授予他“中国畜牧兽医学会动物育种终身贡献奖”。

盛先生是我们畜牧行业的长者，是我们养猪行业的老师。

几十年如一日，盛先生不仅甘为人梯，还培养了一大批动物数量遗传育种专业的硕士研究生和博士研究生，对于这些学生，他从道德、政治、思想、文化、业务等各方面予以教导，身先垂范、严格要求。

目前，这些学生的足迹遍布祖国的山山水水乃至海外，为我国畜牧业现代化以及世界畜牧业的发展做出了显著的贡献。

上世纪70年代末，盛先生承担计算机在畜牧业上的应用课题，带领大家学习计算机，开始是能够编程序的pc1500计算器，后来学习用BASIC语言编写生物统计和遗传参数的程序。

上世纪80年代，盛先生率领一个成员来自19个省区大专院校的老师和科技人员的团队开展“我国畜禽遗传规律的研究”重大课题研究，开启了动物数量遗传学在动物育种中的应用。

同一时期，他还牵头举办了全国数量遗传学师资讲习班，培训了一批高校教师，极大地推动了我国动物数量遗传育种学科的发展。

那时盛先生奔走于全国各地做培训，亲自讲课、编写教材。

为创建中国畜牧兽医学会动物遗传育种分会（当时为数量遗传研究会）奠定了基础。

我对盛先生早有仰慕之情，1982年我在四川农业大学（当时为四川农学院）进修，正好盛先生为四川省举办的数量遗传培训班讲课，我有机会聆听盛先生讲课。

因为我是东北人，盛先生虽然是上海人，但年轻时就到了东北，在聊天中多少带有一点东北口音，在远离家乡的四川听到老家的口音，我感到十分亲切。

我那时还是在校学生，有幸听到高深的数量遗传理论知识，感到万分幸运。