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1、关于遗传学数量性状遗传分析第一页，本课件共有49页第一节第一节 数量性状及其特性数量性状及其特性 所有能够度量的性状都可称为所有能够度量的性状都可称为数量性状数量性状（quantitative character或或quantitative trait,QT)生物遗传性状变异生物遗传性状变异连续：数量性状连续：数量性状不连续：质量性状不连续：质量性状 一一 数量性状遗传的概念数量性状遗传的概念第二页，本课件共有49页1.1.质量性状与数量性状质量性状与数量性状质量性状：质量性状：表型之间截然不同，具有质的差别，用文字描表型之间截然不同，具有质的差别，用文字描述的性状称为质量性状。如水稻的糯与粳
2、，人的述的性状称为质量性状。如水稻的糯与粳，人的A、B、O血型等。血型等。数量性状：数量性状：性状之间呈连续变异状态，界限不清楚，用数性状之间呈连续变异状态，界限不清楚，用数字描述的性状。如人的身高、体重，作物的产量，棉花的字描述的性状。如人的身高、体重，作物的产量，棉花的纤维长度等纤维长度等第三页，本课件共有49页质量性状和数量性状的区别质量性状和数量性状的区别第四页，本课件共有49页 一一 是是表型为表型为严格的严格的连续变异的连续变异的性状性状，如牛的泌乳量，如牛的泌乳量，羊毛的长度等等；羊毛的长度等等；数量性状包括数量性状包括两大类：两大类：二二 是是表型表型呈非连续变异，而遗传物质的
3、数量呈潜呈非连续变异，而遗传物质的数量呈潜在的连续变异的性状在的连续变异的性状，即只有超越某一遗传阈值时才，即只有超越某一遗传阈值时才出现的性状，如抗病、死亡率以及单胎动物的产仔数出现的性状，如抗病、死亡率以及单胎动物的产仔数等性状，称为阈性状（等性状，称为阈性状（threshold character或或threshold trait）。）。第五页，本课件共有49页数量性状的连续性特点：数量性状的连续性特点：第一，第一，一种基因型影响一组表型一种基因型影响一组表型的表现。其结果模糊了的表现。其结果模糊了基因型所决定的不同表型之间的差异，因而不能将一个特定基因型所决定的不同表型之间的差异，因而
4、不能将一个特定的表型归属于一个特定的基因型。的表型归属于一个特定的基因型。第二，许多不同基因座的等位基因都能使某一种被观察的表第二，许多不同基因座的等位基因都能使某一种被观察的表型发生改变。型发生改变。第六页，本课件共有49页1 1）数量性状是可以度量的；）数量性状是可以度量的；2 2）数量性状呈连续性的变异；）数量性状呈连续性的变异；3 3）数量性状的表现容易受到环境的影响；）数量性状的表现容易受到环境的影响；4 4）控制数量性状的遗传基础是多基因系统）控制数量性状的遗传基础是多基因系统 2.数量性状的特点：数量性状的特点：数量性状的遗传在本质上与孟德尔式的遗传完数量性状的遗传在本质上与孟德
5、尔式的遗传完全一样，只是需要用多基因理论来解释。全一样，只是需要用多基因理论来解释。第七页，本课件共有49页 1909年，瑞典遗传学家年，瑞典遗传学家Nilsson-Ehle对小麦和燕麦中籽粒对小麦和燕麦中籽粒颜色的遗传进行了研究，发现在若干个红粒与白粒的杂交组合中颜色的遗传进行了研究，发现在若干个红粒与白粒的杂交组合中有如下有如下A、B、C 3种情况：种情况：二二 数量性状遗传的多基因假说数量性状遗传的多基因假说第八页，本课件共有49页在小麦和燕麦中，有在小麦和燕麦中，有3 3对基因与种皮颜色有关；对基因与种皮颜色有关；1对基因：对基因：F2表型表型3：1分离；分离；2对基因：对基因：F2表
