A. 数量遗传学
数量遗传学
英文名称：
quantitative genetics
定义：
用数理统计和数学方法研究生物群体数量性状遗传规律的遗传学分支学科。
所属学科：
遗传学（一级学科）；总论（二级学科）
本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
数量遗传学 采用数理统计和数学分析方法研究数量性状遗传的遗传学分支学科。
简史 1909年瑞典遗传学家H.尼尔松－埃勒提出多基因学说，用每对微效基因的孟德尔式分离来解释数量性状的遗传。英国统计学家和遗传学家R.A.费希尔、美国遗传学家S.赖特和英国生理学家和遗传学家J.B.S.霍尔丹在20世纪20年代奠定数量遗传学的理论基础。40年代中美国学者J.L.勒什和英国数量遗传学家K.马瑟进一步发展了数量遗传研究，K.马瑟并把它称为生统遗传学。50年代以来随着概率论、线性代数、多元统计和随机过程等的逐步应用，使数量遗传学的内容又有了很大的发展。
研究方法 主要是用生物统计学方法对群体的某种数量性状进行随机抽样测量,计算出平均数、方差等,并在此基础上进行数学分析。根据丹麦植物生理学家和遗传学家W.L.约翰森的研究规定数量性状的表型值P 等于基因型值G和环境值E之和；群体的平均表型值圴即等于平均基因型值强（因为群体的∑E＝0）；基因型值又由基因的累加效应值A、显性效应值D和非等位基因间的上位性效应值I组成。这样,群体某一数量性状的遗传变异即可用遗传型方差VG表示，它是累加方差VA、显性方差VD和上位性方差VI之和。如不考虑环境因素与遗传因素间的相互作用，那么测量到的表型变异的表型方差(VP)即等于遗传型方差VG与环境方差VE之和，可写成如下公式：
VP＝VG＋VE＝VA＋VD＋VI＋VE根据此式,只要能估算出环境方差(例如可用纯系亲本或杂种一代的方差来表示),就可测量杂种分离世代表型方差中遗传型方差的大小。以此为基础，也可以估算出育种实践上一系列有指导意义的遗传参数如遗传力、重复力、遗传相关、遗传进度以及选择指数等。利用这些参数就可以分析和预测数量性状变异的遗传动态，作为动、植物育种的参考。
数量遗传学的另一个重要内容是研究各种不同遗传交配设计（如双列杂交、轮回选择、动物的各种交配系统等）以及在这些交配设计中数量性状的遗传动态。此外，基因型与环境的相互作用也是近年来数量遗传学的重要研究课题。
相关概念
遗传力遗传力或称遗传率，用来测量一个群体内某种由遗传原因(对环境影响而言)引起的变异在表型变异中所占的比重，以此作为选择的一个参考指标，从而判断该性状变异传递给后代的可能程度，例如奶牛的出生体重的遗传力是49％(见表)，说明出生体重在很大程度上是由遗传因素决定的，所以按出生体重来选育大型牛的成功的可能性较大。相反地，怀孕率的遗传力是3％,说明怀孕率大部分不决定于遗传因素，所以按怀孕率来选育多产的奶牛的成功的可能性很小。广义遗传力 (h2B)以遗传型方差占表型方差的比值(h2B＝VG/VP)表示。遗传力大,则该性状的变异主要来自遗传因素，受环境变动的影响较小。由于遗传方差中只有累加方差VA是上下代可以固定遗传的变异量，所以在育种上应用时常以累加方差占表型方差的比值来表示遗传力(h2N＝VA/VP),这就是狭义遗传力。遗传力在动、植物育种中有着广泛的应用。育种实践常需求出有关数量性状的遗传力作为确定选种方法和时期的参考，以及用来预测选择效果与估计累加效应值，即育种值等（见表）。
