數量遺傳學相關概念 數量遺傳學相關概念 20211015

數量遺傳學相關概念

1、論述數量性狀多基因學說?

1908年尼爾遜。埃爾用紅粒和白粒小麥進行雜交試驗,提出了多基因假說,該假說對數量遺傳進行了多方的解釋,在該假說中認爲,數量性狀是由許多彼此獨立的基因作用的結果,每個基因對性狀的表現的結果較微,即該基因爲微效基因,該基因的遺傳方式依然遵循孟德爾遺傳規律,其中還假定:(1)各基因的效應相等。(2)各個等位基因的表現爲不完全顯性或無顯性,或表現爲增效和減效作用。(3)各基因的作用是累加的,最終結果滿足劑量效應。(4)有些數量性狀受到少數幾對主基因的支配,同時受到一些微效基因的修飾。(5)各個基因對外界環境敏感,其表現性容易受到環境影響。

若該性狀爲數量性狀,且受多基因調控,其子代的分佈情況可能符合正太分佈

2、給出多基因學說的試驗論證過程。

在小麥粒色的遺傳研究中發現,紅粒×白粒→F1,表現爲中間程度的粒色;F1→F2,F2的籽粒顏色由紅到白呈連續變異的過渡類型。有以下幾種情況:

A B C

P1 紅粒×白粒 紅粒×白粒 紅粒×白粒

↓ ↓ ↓

F1 紅粒(淺紅) 粉紅粒 紅粒

↓U ↓U ↓U

F2 3/4紅粒 15/16紅粒 63/64紅粒

1/4白粒 1/16白粒 1/64白粒

試驗結果分析:F2的表型按非紅即白分,其表型比分別爲3∶1、15:1和63:1,符合 (3 :1)n (n爲控制基因對數);若細分,F2的紅粒中又呈現各種程度的差異,按紅色的程度分爲:

A中,1/4紅粒∶2/4中紅粒∶1/4白粒,

B中,1/16深紅∶4/16紅粒∶6/16中紅∶4/16淡紅:1/16白色

C中,1/64極深紅∶6/64深紅∶15/64紅粒∶20/64中紅∶15/64中淡紅∶6/64淡紅∶1/64白粒

F2中隨R基因的逐漸減少,r基因的逐漸增加,麥粒的顏色由深紅逐漸變淺至白,實驗結果表明:

①小麥粒色遺傳受多對基因控制,符合遺傳的基本規律 ,說明這些基因位於染色體上;

②F2類型的分離比符合二項分佈(p+q)n,表現連續變異,涉及的基因數越多,F2出現的類型也越多;

③多對基因間無顯隱性關係,顯性基因間具累加作用。

理論解釋:設A1a1和A2a2爲兩對決定籽粒顏色的基因,A爲增效基因,a爲減效基因,A與a沒有顯隱性關係。

P: A1A1A2A2×a1a1a2a2

紅粒↓白粒

A1a1A2a2(粉紅粒)

↓U

F2基因型及比率: 1a1a1 A2A2、

2A1A1A2a2、4A1a1A2a2、2a1a1A2a2

1A1A1A2A2、、2A1a1A2A2、1A1A1a2a2、2A1a1a2a2、1a1a1a2a2

增效基因數: 4 3 2 1 0

表型: 深紅粒 紅粒 中紅粒 淡紅 粒白粒

表型比: 1/16 4/16 6/16 4/16 1/16

3、論述數量性狀的特點和複雜性的表現?

:

特點

1、在數量性狀的表型中, 分離羣體的表現爲連續的變異

2、數量性狀一般容易受環境的影響,且該種變異不能遺傳

複雜性的表現:

1、受多個基因調控

2、環境對基因的影響大,因爲表型在不同的環境下的表現不同,研究表型的遺傳規律難度

3、微效基因調控的較多,基因之間又存在相互作用,對錶型的影響較大

4、說明數量性狀研究的重要意義?

對數量性狀進行研究可以挖掘與表型相關的調控基因,對整個表型的相關的調控基因網絡進行完善,完善基因網絡結構對於作物的表型研究和作物的育種,具有一定的作用

5、數量性狀與質量性狀的區別與聯繫?

1、質量性狀大多數受單基因控制,二數量性狀受多基因控制

2、質量性狀遺傳率較高,不易受環境的影響,數量性狀容易受環境的影響

3、有些性狀即可以作爲質量性狀和數量性狀的特點,又連續的變異又有明顯的主要基因調控

20211015

1、論述單倍型與配子型的概念?