6、表型型15：1分离；分离；3对基因：对基因：F2表型表型63：1分离分离F F2 2的的红色红色籽粒中呈现各种程度的差异，按籽粒中呈现各种程度的差异，按红色程度红色程度可分为：可分为：A A组：组：1/41/4红粒红粒：2/42/4中等红中等红：1/41/4白粒白粒；B B组：组：1/161/16深红深红：4/164/16红红：6/166/16中等红中等红：4/164/16淡红淡红：1/161/16白色白色；C C组：组：1/641/64极深红极深红：6/646/64深红深红：15/6415/64次深红次深红：20/6420/64中等红中等红：15/6415/64中淡红中淡红：6/646/64
7、淡红淡红：1/641/64白色白色第九页，本课件共有49页 红色籽粒的红色籽粒的颜色变异程度颜色变异程度与决定与决定“红色红色”的的基因数目基因数目有关，有关，而与基因的种类无关。以而与基因的种类无关。以B B组为例：组为例：设：设：R1 r1及及R2 r2为两对决定种皮颜为两对决定种皮颜色的基因，色的基因，大写字大写字母表示增效基因母表示增效基因（“增加增加”红色）红色），小写字母表示减效基小写字母表示减效基因（因（“不增加不增加”红色）红色），R与与r不存在显隐不存在显隐性关系。性关系。第十页，本课件共有49页主要论点：主要论点：数量性状是由大量的、数量微小而类似的、并数量性状是由大量的、
8、数量微小而类似的、并且可以相加的基因控制，这些基因在世代相传中服从经典且可以相加的基因控制，这些基因在世代相传中服从经典遗传学规律，这些基因一般没有显隐性区别。遗传学规律，这些基因一般没有显隐性区别。Nilsson-EhleNilsson-Ehle 根据小麦籽粒颜色遗传研究提出假说：根据小麦籽粒颜色遗传研究提出假说：JohannsenJohannsen提出数量性状同时受到基因型和环境的作用，而且提出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相当敏感数量性状的表现对环境相当敏感。第十一页，本课件共有49页多基因学说的要点：多基因学说的要点：1）数量性状由多对微效基因或多基因控制
9、；）数量性状由多对微效基因或多基因控制；2）多基因中的每一对基因对性状的效应是微小的；）多基因中的每一对基因对性状的效应是微小的；3）微效基因的效应相等，而且相互累加；）微效基因的效应相等，而且相互累加；4）微效基因之间一般不存在显隐性关系；）微效基因之间一般不存在显隐性关系；5）微效基因对环境敏感；）微效基因对环境敏感；6）多基因往往有多效性；）多基因往往有多效性；7）多基因及主效基因都位于染色体上，具有分离、重组、连锁的）多基因及主效基因都位于染色体上，具有分离、重组、连锁的性质。性质。第十二页，本课件共有49页数量性状在研究方法的特点：数量性状在研究方法的特点：1）在杂交后代中，个别或少
10、数后裔所能提供的信息量很少。）在杂交后代中，个别或少数后裔所能提供的信息量很少。研究的单位必须扩大到群体和许多世系才可能获得对其研究的单位必须扩大到群体和许多世系才可能获得对其 遗传规律和动态变化的认识；遗传规律和动态变化的认识；2）对个体的性状进行测量；）对个体的性状进行测量；3）利用生物统计学的方法，计算性状的表型参数：平均数、）利用生物统计学的方法，计算性状的表型参数：平均数、方差（或标准差）、变异系数，以及遗传参数：遗传率、方差（或标准差）、变异系数，以及遗传参数：遗传率、遗传相关系数等。遗传相关系数等。第十三页，本课件共有49页以假定的玉米穗长的遗传模式来直观地说明这一假说：以假定的
11、玉米穗长的遗传模式来直观地说明这一假说：（1)1)如果两亲本相差一对基因：如果两亲本相差一对基因：P P aaaa（6cm6cm）AA AA（18cm18cm）F1F1 AaAa（12cm12cm）自交自交 F2F2 1aa 2Aa 1AA1aa 2Aa 1AA 频率频率 1/4 2/4 1/41/4 2/4 1/4增加一个增加一个A，就相当于在短穗亲本的基础上增加，就相当于在短穗亲本的基础上增加 6 cm第十四页，本课件共有49页（2)2)假设该性状由三对等位基因（假设该性状由三对等位基因（A A1 1a a1 1，A A2 2a a2 2和和A A3 3a a3 3）控制，）控制，依据多依