重复力指个体在不同次生产周期之间某一数量性状的表型值可能重复的程度，用以度量有关某一性状的基因型在波动的环境中得以表达的稳定性；也可以用于研究群体中某种数量性状在不同环境中的近似度。重复力也是组内相关系数，因而它还可以确定某一表型值应该测量的次数。如牛奶乳脂率的重复力为80％，这表明重复力较高，测量少数几次就能大致确定该乳牛今后的乳脂率水平。此外，重复力还可以用来估算群体或个体某一性状的稳定性。
遗传相关指同一个体两个性状的基因型中累加效应之间的相关，它等于两性状的遗传协方差与各性状遗传标准差乘积之比。遗传相关可以反映基因型间的相关程度，所以可以利用遗传力高的性状来间接选择某些与它有较高遗传相关但遗传力低或不易测量的经济性状，以提高选择效果。
由于遗传相关已经除去了环境影响，所以它就比表型相关可靠。例如家鸡卵重变异的遗传力为60％，体重变异的遗传力只有31％；这暗示按体重选育大种鸡效果不佳，这两种性状的表型相关虽只有0.16％，但遗传相关达50％，因此可以按卵重性状间接选育大种鸡。又如牛的泌乳量与牛的体型及乳房形状之间有密切的遗传相关，水稻的产量同产量因子（如每株穗数、每穗粒数及千粒重等）之间也存在遗传相关。
在育种工作中通常根据性状的相关性，从一个性状的特点间接地预测另一性状的选择价值。但这只是表型相关，它还包含有环境影响的部分，所以不能真实地反映不同性状间的遗传关系。遗传相关真实反映基因型间的相关，以它作为根据来进行选择就能收到比较良好的效果，尤其是选择遗传力较低的性状收效更为显著。
遗传进度(又称遗传获得量)是杂种后代某一数量性状的平均数在一定选择强度下比原来群体平均数提高的数值。它是遗传力h2与选择差i的函数，即ΔG＝ih2。选择差指群体中某一数量性状的平均值与被选作为下一代亲本个体该性状平均值之间的差量。遗传进度是确定遗传效果的一个重要估计值。只要求出两性状的遗传力和它们之间的遗传相关，就可以估计通过一个性状的选择来间接选择另一性状的相关遗传进度。
遗传进度按性状的遗传力有着不同的效果。对遗传力高而遗传方差大的性状，在一定选择强度下可以获得较大的遗传进度，说明这一性状的选择效果较高。因此遗传进度是确定选择效果的一个重要参数。此外，性状间遗传进度的关系也如性状间相关一样，对一个性状的选择将会影响另一性状的遗传进度。性状间的相关只是相对地说明两个性状的密切程度；而性状间遗传进度的相关则表明两个性状在遗传上获得的绝对值的相互关系。所以遗传进度不仅可以用来预测某一性状在选择下的绝对进度，还能预测其他性状引起的相应进展。据此，我们也就能够对育种材料作出适当的评价，而对供试的材料给以合理的安排和处理。
选择指数是对多个数量性状进行综合选择的选择指标，可以用来使目标性状经过选择而获得最大的改进。选择指数值等于各性状表型值与指数系数乘积的代数和。随着问题的性质和要求不同，确定指数系数的方法也各不相同，因而有许多不同估算法的选择指数可以作为多个数量性状选择时的指标。
数量遗传学的另一个重要内容是研究各种不同遗传交配设计（如双列杂交、轮回选择、动物的各种交配系统等）以及在这些交配设计中数量性状的遗传动态。此外，基因型与环境的相互作用也是近年来数量遗传学的重要研究课题。
遗传规律与生物统计学以及其他数学分支结合起来，解释数量性状的遗传规律和生物发展的规律，从而丰富和充实了遗传学和进化论。由于经济性状绝大多数是数量性状，所以研究数量性状的遗传变异对于育种实践具有重要的指导作用。
开放分类：
生物化学，生物学，遗传学，微生物学 参考资料：http://ke..com/view/1357349.htm
