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第十三章 数量性状遗传(近亲繁殖与杂种优势).ppt

第十三章 数量性状遗传(近亲繁殖与杂种优势)

中小学精品课件
2019-04-27 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《第十三章 数量性状遗传(近亲繁殖与杂种优势)ppt》,可适用于综合领域

第十三章数量性状遗传(近亲繁殖与杂种优势)自然界中生物繁殖方式有两种:有性繁殖(sexualreproduction):通过♀、♂结合产生的繁殖方式无性繁殖(asexualreproduction):通过营养体增殖产生后代的繁殖方式一、近亲繁殖的交配类型.近交(Inbreeding):指亲缘关系相近的两个个体间的交配。动物中称:()表兄妹(firstcousins)姑舅:林黛玉和贾宝玉。()半同胞(halfsib):同父异母同母异父。()全同胞(fullsib):自群繁殖同窝交配。植物中:()自交(selfing):同株内或相同基因型个体间的交配。()姊妹交(sistermating):株系系统内个体间的杂交。()回交(backcross):杂交后代与双亲之一的再次杂交。.远交(Outbreeding):不同种、属之间的交配。()种间杂交:小麦×大麦马×驴→骡()属间:萝卜×甘兰人×鼠一个生物群体的遗传结构与其交配方式是有相当的关系的。换句话说雌雄配子的亲本来源以及交配方式对后代群体遗传动态有着重大的影响。二、自交的遗传效应植物育种中经常使用自交如杂种后代自交系提纯等都是让其自交杂合基因型自交后代群体及个体基因型有何变化呢?设一对杂合基因Aa自交若干代它们的群体基因有如下变化:Aa↓AAAaaa自交后代基因型变化.杂合体通过自交其后代群体中个体基因型迅速趋于纯合。杂合体比率:r纯合体比率:(r)当有n对基因((r))n纯合体:杂合体=(r)n:r=:(r)n=(r)n(把:换成+)纯合项杂合项纯合体比率:纯合体比率X=(r)n×自交后代基因型变化结论:()无论杂合基因对数有多少一般~代自交纯合率达以上()育种上一个品系自交代即可示范代后就可推广。.自交导致等位基因纯合使隐性性状得以表现可以淘汰不良个体改良群体组成。例:AaBb→AABBaabb←淘汰以后群体中只剩下AABB基因。但异交则这个作用不强a、b基因易隐藏在A、B基因遮盖之下。从该理论出发:()天然异交群体(玉米、麻类、果树、人):隐性有害基因淘汰率低因此群体中有较多的有害基因。当人工强迫自交时有害基因纯合有害性状表现故表现出“自交有害”性。()天然自交群体(小麦、水稻等):在自然中一直是自交因此隐性基因多被淘汰群体中有害基因少。但往往不表现杂交优势。()人类是异交群体人群中有大量的有害基因因此近亲不能婚配这叫保守优生学。.自交使基因纯合遗传性状稳定便于保持物种种性。自交与异交:纯隐性个体出现的比率。.自交例:一个群体:个AAAaaaaa淘汰自交下一代:AA→AAAa→AA:Aa:aa淘汰F代aa出现频率即淘汰频率为==淘汰后p=q=.自由授粉rAAAaaa←淘汰p=q=r产生配子AA→AAa→Aa自由授粉淘汰率==(低于自交的)r代p=q==(高于自交q=)三、回交的遗传效应回交可表示为:A×B↓F×A连续回交A为轮回亲本B为非轮回亲本↓BC×A↓BC×A图细胞型图示核代换基因型图示纯合率与纯合内容:FAa×AABC½AAAa×AABCAAAAAa×AABCAAAAAAAa×AA.连续回交回交后代核基因成份被轮回亲本所取代(取代速度同自交一样非轮回亲本基因成份每代减少).纯合速度为X=rn×纯合方向为轮回亲本核成份。.育种作用:利用回交改良某一亲本少数不良性状。例:利用回交法改良玉米蛋白质含量。L:标准自交系农艺性状好配合力高蛋白质含量。为提高L蛋白含量肯定选高蛋白含量亲本:MNOpaqueO蛋白含量为方法:L×MN改良型的L质大部分核仍为原L保持良好农艺性状交配合力只是通过回交把低蛋白基因换成了MN中的高蛋白基因这些基因是通过每代中选择保留下来的。用这种方法常用来转育雄性不育基因保持基因恢复基因抗病性矮杆等少数的质量性状基因。