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第二节 数量性状的特征
作者:农学院    文章来源:浙江大学精品课程网    点击数:5414    更新时间:2007/7/5
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  数量遗传学是从孟德尔经典遗传学的基础上发展而成的一门科学,但与孟德尔遗传学有着明显的区别。
  1918年R.A.Fisher发表“根据孟德尔遗传假设对亲子间相关性的研究”论文统计方法与遗传分析方法结合创立了数量遗传学。 
  1925年著《研究工作者统计方法》一书(Statistical Methodsfor Research Workers),为数量遗传学研究提供了有效的分析方法。
  首次提出方差分析(ANOVA)方法, 为数量遗传学发展奠定了基础。
 

  一、数量性状具有以下特点

  1.数量性状的变异表现为连续性
  杂交后代难以明确分组,只能用度量单位进行测量,并采用统计学方法加以分析;
    P1 × P2
     
      F1 表现介于两者之间
     
      F2 连续变异
  请看表:玉米穗长的频率、平均数、方差和标准差

世代

长度 (cm)

N

   

S

V

5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

短穗亲本(No.60)

4 21 24 8

57

6.632

0.816

0.666

长穗亲本(No.54)

                      3 11 12 15 26 15 10 7 2

101

16.802

1.887

3.561

F1

            1 12 12 14 17 9 4

69

12.116

1.519

2.307

F2

       1 10 19 26 47 73 68 39 25 15 9 1

401

12.888

2.252

5.072

  数量性状的类别:
  ① 严格的连续变异:如人的身高;株高、粒重、产量;棉花的纤维长度、细度、强度等;
  ② 准连续变异(Quasi continuous variation):如分蘖数(穗数)、产蛋量、每穗粒数等,但在测量值很大时,每个数值均可能出现,但不会出现有小数点的数字。

  2. 对环境条件比较敏感
  由于环境条件的影响,亲本与F1中的数量性状也会出现连续变异的现象。
  如玉米P1、P2和F1的穗长呈连续分布,而不是只有一个长度。但这种变异是不遗传的,且易与可遗传的数量性状相混。

  3. 数量性状普遍存在着基因型与环境互作 
  控制数量性状的基因较多、且容易出现在特定的时空条件下表达,在不同环境下基因表达的程度可能不同。
  请看表:质量性状和数量性状的区别

 

 

质量性状

数量性状

①.变异类型

种类上的变化

(如红、白花)

数量上的变化

(如高度)

②.表现型分布

不连续

连续

③.基因数目

一个或少数几个

微效多基因

④.对环境的敏感性

不敏感

敏感

⑤.研究方法

系谱和概率分析

统计分析

  二、数量性状遗传的多基因假说
  瑞典遗传学家尼尔逊.埃尔(Nilsson-Ehle)于1909年对小麦籽粒颜色的遗传进行研究后提出多基因假说,经后人的试验得以论证而得到公认。
  多基因假说要点:
  1.决定数量性状的基因数目很多。
  2.各基因的效应相等。
  3.各个等位基因的表现为不完全显性或无显性或有增效和减效作用。
  4.各基因的作用是累加性的。
  数量性状的深入研究已进一步丰富和发展了多基因假说。
  由于F1可以产生等数R和r的雌配子和雄配子,当某性状由一对基因决定时F1可以产生同等数目的雄配子()和雌配子(),雌雄配子受精后,F2表现型频率为:
  当性状由n对独立基因决定时,则F2的表现型频率为:...或
  当n=2时,代入上式并展开,即得:
  
  为简便起见,亦可用杨辉三角形中双数行 (即第二列中的2,4,……,8)来表示 , 如下图:
              
  三、研究方法

  杂交后代中不能得到明确比例需对大量个体进行分析研究应用数理统计方法分析平均效应、方差、协方差等遗传参数发现数量性状遗传规律。
  目前,借助于分子标记和数量性状基因位点(quantitative traitloci,QTL)作图技术,可在分子标记连锁图上标出单个基因位点的位置、确定其基因效应。
  研究表明,数量性状可有少数效应较大的主基因控制、也可由数目较多、效应较小的微效多基因控制。
  主基因:控制某个性状表现的效应较大的少数基因;
  微效基因:数目较多,但每个基因对表现型的影响较小;
  修饰基因:基因作用微小,但能增强或削弱主基因对基因型的作用。
  如小家鼠有一种引起白斑的显性基因,白斑的大小由一组修饰基因所控制。
  超亲遗传:在植物杂交时,杂种后代出现的一种超越双亲现象。
  如水稻的两个品种:
  P 早熟(A2A2B2B2C1C1) × 晚熟(A1A1B1B1C2C2)
             
  F1      (A1A2B1B2C1C2) 熟期介于双亲之间
             
  F2         27种基因型
  (其中A1A1B1B1C1C1的个体将比晚熟亲本更晚,而A2A2B2B2C2C2的个体将比早熟亲本更早

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