12、据多基因假说，等位基因间无显性效应，非等位基因间无上位效应，基基因假说，等位基因间无显性效应，非等位基因间无上位效应，基因的效应应相同且可加因的效应应相同且可加 如果如果A A1 1A A1 1A A2 2A A2 2A A3 3A A3 3=18cm=18cm，a a1 1a a1 1a a2 2a a2 2a a3 3a a3 3=12cm,=12cm,可知一个基因的效应值（可知一个基因的效应值（A A1 1=A=A2 2=A=A3 3）为）为3cm3cm，（，（6A=186A=18）一个一个a a基因的效应值（基因的效应值（a a1 1=a=a2 2=a=a3 3）为）为2cm2cm。（
13、。（6a=126a=12）因此，每用一个因此，每用一个a基因替换一个基因替换一个A基因，穗长将减少基因，穗长将减少1cm第十五页，本课件共有49页忽略环境效应的影响，下列杂交试验的结果将是：忽略环境效应的影响，下列杂交试验的结果将是：A A1 1A A1 1A A2 2A A2 2A A3 3A A3 3 a a1 1a a1 1a a2 2a a2 2a a3 3a a3 3 A1a1A2a2A3a3 F F2 2:6A:5A1a：4A2a：3A3a：2A4a:1A5a：6a频率：频率：1/64:6/64:15/64:20/64:15/64:6/64:1/64穗长：穗长：18 17 16 1
14、5 14 13 12(cm)第十六页，本课件共有49页将将F2的各基因频率作一曲线图：的各基因频率作一曲线图：第十七页，本课件共有49页在以上例子中：小写字母仅仅保持一个基数，叫做在以上例子中：小写字母仅仅保持一个基数，叫做无效等位无效等位 基因（基因（null alleles），），大写字母基因具有使大写字母基因具有使 数数 量增加的效应，每增加一个，效应加量增加的效应，每增加一个，效应加1份，份，基因数目越多，每份的效应越小。大写字母基因数目越多，每份的效应越小。大写字母 基因叫做基因叫做有效等位基因（有效等位基因（active alleles）无效等位基因：无效等位基因：不能产生野生型表
15、型，不能产生野生型表型，完全失去活性的突变完全失去活性的突变基因。基因。F2表型类别数表型类别数 基因数基因数+1一对等位基因一对等位基因 2+1=3三对等位基因三对等位基因 6+1=7第十八页，本课件共有49页1.基本物质处于某一特定范围内，基本物质处于某一特定范围内，表现为正常，如果超出某一阈表现为正常，如果超出某一阈值，表型就不正常。值，表型就不正常。2.基本物质受多基因控制，但性状基本物质受多基因控制，但性状的改变仅发生在基本物质达到或的改变仅发生在基本物质达到或者超过某一阈值时才发生。者超过某一阈值时才发生。表示发生率为表示发生率为20%的一个阈的一个阈性状的两种分布性状的两种分布阈
16、性状：阈性状：遗传基础是微效多基因、表型是非连续变异的一类性状。遗传基础是微效多基因、表型是非连续变异的一类性状。三三 阈性状及其特性阈性状及其特性 第十九页，本课件共有49页人类多基因遗传病如唇腭裂、脊柱裂、先天性心脏病、原发性高血压人类多基因遗传病如唇腭裂、脊柱裂、先天性心脏病、原发性高血压等，一般认为是由遗传因素与环境效应共同决定个体是否容易患病，等，一般认为是由遗传因素与环境效应共同决定个体是否容易患病，称为易患（感）性。称为易患（感）性。易患性的变异是呈连续变异的，它表示人体易患性的变异是呈连续变异的，它表示人体内由基因决定的某种抗体物质的浓度差异。易患性高的个体，抗内由基因决定的某