考慮兩個或兩個以上的座位時,二倍體個體中兩條同源染色體上等位基因的構成有時又稱爲單倍型(haplotype)。例如,一個個體的基因型爲AB/Ab,則來自雌雄親本的兩個單倍型分別爲ABAb

但是一般情況下,兩個單倍型哪個來自雌親、哪個來自雄親是無法區分的。嚴格意義上講,如果ABAb來自一個二倍體個體產生的配子,才能稱其爲配子型;如果ABAb來自一個二倍體個體的兩條同源染色體,則應該稱爲單倍型。

2、論述遺傳平衡與不平衡的概念?

遺傳平衡:

羣體中基因頻率(某一等位基因在羣體所有等位基因中所佔的比例)和基因型頻率(某一基因型個體在羣體總個體數中所佔的比例)從一代到另一代保持不變的現象

一羣可以相互交配的個體稱爲羣體。若一個羣體符合下列條件:①羣體無限大;②隨機交配;③沒有突變;④沒有遷移;⑤沒有任何形式的自然選擇;則羣體中各基因型的比率從一代到另一代保持不變

遺傳不平衡:

若一個羣體中基因頻率和基因型頻率在羣體中變化,不能達到遺傳平衡的時候,即爲遺傳不平衡

3、論述連鎖不平衡的概念及其測度方式?

連鎖不平衡 (linkage disequilibrium)是指分屬兩個或兩個以上基因座位的等位基因同時出現在一條染色體上的機率,高於隨機出現的頻率。只要兩個基因不是完全獨立地遺傳,就會表現出某種程度的連鎖。這種情況就叫連鎖不平衡。

LD的基本單位是D,但是度量觀察到的單倍型頻率與平衡狀態下期望頻率的偏差。雖然D能夠很好的表達LD的基本含義,但是由於其嚴格依賴於等位基因頻率(allele frequency),故不適合應用於表述實際的LD強度。所以一般在LD的度量中最常見的是D'和r2。二者各有各的特點和用途,但都是基於D的。

當D'=0,r2=0時,處於完全連鎖平衡狀態

當D'=1,r2=1時,處於完全連鎖不平衡狀態。

其中,從0—1之間的度量越高,LD越高,如果兩個位點連鎖,連鎖程度也越高

4、論述HWE的內涵?

哈迪-溫伯格定律(Hardy-Weinberg Law)  在隨機交配羣體中,設一基因座有兩種等位基因A和a的頻率分別爲p和q,基因型AA、Aa和aa的頻率分別爲p2,2pq和q2,則該羣體爲遺傳平衡羣體,不隨世代變化。在世代間,遺傳平衡羣體的等位基因頻率(羣體中,一基因座某種等位基因數與該基因座全部等位基因數之比)與基因型頻率(羣體中,某基因型個體數與該羣體全部個體數之比)的這種恆定關係,是由英國數學家哈迪(D.H.Hardy)和德國醫生溫伯格(W.Weinberg)於1908年分別獨立發現的,稱爲哈迪-溫伯格定律,也稱遺傳平衡定律(genetic equilibrium  law)。維持遺傳平衡的條件是:羣體無限大,沒有突變、選擇、遷移和遺傳漂變。哈迪-溫伯格定律的意義,在理論上,是羣體遺傳和數量遺傳理論的基石,遺傳學這兩個分支學科的遺傳模型和參數估算,就是根據該定律推導出來的。在實踐上,它提示我們在引種、留種、分羣和建立近交系時,不要使羣體過小,否則,就會導致羣體的等位基因頻率和基因型頻率的改變,從而導致原品種(品系)“種性”或一些優良經濟性狀的喪失。

5、說明測驗遺傳平衡的方法?

基於HWE計算期望頻率和次數,計算卡方

6、何謂永久遺傳羣體?何謂臨時羣體?

7、論述F2:3羣體的概念?:

F2羣體或者衍生的F2:3羣體是最常用的作圖羣體,配置簡單,不需要很長時間就可完成,屬於臨時定位羣體;共顯性標記(codominant marker)在羣體內的分離比爲1:2:1,顯性標記(dominant marker)則爲3:1。F2羣體中各單株的基因型不同,數量性狀可靠性差,需要F2:3或其它單株衍生家系進行驗證。

8、論述BSA方法?

