数量遗传学相关概念
1、论述数量性状多基因学说?
答:
1908年尼尔逊。埃尔用红粒和白粒小麦进行杂交试验,提出了多基因假说,该假说对数量遗传进行了多方的解释,在该假说中认为,数量性状是由许多彼此独立的基因作用的结果,每个基因对性状的表现的结果较微,即该基因为微效基因,该基因的遗传方式依然遵循孟德尔遗传规律,其中还假定:(1)各基因的效应相等。(2)各个等位基因的表现为不完全显性或无显性,或表现为增效和减效作用。(3)各基因的作用是累加的,最终结果满足剂量效应。(4)有些数量性状受到少数几对主基因的支配,同时受到一些微效基因的修饰。(5)各个基因对外界环境敏感,其表现性容易受到环境影响。
若该性状为数量性状,且受多基因调控,其子代的分布情况可能符合正太分布
2、给出多基因学说的试验论证过程。
答:
在小麦粒色的遗传研究中发现,红粒×白粒→F1,表现为中间程度的粒色;F1→F2,F2的籽粒颜色由红到白呈连续变异的过渡类型。有以下几种情况:
A B C
P1 红粒×白粒 红粒×白粒 红粒×白粒
↓ ↓ ↓
F1 红粒(浅红) 粉红粒 红粒
↓U ↓U ↓U
F2 3/4红粒 15/16红粒 63/64红粒
1/4白粒 1/16白粒 1/64白粒
试验结果分析:F2的表型按非红即白分,其表型比分别为3∶1、15:1和63:1,符合 (3 :1)n (n为控制基因对数);若细分,F2的红粒中又呈现各种程度的差异,按红色的程度分为:
A中,1/4红粒∶2/4中红粒∶1/4白粒,
B中,1/16深红∶4/16红粒∶6/16中红∶4/16淡红:1/16白色
C中,1/64极深红∶6/64深红∶15/64红粒∶20/64中红∶15/64中淡红∶6/64淡红∶1/64白粒
F2中随R基因的逐渐减少,r基因的逐渐增加,麦粒的颜色由深红逐渐变浅至白,实验结果表明:
①小麦粒色遗传受多对基因控制,符合遗传的基本规律 ,说明这些基因位于染色体上;
②F2类型的分离比符合二项分布(p+q)n,表现连续变异,涉及的基因数越多,F2出现的类型也越多;
③多对基因间无显隐性关系,显性基因间具累加作用。
理论解释:设A1a1和A2a2为两对决定籽粒颜色的基因,A为增效基因,a为减效基因,A与a没有显隐性关系。
P: A1A1A2A2×a1a1a2a2
红粒↓白粒
A1a1A2a2(粉红粒)
↓U
F2基因型及比率: 1a1a1 A2A2、
2A1A1A2a2、4A1a1A2a2、2a1a1A2a2
1A1A1A2A2、、2A1a1A2A2、1A1A1a2a2、2A1a1a2a2、1a1a1a2a2
增效基因数: 4 3 2 1 0
表型: 深红粒 红粒 中红粒 淡红 粒白粒
表型比: 1/16 4/16 6/16 4/16 1/16
3、论述数量性状的特点和复杂性的表现?
答:
特点:
1、在数量性状的表型中, 分离群体的表现为连续的变异
2、数量性状一般容易受环境的影响,且该种变异不能遗传
复杂性的表现:
1、受多个基因调控
2、环境对基因的影响大,因为表型在不同的环境下的表现不同,研究表型的遗传规律难度
3、微效基因调控的较多,基因之间又存在相互作用,对表型的影响较大
4、说明数量性状研究的重要意义?
答:
对数量性状进行研究可以挖掘与表型相关的调控基因,对整个表型的相关的调控基因网络进行完善,完善基因网络结构对于作物的表型研究和作物的育种,具有一定的作用
5、数量性状与质量性状的区别与联系?
答:
1、质量性状大多数受单基因控制,二数量性状受多基因控制
2、质量性状遗传率较高,不易受环境的影响,数量性状容易受环境的影响
3、有些性状即可以作为质量性状和数量性状的特点,又连续的变异又有明显的主要基因调控
20211015
1、论述单倍型与配子型的概念?