17、种抗体物质的浓度差异。易患性高的个体，抗病力低，当一个个体的易患性超过一定限度病力低，当一个个体的易患性超过一定限度-阈值时，该个体即表阈值时，该个体即表现为现为“患病患病”。连续分布的易患性。连续分布的易患性(X)就被阈值区分出不连续的就被阈值区分出不连续的“发发病病”与与“正常正常”两类。两类。只含有一个阈值的阈性状又称为二者居一性状，或称全或无性状。只含有一个阈值的阈性状又称为二者居一性状，或称全或无性状。阈性状与非阈性状的数量遗传学分析的原理和方法基本相同。阈性状与非阈性状的数量遗传学分析的原理和方法基本相同。第二十页，本课件共有49页第二节第二节 数量性状遗传分析的基本方法数量性状遗
18、传分析的基本方法一一.数量性状的遗传率数量性状的遗传率 (一一)表型值及其方差分量表型值及其方差分量 表型值及其剖分表型值及其剖分表型由遗传因素和环境因素共同决定表型由遗传因素和环境因素共同决定 即：即：P=G+E第二十一页，本课件共有49页基因型值由基因型值由3部分组成：部分组成：G=A+D+I基因的累加效应（基因的累加效应（A A）：）：多基因的累加效应；多基因的累加效应；许多微效基因许多微效基因的总和，可遗传的总和，可遗传,且固定且固定,育种值。育种值。显性离差（显性离差（D D）：）：基因座内等位基因之间的互作效应基因座内等位基因之间的互作效应;基因在杂合状态时，显性效应所产生的方差基
19、因在杂合状态时，显性效应所产生的方差.基因纯合时消基因纯合时消失失,可遗传但不固定可遗传但不固定,与杂种优势的产生有关。与杂种优势的产生有关。上位效应上位效应(I)(I)：不同基因座非等位基因间互作产生的方差：不同基因座非等位基因间互作产生的方差,与杂种优势有关。与杂种优势有关。第二十二页，本课件共有49页基因型值基因型值是各种基因效应的总和。是各种基因效应的总和。基因型值基因型值和和表现型值表现型值G=A+D+I 和和P=A+D+I+e 第二十三页，本课件共有49页平均数平均数:反应数据集中趋势的统计量反应数据集中趋势的统计量 ,某一性状的某一性状的几个观察数几个观察数(表现型值表现型值)的
20、平均值。的平均值。表型方差及其分量表型方差及其分量第二十四页，本课件共有49页方差方差(V):(V):表示一组资料的分散程度表示一组资料的分散程度,是全部观察数是全部观察数偏离平均数的重要参数偏离平均数的重要参数.V V越大越大,表示变异程度越大。表示变异程度越大。第二十五页，本课件共有49页常用常用方差方差（variance）度量某个性状的变异程度。）度量某个性状的变异程度。生物群体的生物群体的表现型方差表现型方差 基因型方差基因型方差环境方差环境方差VP=VG +Ve群体表现型变异的分解群体表现型变异的分解VP=VA+VD+VI+Ve。第二十六页，本课件共有49页（二）（二）遗传率遗传率（
21、heritability）广义遗传率：遗传方差占表型方差的比率。广义遗传率：遗传方差占表型方差的比率。狭义遗传力狭义遗传力:加性方差占总表型方差中的比值。加性方差占总表型方差中的比值。%100%1002=PGVVH表现型方差表现型方差基因型方差基因型方差P%100%1002=AVVh表现型方差表现型方差育种值方差育种值方差第二十七页，本课件共有49页遗传率在特定群体、特定条件下测定才有意义。遗传率代表遗传率在特定群体、特定条件下测定才有意义。遗传率代表的是群体及其所处环境的特性。的是群体及其所处环境的特性。人类人类“身高身高”性状的性状的总变异中，遗传变异总变异中，遗传变异占占80%，其他为环
22、，其他为环境条件改变所造成境条件改变所造成的差异的差异第二十八页，本课件共有49页可估算可估算基因型方差基因型方差（）。（）。F2变异变异 包括包括分离个体的基因型变异和环境机误分离个体的基因型变异和环境机误变异变异（）。（）。早期早期研究群体，研究群体，一般采用一般采用遗传差异较大的二个亲本遗传差异较大的二个亲本 杂交杂交分析亲本、分析亲本、F1、F2或回交世代的表现型方差或回交世代的表现型方差 估算群体的遗传方差或加性、显性等方差分量。估算群体的遗传方差或加性、显性等方差分量。基因型不分离的基因型不分离的纯系纯系亲本亲本和和F1的变异的变异基因型方差基因型方差 等于等于0，有环境机误变异（