四、纯系学说年约翰生(Johansen·w)从菜市上买回一些菜豆种子按重量把轻重分开种下去秋季收获时按平均重量把小粒与大粒分开共分了个株系。从年他特别注重最轻粒重和最大粒重两个株系约翰生的菜豆试验结论:纯系学说(purelinetheory)()年中的小粒与大粒则是可以遗传的。即:在天然混杂的群体内每粒种子是一个纯系纯系间的差异是可遗传。因此在基因型混杂群体中选择有效。()年的小粒品系中选择的轻、重、后代不遗传年的大粒品系中选择的轻与重后代也不遗传。在一个纯系内再出现的变异是不遗传的因此纯系内选择无效。讨论:.纯系学说遗传上区分了遗传的变异与不遗传的变异因此也区分了基因型与表现型的概念。表现型=基因型+环境P=G+E(数量遗传的基础).育种上纯系学说建立了单株选择的理论基础。即选择一定要在有杂合基因型群体中进行环境影响的变异不遗传。特殊性注意:纯系学说与系统育种不但不矛盾而且也正是选择育种的理论基础证明杂合基础对选择的决定作用“一穗传”、“优中选优”往往需要数代在此中可能有()突变()天然杂交()剩余杂合基因等。因此优中可选出更优的类型来。纯系小麦繁殖田五杂种优势农业生产上玉米普遍使用杂交种即F代种子园艺作物上番茄用F种子比品种增产~洋葱增产以上国内外杂种蔬菜品种达种之多有番茄、黄瓜、西瓜、萝卜、白菜、甘兰、洋葱、瓜类等。那么杂种优势是如何产生的呢?怎样利用杂种优势?上述作物可以利用杂优其它作物小麦、土豆能不能用杂种优势?为什么还不利用?杂种玉米杂交玉米杂种优势的概念一般来说在同一物种内用两个遗传组成不同的亲本杂交产生的F代在生长势、生活力、繁殖力抗逆性产量及品质都方面都明显优越双亲这种现象叫杂种优势(heterosisorhybridvigor)现在发现它是生物界存在的普遍现象。例:既然是普通现象那么在任何一种生物都存在。早在年以前我国农书《齐民要求》记载。马×驴→骡←个大、耐劳、听话集双亲之优点。猪杂交种生长快植物、玉米、水稻用杂交种达斤亩。男性xy杂混血儿红海的早晨洋娃娃杂种优势表现的特点:杂种优势表现在F即F优势杂种优势是诸多性状在个体上综合表现的结果。(其后代。个体大营养面积大生殖器官发达穗大粒多、产量高抗性好生活力强)非一两个性状表现突出。因此杂种优势是个体优良性状的综合表现能集双亲之优点于一身使个体综合性状表现良好。杂种优势产生的特点:双亲相对差异越大F优势越强双亲基因型纯度越高F优势越强。F优势与F衰退:F优势:F代的优良表型。F优势()=F(PP)×(平均优势)(PP)F衰退():由F产生的F代在生活力、生长势等方面都明显比F为差这种现象称F衰退(depression)F衰退()=(FF)F×杂优产生的理论目前有两个假说(hypothesis)显性假说与超显性假说。⑴.显性假说(dominacehypothesis)认为是双亲的显性基因全部集累在杂种F中所引起的显性互补和累加作用。AAbbCCddEE×aaBBccDDee→FAaBbCcDdEe显性基因遮盖了隐性基因显性作用显性基因位点多累加作用。累加:性状内显性互补累加个体内所有优良性状积于一身。因此要使F出现最大优势那么显性位点愈多愈好实际上是杂合位点愈多愈好。⑵.超显性假说(superdominancehypothesis)认为F优势来源于双亲基因异质结合性。即Aa>AA作用。如:玉米自交系甲×乙甲产量斤亩。那么F产量最高为甲+乙=斤实际上可达斤。多余的斤是异质性作用产生的交互作用+>超显性基因作用理论是等位的两个基因都有作用。而显性作用基因只有显性基因才起作用。例:合成赖氨酸有个同功酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ黄瓜在℃左右结果最好有的℃时最好其F在低温下和高温下都结果实际上是两个基因在超作用aa超显性作用。生物体性状有一些是显性作用有一些是不完全显性表现超显性作用。但总之有一点可以肯定:杂合位点愈多杂优越强。.好的双交种产量优势也很强。aa×aa→aaaaaaaa杂合位点仍占绝大多数生产性能不降。利用杂种优势关键是生产杂交种生产杂交种关键是植物去雄。玉米♀、♂异花易去雄故杂优已利用。