BSA(分離體分組混合分析法或混合分組分析法,又稱 集團分離分析法,Bulked Segregant Analysis)分析法首次由Michlmore等…提出併成功地在萵苣中篩選出與目的基因相連鎖的標記。該方法首先從一對具有目標基因的表型差異的親本所產生的任何一種分離羣體中,根據目標基因的表型分別選取一定數量的植株,構成 2個亞羣或集團。將每羣的 DNA等量混合,形成兩個相對性狀 的“基因池”(gene  pool),然後用合適的分子標記對兩個基因池進行分析,在兩羣間表現多態性的分子標記遺傳上與目標性狀基因座位相連鎖。在獲得了與目標基因相連鎖的分子標記以後,可以利用某一作圖羣體進行分析以便進一步檢測所得分子標記與目標性狀基因的連鎖程度,以及其在某已知分子圖譜中或染色體上的位置,這樣才能完成真正意義上的對基因的標記定位。由於建池時使用了特定的分離羣體,並且在分組時僅對目標性狀進行選擇,這樣可以保證其他性狀的遺傳背景基本相同,兩個基因池之間理論上就應主要在目標基因區段存在差異,因此兩基因池又被稱爲近等基因池,這就排除了環境及人爲因素的影響,使研究結果更爲準確可靠¨。BSA法克服了很多作物難以得到近等基因系的限制,並且比近等基因系法省時省力,是一種非常實用的基因標記定位的方法,應用非常廣泛。

9、論述近等基因系的構建方法?:

NIL羣體即近等基因系羣體,羣體內不同個體的染色體絕大部分區間完全相同,只有少數幾個或一個區間彼此存在差異;NIL羣體可以將多個QTL位點分解成單個孟德爾遺傳因子,將數量性狀轉化爲質量形狀,從而可以對主效QTL進行精細定位和圖位克隆。DH羣體是配子基因型經染色體加倍形成的,不同個體基因型穩定,屬於永久作圖羣體。

10、說明RIL,DH羣體的概念?

RIL羣體即重組自交系羣體,是將F2羣體不同個體連續自交或同胞交配,使家系內個體基因型趨於純合,屬於永久性定位羣體;RIL羣體的分離比率爲1:1;單粒傳法是常見的RIL羣體創制方法,但需要多年多世代的工作。

DH羣體標記的分離比是1:1;該類型的羣體不僅可以對質量性狀進行定位,也可以對數量性狀進行多年多點的重複實驗,是研究基因型和環境互作的理想材料。

11、論述獲得RIL羣體的方法和過程?

RIL羣體即重組自交系羣體,是將F2羣體不同個體連續自交或同胞交配,使家系內個體基因型趨於純合,屬於永久性定位羣體;RIL羣體的分離比率爲1:1;單粒傳法是常見的RIL羣體創制方法,但需要多年多世代的工作。

11、論述兩點測驗和三點測驗的方法?

兩點測驗是以兩對基因爲對象來測定交換值,每次只研究兩對基因,因此測定三對基因再染色體上的位置,要通過三次雜交,三次測交,最後根據交換值來判定基因的位置,這也是最基本的基因定位方法

三點測驗是指利用三對連鎖基因雜合體,通過一次雜交和一次測交,同時確定3對基因在染色體上的位置。  本法用於測定同一染色體上基因的排列順序以及各個基因間的相對距離,是繪製連鎖圖(染色體圖)的基本實驗方法。

12、說明重組率的概念?

重組率即交換值是指交換型配子佔總配子數的百分率,反映的是兩基因間發生交換的概率。當兩基因相距很近時,重組值可以較真實地反映基因間發生交換的情況,能較好的代表基因間的距離,重組值等於交換值。但是,當兩基因相距較遠時,由於其間發生雙交換甚至更多交換,雙交換和偶數多交換產生的交換型配子與親型配 子一 樣,重組型個體不能完全代表交換型配子,重組值就不能真實地反映基因間的發生交換的情況,重組值小於交換值

13、說明自交純化的過程?

兩個雜合的品種通過雜交得到F1代,F1代逐代的自交,每自交一代,純和的比例會相對的增加,雜合子的比例會相對減少,每代自交的雜合子比例爲1/2r,而純合子的比例爲1-1/2r,,因而對F1進行逐代的自交,可以達到自交純化的效果。

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