23、有环境机误变异（Ve）。二二 估计遗传率的方法估计遗传率的方法第二十九页，本课件共有49页 (1)利用纯合亲本群体遗传型的一致性来估算利用纯合亲本群体遗传型的一致性来估算 纯和亲本：纯和亲本：VG=0 VE=1/2（VP1+VP2）(2)利用利用F1代群体遗传型的一致性来估算代群体遗传型的一致性来估算 纯和亲本：纯和亲本：VG=0 VE=VF1 (3)利用二亲本的表型方差利用二亲本的表型方差(VP1;VP2)和和F1表型方差表型方差(VF1)VE=1/3（VP1+VP2+VF1）VE的估算方法：的估算方法：第三十页，本课件共有49页遗传实验观察的遗传实验观察的个体数有限个体数有限 所得各项方差
24、分量所得各项方差分量 属于样本方差属于样本方差群体方差的估计值群体方差的估计值。表表5-1 玉米穗长的频率、平均数、方差和标准差玉米穗长的频率、平均数、方差和标准差 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 N N X S S V V 短穗亲本短穗亲本(No.60)4 21 24 8 57 6.632 0.816 0.665 长穗亲本长穗亲本(No.54)3 11 12 15 26 15 10 7 2 101 16.802 1.887 3.560 F1 1 12 12 14 17 9 4 69 12.116 1.519 2.310 F2 1 1
25、0 19 26 47 73 68 68 39 25 15 9 1 401 12.888 2.252 5.075 群体群体穗长穗长（cm）第三十一页，本课件共有49页现以表现以表5-1中中玉米穗长玉米穗长试验的结果为例，计算各个试验的结果为例，计算各个 世代的表现型方差分量：世代的表现型方差分量：VP1=0.665 VP2=3.560 VF1=2.310VF2=5.075 Ve=2.178hB2 100%100%45.5%VG VPVP-VEVP2.7655.075第三十二页，本课件共有49页h2=VA/VP100%需知道回交世代需知道回交世代VB1VB1、VB2VB2的方差组成的方差组成 ：F
26、1F1与与2 2个亲本回交后，回交后代分别为个亲本回交后，回交后代分别为B1B1、B2B2。第三十三页，本课件共有49页第三十四页，本课件共有49页第三节第三节 近亲繁殖与杂种优势近亲繁殖与杂种优势 理想群体假设群体中的交配是随机的，但很多群体理想群体假设群体中的交配是随机的，但很多群体对于某些性状而言交配并不是随机的。对于某些性状而言交配并不是随机的。一一 近交及其遗传学效应近交及其遗传学效应 远交：是非亲属关系优先交配远交：是非亲属关系优先交配非随机交配非随机交配 近交：亲属间优先交配近交：亲属间优先交配全同胞全同胞半同胞半同胞表兄妹表兄妹第三十五页，本课件共有49页 自交：是近交的一种极
27、端形式，如植物的自花授自交：是近交的一种极端形式，如植物的自花授粉，动物的自体受精。粉，动物的自体受精。自交的结果：纯合体的频率增加自交的结果：纯合体的频率增加 杂合体的频率减少杂合体的频率减少 AaAa 1AA 2Aa 1aa第三十六页，本课件共有49页 1.近交使基因纯合，杂交使基因杂合近交使基因纯合，杂交使基因杂合基基因因频频率率不不变变纯纯合合基基因因型型频频率率增增加加纯纯合合基基因因型型频频率率增增加加杂杂合合基基因因型型频频率率减减少少第三十七页，本课件共有49页近交效应：近交效应：12增加后代群体的纯合度增加后代群体的纯合度亲缘关系越近的个体近交，其后代纯合体比率就上升越快，如