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作业二 （第二章）答案
一、名词解释
1、染色体
答：P70--染色体（Chromosome ）是细胞内具有遗传性质的物体，易被碱性染料染成深色，所以叫染色体（染色质）；其本质是脱氧核甘酸，是细胞核内由核蛋白组成、能用碱性染料染色、有结构的线状体，是遗传物质基因的载体。
2、基因
答：P72--基因（遗传因子）是遗传的物质基础，是DNA或RNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列。基因通过复制把遗传信息传递给下一代，使后代出现与亲代相似的性状。人类大约有几万个基因，储存着生命孕育、生长、凋亡过程的全部信息，通过复制、表达、修复，完成生命繁衍、细胞分裂和蛋白质合成等重要生理过程。生物体的生、长、病、老、死等一切生命现象都与基因有关。它也是决定人体健康的内在因素
3、数量性状
答：P73--数量性状（quantitativecharacters）是指在一个群体内的各个体间表现为连续变异的性状，如动植物的高度或长度等。数量性状较易受环境的影响，在一个群体内各个个体的差异一般呈连续的正态分布，难以在个体间明确地分组。
首先要明确，这里的“连续变异”并不是“变异”，也就是不属于变异类型。这里的“连续变异”指性状的连续性变化。例如，水稻种子的重量，可能有25克的，35克的，还有可能是介于25克到35克之间的任意数值，这样的变化就是所谓的“连续变异”，最好表述为“连续变化”。 性状可分为质量性状和数量性状两大类。质量性状，是指具有明显的不连续差异的性状。例如：水稻的粳与糯，鸡羽的芦花斑纹和非芦花斑纹。数量性状，是指变异呈连续状态，界限不清楚，不易分类的性状。例如：作物的产量、成熟期，奶牛的泌乳量，棉花的纤维长度、细度等等。
4、遗传力
答：P77--性状的总表型方差中，遗传方差所占的比例。遗传力又分为广义遗传力和狭义遗传力。数量性状受到环境因素的影响很大，那么表型的变异可能有遗传的因素，也有环境的因素，甚至还有环境和遗传相互作用的因素
5、杂种优势
答：P100--指杂交子代在生长活力、育性和种子产量等方面都优于双亲均值的现象。遗传学中指杂交子代在生长、成活、繁殖能力或生产性能等方面均优于双亲均值的现象。
杂种优势是杂合体在一种或多种性状上优于两个亲本的现象。例如不同品系、不同品种、甚至不同种属间进行杂交所得到的杂种一代往往比它的双亲表现更强大的生长速率和代谢功能，从而导致器官发达、体型增大、产量提高，或者表现在抗病、抗虫、抗逆力、成活力、生殖力、生存力等的提高。这是生物界普遍存在的现象。
二、填空
1、适于家系选择的条件是低的遗传力，大的家系、共同环境造成的家系差异小.
P88--
2、根据配种双方个体的品质异同和亲缘关系,选配可分为 品质选配、亲缘选配.
P90--
3、影响家畜品种形成的主要因素是社会经济条件、自然环境条件 .
P96-
4、按照产品类型,可将家畜的品种分为专用品种、兼用品种
P97-
5、按照培育程度,可将家畜的品种分为原始品种、培育品种
P97--
6、配合力可分为两种一般配合力、特殊配合力
P103--
7、完整的繁育体系由纯系选育、良种扩繁、商品畜禽生产（育种场、繁殖场、商品场）组成.
P105--
三、单项选择题
1、两个基因型均为Pp的杂合子个体,交配后可产生的后代有如下基因型组合PP,Pp,pp,其比例为B .
A
,1:1:1 B,1:2:1 C,2:1:1
D,1:1:2
P74-
2、自由组合定律是揭示 C 的遗传规律.