棉花人工去雄产生一产量种子可以利用番茄、茄子小麦去雄困难不能产生足够量种子。利用途径:雄性不育基因型和光敏不育型洋葱即如此水稻。思考题:近亲繁殖有那些方式?为什么说自交是最严格的近亲繁殖?杂合体连续自交其后代有那些遗传表现?为什么说回交也是近亲繁殖的一种形式?在遗传效应上与自交有何异同?纯系学说的内容有那些?有何重要的理论意义和实践意义?杂种优势产生的主要因素有那些?为什么F代出现衰退?玉米自交系间杂交种的F比品种间杂交种衰退严重试分析原因。染色体多的生物与染色体少的生物相比较它们自交纯合的进度那个较快?为什么?第十三章数量性状遗传(近亲繁殖与杂种优势)自然界中生物繁殖方式有两种:有性繁殖(sexualreproduction):通过♀、♂结合产生的繁殖方式无性繁殖(asexualreproduction):通过营养体增殖产生后代的繁殖方式一、近亲繁殖的交配类型.近交(Inbreeding):指亲缘关系相近的两个个体间的交配。动物中称:()表兄妹(firstcousins)姑舅:林黛玉和贾宝玉。()半同胞(halfsib):同父异母同母异父。()全同胞(fullsib):自群繁殖同窝交配。植物中:()自交(selfing):同株内或相同基因型个体间的交配。()姊妹交(sistermating):株系系统内个体间的杂交。()回交(backcross):杂交后代与双亲之一的再次杂交。.远交(Outbreeding):不同种、属之间的交配。()种间杂交:小麦×大麦马×驴→骡()属间:萝卜×甘兰人×鼠一个生物群体的遗传结构与其交配方式是有相当的关系的。换句话说雌雄配子的亲本来源以及交配方式对后代群体遗传动态有着重大的影响。二、自交的遗传效应植物育种中经常使用自交如杂种后代自交系提纯等都是让其自交杂合基因型自交后代群体及个体基因型有何变化呢?设一对杂合基因Aa自交若干代它们的群体基因有如下变化:Aa↓AAAaaa自交后代基因型变化.杂合体通过自交其后代群体中个体基因型迅速趋于纯合。杂合体比率:r纯合体比率:(r)当有n对基因((r))n纯合体:杂合体=(r)n:r=:(r)n=(r)n(把:换成+)纯合项杂合项纯合体比率:纯合体比率X=(r)n×自交后代基因型变化结论:()无论杂合基因对数有多少一般~代自交纯合率达以上()育种上一个品系自交代即可示范代后就可推广。.自交导致等位基因纯合使隐性性状得以表现可以淘汰不良个体改良群体组成。例:AaBb→AABBaabb←淘汰以后群体中只剩下AABB基因。但异交则这个作用不强a、b基因易隐藏在A、B基因遮盖之下。从该理论出发:()天然异交群体(玉米、麻类、果树、人):隐性有害基因淘汰率低因此群体中有较多的有害基因。当人工强迫自交时有害基因纯合有害性状表现故表现出“自交有害”性。()天然自交群体(小麦、水稻等):在自然中一直是自交因此隐性基因多被淘汰群体中有害基因少。但往往不表现杂交优势。()人类是异交群体人群中有大量的有害基因因此近亲不能婚配这叫保守优生学。.自交使基因纯合遗传性状稳定便于保持物种种性。自交与异交:纯隐性个体出现的比率。.自交例:一个群体:个AAAaaaaa淘汰自交下一代:AA→AAAa→AA:Aa:aa淘汰F代aa出现频率即淘汰频率为==淘汰后p=q=.自由授粉rAAAaaa←淘汰p=q=r产生配子AA→AAa→Aa自由授粉淘汰率==(低于自交的)r代p=q==(高于自交q=)三、回交的遗传效应回交可表示为:A×B↓F×A连续回交A为轮回亲本B为非轮回亲本↓BC×A↓BC×A图细胞型图示核代换基因型图示纯合率与纯合内容:FAa×AABC½AAAa×AABCAAAAAa×AABCAAAAAAAa×AA.连续回交回交后代核基因成份被轮回亲本所取代(取代速度同自交一样非轮回亲本基因成份每代减少).纯合速度为X=rn×纯合方向为轮回亲本核成份。.育种作用:利用回交改良某一亲本少数不良性状。例:利用回交法改良玉米蛋白质含量。L:标准自交系农艺性状好配合力高蛋白质含量。为提高L蛋白含量肯定选高蛋白含量亲本:MNOpaqueO蛋白含量为方法:L×MN改良型的L质大部分核仍为原L保持良好农艺性状交配合力只是通过回交把低蛋白基因换成了MN中的高蛋白基因这些基因是通过每代中选择保留下来的。