28、每代进行同一类亲缘关系越近的个体近交，其后代纯合体比率就上升越快，如每代进行同一类型的近交，自交型的近交，自交6代后纯合子的比率可达到近代后纯合子的比率可达到近100%衰退现象的出现衰退现象的出现由于纯合子比率增加，使原来处于杂合状态被掩盖的隐性性状得以表现，由于纯合子比率增加，使原来处于杂合状态被掩盖的隐性性状得以表现，表现为生活力、繁殖力下降。表现为生活力、繁殖力下降。人类近亲结婚导致基因纯合化，使隐性遗传病发病率上升。人类近亲结婚导致基因纯合化，使隐性遗传病发病率上升。例如：半乳糖血症，表兄妹结婚后代发病率为非近亲结婚时的例如：半乳糖血症，表兄妹结婚后代发病率为非近亲结婚时的19倍。倍。
29、第三十八页，本课件共有49页近交衰退并非完全祸起基因序列变化，而是表观遗传变化近交衰退并非完全祸起基因序列变化，而是表观遗传变化 表观遗传变异：表观遗传变异：指在基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，指在基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，由于基因的修饰导致基因活性发生改变，从而使基因决定的表由于基因的修饰导致基因活性发生改变，从而使基因决定的表型出现变化。型出现变化。第三十九页，本课件共有49页 一项关于植物的最新研究显示，导致这种所谓的近交衰退一项关于植物的最新研究显示，导致这种所谓的近交衰退的并非只是基因本身的序列，还包括这些基因开启和关闭的方的并非只是基因本身的序列，还包括这些基因开启和
30、关闭的方式。式。来自荷兰内梅亨大学的研究人员菲丽嫔来自荷兰内梅亨大学的研究人员菲丽嫔沃吉尔注意到，沃吉尔注意到，在灰蓝盆花中，是否为近亲繁殖，使其对环境条件的反应大不相在灰蓝盆花中，是否为近亲繁殖，使其对环境条件的反应大不相同。同。第四十页，本课件共有49页研究发现，干旱和营养不良会导致所谓的研究发现，干旱和营养不良会导致所谓的DNA表观遗传变化，即一种被称为甲表观遗传变化，即一种被称为甲基的化学物质的添加或者移除，能有效地将基因开启或者关闭。那么，这样的基的化学物质的添加或者移除，能有效地将基因开启或者关闭。那么，这样的修饰是否会引起近交衰退？修饰是否会引起近交衰退？为了找到答案，沃吉尔和同
31、事计算了灰蓝盆花近交系和远交系基因组中为了找到答案，沃吉尔和同事计算了灰蓝盆花近交系和远交系基因组中的甲基数。近交系灰蓝盆花表现出了各种各样的健康问题，包括难以进行光合的甲基数。近交系灰蓝盆花表现出了各种各样的健康问题，包括难以进行光合作用、发育缓慢。同时，它们的基因组中甲基的数量比远交系多出了作用、发育缓慢。同时，它们的基因组中甲基的数量比远交系多出了10%，这，这表明其遗传表观变化显著。表明其遗传表观变化显著。为了表明甲基化是一个原因而非近交衰退的一种影响，研究人员用一种叫做为了表明甲基化是一个原因而非近交衰退的一种影响，研究人员用一种叫做5-氮杂氮杂胞嘧啶核苷的化学物质处理了另外一批近交
32、系灰蓝盆花，将其胞嘧啶核苷的化学物质处理了另外一批近交系灰蓝盆花，将其DNA中的甲基移除。中的甲基移除。经过处理的近交系灰蓝盆花，其甲基化水平和远交系大致相当。在光合作经过处理的近交系灰蓝盆花，其甲基化水平和远交系大致相当。在光合作用的效率上，两者间没有区别，生长和成熟的速率也相同。该研究团队于用的效率上，两者间没有区别，生长和成熟的速率也相同。该研究团队于2012年年7月在月在生物学快报生物学快报网络版上发表了此项成果。网络版上发表了此项成果。第四十一页，本课件共有49页 2.近交降低群体基因型值的平均值，杂交则提高群体均值；近交降低群体基因型值的平均值，杂交则提高群体均值；3.近交使群体分
33、化，杂交使群体一致；近交使群体分化，杂交使群体一致；4.近交与人工选择相结合是提高杂种优势的重要手段之一；近交与人工选择相结合是提高杂种优势的重要手段之一；通过通过人工选择保留理想的纯合体人工选择保留理想的纯合体，近交与人工选择结合能较快地加，近交与人工选择结合能较快地加大群体间基因频率的差异。玉米自交系间的杂种优势比品种间杂种优大群体间基因频率的差异。玉米自交系间的杂种优势比品种间杂种优势高，因为自交系是通过连续自交使双亲基因型的纯合程度都很高，势高，因为自交系是通过连续自交使双亲基因型的纯合程度都很高，F1群体的基因型才能具有整齐一致的异质性，表现明显的优势。群体的基因型才能具有整齐一致的