考虑两个或两个以上的座位时,二倍体个体中两条同源染色体上等位基因的构成有时又称为单倍型(haplotype)。例如,一个个体的基因型为AB/Ab,则来自雌雄亲本的两个单倍型分别为AB和Ab。
但是一般情况下,两个单倍型哪个来自雌亲、哪个来自雄亲是无法区分的。严格意义上讲,如果AB和Ab来自一个二倍体个体产生的配子,才能称其为配子型;如果AB和Ab来自一个二倍体个体的两条同源染色体,则应该称为单倍型。
2、论述遗传平衡与不平衡的概念?
遗传平衡:
群体中基因频率(某一等位基因在群体所有等位基因中所占的比例)和基因型频率(某一基因型个体在群体总个体数中所占的比例)从一代到另一代保持不变的现象
一群可以相互交配的个体称为群体。若一个群体符合下列条件:①群体无限大;②随机交配;③没有突变;④没有迁移;⑤没有任何形式的自然选择;则群体中各基因型的比率从一代到另一代保持不变
遗传不平衡:
若一个群体中基因频率和基因型频率在群体中变化,不能达到遗传平衡的时候,即为遗传不平衡
3、论述连锁不平衡的概念及其测度方式?
连锁不平衡 (linkage disequilibrium)是指分属两个或两个以上基因座位的等位基因同时出现在一条染色体上的几率,高于随机出现的频率。只要两个基因不是完全独立地遗传,就会表现出某种程度的连锁。这种情况就叫连锁不平衡。
LD的基本单位是D,但是度量观察到的单倍型频率与平衡状态下期望频率的偏差。虽然D能够很好的表达LD的基本含义,但是由于其严格依赖于等位基因频率(allele frequency),故不适合应用于表述实际的LD强度。所以一般在LD的度量中最常见的是D'和r2。二者各有各的特点和用途,但都是基于D的。
当D'=0,r2=0时,处于完全连锁平衡状态
当D'=1,r2=1时,处于完全连锁不平衡状态。
其中,从0—1之间的度量越高,LD越高,如果两个位点连锁,连锁程度也越高
4、论述HWE的内涵?
哈迪-温伯格定律(Hardy-Weinberg Law) 在随机交配群体中,设一基因座有两种等位基因A和a的频率分别为p和q,基因型AA、Aa和aa的频率分别为p2,2pq和q2,则该群体为遗传平衡群体,不随世代变化。在世代间,遗传平衡群体的等位基因频率(群体中,一基因座某种等位基因数与该基因座全部等位基因数之比)与基因型频率(群体中,某基因型个体数与该群体全部个体数之比)的这种恒定关系,是由英国数学家哈迪(D.H.Hardy)和德国医生温伯格(W.Weinberg)于1908年分别独立发现的,称为哈迪-温伯格定律,也称遗传平衡定律(genetic equilibrium law)。维持遗传平衡的条件是:群体无限大,没有突变、选择、迁移和遗传漂变。哈迪-温伯格定律的意义,在理论上,是群体遗传和数量遗传理论的基石,遗传学这两个分支学科的遗传模型和参数估算,就是根据该定律推导出来的。在实践上,它提示我们在引种、留种、分群和建立近交系时,不要使群体过小,否则,就会导致群体的等位基因频率和基因型频率的改变,从而导致原品种(品系)“种性”或一些优良经济性状的丧失。
5、说明测验遗传平衡的方法?
基于HWE计算期望频率和次数,计算卡方
6、何谓永久遗传群体?何谓临时群体?
7、论述F2:3群体的概念?:
F2群体或者衍生的F2:3群体是最常用的作图群体,配置简单,不需要很长时间就可完成,属于临时定位群体;共显性标记(codominant marker)在群体内的分离比为1:2:1,显性标记(dominant marker)则为3:1。F2群体中各单株的基因型不同,数量性状可靠性差,需要F2:3或其它单株衍生家系进行验证。
8、论述BSA方法?