A,1对等位基因位于非同源染色体上
B,1对等位基因位于同源染色体上
C,两对或两对以上的相对等位基因位于非同源染色体上
D,两对或两对以上的相对等位基因位于同源染色体上
P74—75
3、位于 C 在遗传传递过程中不能独立分离的一种现象称为连锁.
A,不同染色体上的两个非等位基因
B,不同染色体上的两个等位基因
C,同一染色体上的两个非等位基因
D,同一染色体上的两个等位基因
P15--
4、重复力是指 B .
A,数量性状的基因型值占表型值的比例
B,数量性状在同一个体多次度量值间的相关
C,数量性状在不同一个体多次度量值间的相关
D,两数量性状表型值间的相关
P78-
5、根据其同胞的成绩对某一个体本身作出种用价值的选择评定方法称为 C .
A,性能测定 B,系谱测定 C,同胞测定 D,后裔测定
P88-
6、多性状选择方法主要有 C .
A,个体选择法,家系选择法,家系内选择法
B,顺序选择法,家系选择法,家系内选择法
C,顺序选择法,独立淘汰法,指数选择法
D,个体选择法,独立淘汰法,指数选择法
P88-89
7、根据配种双方个体的品质差异和亲缘关系,选配可分为 D
A,品质选配和纯种繁育 B,亲缘选配和杂种繁育
C,纯种繁育和杂种繁育 D,品质选配和亲缘选配
P90--
8、按品种的改良程度可分为 A .
A,原始品种和培育品种 B,专用品种和兼用品种
C,原始品种和专用品种 D,培育品种和兼用品种
P97--
四、简答题
1,选择的实质是什么
P85--答：选择是选留一些性能优于同群其他个体作为繁殖下一代的种畜，是一个选优去离的过程。选择是畜禽改良的基本方法，无论是自然选择还是人工选择，其实质是打破了繁殖的随机性，使得某些个体增加了繁殖后代的机会，而另外一些个体减少了甚至被完全剥夺了繁殖后代的机会，从而选留个体所具有的基因频率在后代群中增高，进而改变后代中质量性状各种类型的比率和数量性状的全群平均值。
2,何为基因型与环境互作 请举例说明.
P76--答：基因型是指生物的遗传型，即控制性状的基因组合类型。是生物体从它的亲本获得全部基因的总和。一个生物体的性状是很多的，那么，控制这些性状的全部基因就称为生物体基因型。但一般是指生物体被研究的性状的有关基因的组成，它是性状表现的内在因素，基因型肉眼看不到，可以通过杂交实验来鉴定。一般用符号来表示。如豌豆高茎的基因型可用DD或Dd表示；矮茎可用dd表示。基因型与环境互作就是生物的性状是由基因和环境共同作用的结果。基因指导蛋白质形成,使生物形成性状,但环境也会影响性状的表现。例如水毛茛,在空气中的茎和水中的茎不同。
3,比较简单杂交,三元杂交,双杂交和轮回杂交的优缺点.
P104-105答：简单杂交是两个种群杂交一次，一代杂种无论公母均为商品生产。只需一次配合力测定工作，不能充分利用杂交优势。
三元杂交是先用两个种群杂交，生产在繁殖性能方面具有显著杂种优势的母畜 再用第三种群公畜作为父本与之杂交，一生产商品畜禽。是目前世界广泛采用的育种方法。
双杂交是用四个种群县分别两两杂交，生产出两种不同的杂交公母畜，然后再用两杂交种群进行杂交，生产商品畜禽。
轮回杂交是两三个绘制多个种群公畜轮流做父本，与杂交种母畜进行杂交。
C. 什么是遗传学中的重复力
遗传学中的重复力指一个数量性状在同一个体多次度量值之间的相关程度。即同一个体某种性状各次测量值之间的组内相关系数。畜禽许多生产性状在终身是可多次度量的，如母猪的窝仔数、奶牛的产乳量。
组内相关系数指组内有某种特定联系的多组数据两两之间的平均相关系数。主要通过计算变量方差和协方差得到。