34、异质性，表现明显的优势。第四十二页，本课件共有49页 二二 杂种优势及其遗传理论杂种优势及其遗传理论 1.杂种优势杂种优势是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种一代（是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种一代（F1),在生长在生长势、生活力、繁殖力、适应性以及产量和品质等性状上比势、生活力、繁殖力、适应性以及产量和品质等性状上比双亲优越的现象，以获得更大的经济效益，称为杂种优势。双亲优越的现象，以获得更大的经济效益，称为杂种优势。第四十三页，本课件共有49页第四十四页，本课件共有49页 2.杂种优势表现的特点：杂种优势表现的特点：杂种优势的表现因组合不同、性状不同、环境条件不同而呈复杂种优
35、势的表现因组合不同、性状不同、环境条件不同而呈复杂多样性。杂多样性。（1）杂种优势的复杂多样性：）杂种优势的复杂多样性：（2）杂种优势强弱和亲本性状的差异及纯度密切相关。）杂种优势强弱和亲本性状的差异及纯度密切相关。在双亲亲缘关系和性状有一定的差异的前提下，亲本的纯度越在双亲亲缘关系和性状有一定的差异的前提下，亲本的纯度越高，则杂种优势越强。高，则杂种优势越强。第四十五页，本课件共有49页（3）F2及以后世代杂种优势衰退。及以后世代杂种优势衰退。例如：例如：aa AA F1(Aa)Aa Aa F2(1AA:2Aa:1aa)只有一半的杂合基因型个体表现为杂种优势，另一半纯合个只有一半的杂合基因型
36、个体表现为杂种优势，另一半纯合个体基因型的性状趋向双亲，不表现杂种优势。因此杂交种只体基因型的性状趋向双亲，不表现杂种优势。因此杂交种只能种植一代，必须年年制种。能种植一代，必须年年制种。（4）细胞质对）细胞质对F1杂种优势的影响。杂种优势的影响。第四十六页，本课件共有49页3、显性说、显性说若双亲对很多座位上的不同等位基因是纯合体，形成杂种后，显若双亲对很多座位上的不同等位基因是纯合体，形成杂种后，显性的有利基因的效应集积起来，而隐性基因的作用被遮盖起来，性的有利基因的效应集积起来，而隐性基因的作用被遮盖起来，出现了明显的优势。出现了明显的优势。即：杂种优势是双亲的显性基因集中，在杂种中所引
37、起的互补作用。即：杂种优势是双亲的显性基因集中，在杂种中所引起的互补作用。P AAbbCCDDeeaaBBccddEE F1 AaBbCcDdEe(出现杂种优势）出现杂种优势）第四十七页，本课件共有49页4、超显性说（、超显性说（overdominance hypothesis)1918年提出基因处于杂合态时比两个纯合态都好年提出基因处于杂合态时比两个纯合态都好P a1a1b1b1c1c1d1d1e1e1a2a2b2b2c2c2d2d2e2e2 F1 a1a2b1b2c1c2d1d2e1e2(出现杂种优势）出现杂种优势）该假说认为同基因座杂基因间及不同基因座之间，是复杂的互该假说认为同基因座杂基因间及不同基因座之间，是复杂的互作关系，而不是显隐性关系，杂种优势的形成来源于基因的互作，作关系，而不是显隐性关系，杂种优势的形成来源于基因的互作，其中包括同基因座在杂合状态下基因之间的互作和不同基因之间其中包括同基因座在杂合状态下基因之间的互作和不同基因之间的基因互作。在杂合状态下，基因表达水平可大大超过纯合状态的基因互作。在杂合状态下，基因表达水平可大大超过纯合状态的基因表达水平。的基因表达水平。第四十八页，本课件共有49页感感谢谢大大家家观观看看第四十九页，本课件共有49页