BSA(分离体分组混合分析法或混合分组分析法,又称 集团分离分析法,Bulked Segregant Analysis)分析法首次由Michlmore等…提出并成功地在莴苣中筛选出与目的基因相连锁的标记。该方法首先从一对具有目标基因的表型差异的亲本所产生的任何一种分离群体中,根据目标基因的表型分别选取一定数量的植株,构成 2个亚群或集团。将每群的 DNA等量混合,形成两个相对性状 的“基因池”(gene pool),然后用合适的分子标记对两个基因池进行分析,在两群间表现多态性的分子标记遗传上与目标性状基因座位相连锁。在获得了与目标基因相连锁的分子标记以后,可以利用某一作图群体进行分析以便进一步检测所得分子标记与目标性状基因的连锁程度,以及其在某已知分子图谱中或染色体上的位置,这样才能完成真正意义上的对基因的标记定位。由于建池时使用了特定的分离群体,并且在分组时仅对目标性状进行选择,这样可以保证其他性状的遗传背景基本相同,两个基因池之间理论上就应主要在目标基因区段存在差异,因此两基因池又被称为近等基因池,这就排除了环境及人为因素的影响,使研究结果更为准确可靠¨。BSA法克服了很多作物难以得到近等基因系的限制,并且比近等基因系法省时省力,是一种非常实用的基因标记定位的方法,应用非常广泛。
9、论述近等基因系的构建方法?:
NIL群体即近等基因系群体,群体内不同个体的染色体绝大部分区间完全相同,只有少数几个或一个区间彼此存在差异;NIL群体可以将多个QTL位点分解成单个孟德尔遗传因子,将数量性状转化为质量形状,从而可以对主效QTL进行精细定位和图位克隆。DH群体是配子基因型经染色体加倍形成的,不同个体基因型稳定,属于永久作图群体。
10、说明RIL,DH群体的概念?
RIL群体即重组自交系群体,是将F2群体不同个体连续自交或同胞交配,使家系内个体基因型趋于纯合,属于永久性定位群体;RIL群体的分离比率为1:1;单粒传法是常见的RIL群体创制方法,但需要多年多世代的工作。
DH群体标记的分离比是1:1;该类型的群体不仅可以对质量性状进行定位,也可以对数量性状进行多年多点的重复实验,是研究基因型和环境互作的理想材料。
11、论述获得RIL群体的方法和过程?
RIL群体即重组自交系群体,是将F2群体不同个体连续自交或同胞交配,使家系内个体基因型趋于纯合,属于永久性定位群体;RIL群体的分离比率为1:1;单粒传法是常见的RIL群体创制方法,但需要多年多世代的工作。
11、论述两点测验和三点测验的方法?
两点测验是以两对基因为对象来测定交换值,每次只研究两对基因,因此测定三对基因再染色体上的位置,要通过三次杂交,三次测交,最后根据交换值来判定基因的位置,这也是最基本的基因定位方法
三点测验是指利用三对连锁基因杂合体,通过一次杂交和一次测交,同时确定3对基因在染色体上的位置。 本法用于测定同一染色体上基因的排列顺序以及各个基因间的相对距离,是绘制连锁图(染色体图)的基本实验方法。
12、说明重组率的概念?
重组率即交换值是指交换型配子占总配子数的百分率,反映的是两基因间发生交换的概率。当两基因相距很近时,重组值可以较真实地反映基因间发生交换的情况,能较好的代表基因间的距离,重组值等于交换值。但是,当两基因相距较远时,由于其间发生双交换甚至更多交换,双交换和偶数多交换产生的交换型配子与亲型配 子一 样,重组型个体不能完全代表交换型配子,重组值就不能真实地反映基因间的发生交换的情况,重组值小于交换值
13、说明自交纯化的过程?
两个杂合的品种通过杂交得到F1代,F1代逐代的自交,每自交一代,纯和的比例会相对的增加,杂合子的比例会相对减少,每代自交的杂合子比例为1/2r,而纯合子的比例为1-1/2r,,因而对F1进行逐代的自交,可以达到自交纯化的效果。