用这种方法常用来转育雄性不育基因保持基因恢复基因抗病性矮杆等少数的质量性状基因。四、纯系学说年约翰生(Johansen·w)从菜市上买回一些菜豆种子按重量把轻重分开种下去秋季收获时按平均重量把小粒与大粒分开共分了个株系。从年他特别注重最轻粒重和最大粒重两个株系约翰生的菜豆试验结论:纯系学说(purelinetheory)()年中的小粒与大粒则是可以遗传的。即:在天然混杂的群体内每粒种子是一个纯系纯系间的差异是可遗传。因此在基因型混杂群体中选择有效。()年的小粒品系中选择的轻、重、后代不遗传年的大粒品系中选择的轻与重后代也不遗传。在一个纯系内再出现的变异是不遗传的因此纯系内选择无效。讨论:.纯系学说遗传上区分了遗传的变异与不遗传的变异因此也区分了基因型与表现型的概念。表现型=基因型+环境P=G+E(数量遗传的基础).育种上纯系学说建立了单株选择的理论基础。即选择一定要在有杂合基因型群体中进行环境影响的变异不遗传。特殊性注意:纯系学说与系统育种不但不矛盾而且也正是选择育种的理论基础证明杂合基础对选择的决定作用“一穗传”、“优中选优”往往需要数代在此中可能有()突变()天然杂交()剩余杂合基因等。因此优中可选出更优的类型来。纯系小麦繁殖田五杂种优势农业生产上玉米普遍使用杂交种即F代种子园艺作物上番茄用F种子比品种增产~洋葱增产以上国内外杂种蔬菜品种达种之多有番茄、黄瓜、西瓜、萝卜、白菜、甘兰、洋葱、瓜类等。那么杂种优势是如何产生的呢?怎样利用杂种优势?上述作物可以利用杂优其它作物小麦、土豆能不能用杂种优势?为什么还不利用?杂种玉米杂交玉米杂种优势的概念一般来说在同一物种内用两个遗传组成不同的亲本杂交产生的F代在生长势、生活力、繁殖力抗逆性产量及品质都方面都明显优越双亲这种现象叫杂种优势(heterosisorhybridvigor)现在发现它是生物界存在的普遍现象。例:既然是普通现象那么在任何一种生物都存在。早在年以前我国农书《齐民要求》记载。马×驴→骡←个大、耐劳、听话集双亲之优点。猪杂交种生长快植物、玉米、水稻用杂交种达斤亩。男性xy杂混血儿红海的早晨洋娃娃杂种优势表现的特点:杂种优势表现在F即F优势杂种优势是诸多性状在个体上综合表现的结果。(其后代。个体大营养面积大生殖器官发达穗大粒多、产量高抗性好生活力强)非一两个性状表现突出。因此杂种优势是个体优良性状的综合表现能集双亲之优点于一身使个体综合性状表现良好。杂种优势产生的特点:双亲相对差异越大F优势越强双亲基因型纯度越高F优势越强。F优势与F衰退:F优势:F代的优良表型。F优势()=F(PP)×(平均优势)(PP)F衰退():由F产生的F代在生活力、生长势等方面都明显比F为差这种现象称F衰退(depression)F衰退()=(FF)F×杂优产生的理论目前有两个假说(hypothesis)显性假说与超显性假说。⑴.显性假说(dominacehypothesis)认为是双亲的显性基因全部集累在杂种F中所引起的显性互补和累加作用。AAbbCCddEE×aaBBccDDee→FAaBbCcDdEe显性基因遮盖了隐性基因显性作用显性基因位点多累加作用。累加:性状内显性互补累加个体内所有优良性状积于一身。因此要使F出现最大优势那么显性位点愈多愈好实际上是杂合位点愈多愈好。⑵.超显性假说(superdominancehypothesis)认为F优势来源于双亲基因异质结合性。即Aa>AA作用。如:玉米自交系甲×乙甲产量斤亩。那么F产量最高为甲+乙=斤实际上可达斤。多余的斤是异质性作用产生的交互作用+>超显性基因作用理论是等位的两个基因都有作用。而显性作用基因只有显性基因才起作用。例:合成赖氨酸有个同功酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ黄瓜在℃左右结果最好有的℃时最好其F在低温下和高温下都结果实际上是两个基因在超作用aa超显性作用。生物体性状有一些是显性作用有一些是不完全显性表现超显性作用。但总之有一点可以肯定:杂合位点愈多杂优越强。.好的双交种产量优势也很强。aa×aa→aaaaaaaa杂合位点仍占绝大多数生产性能不降。利用杂种优势关键是生产杂交种生产杂交种关键是植物去雄。玉米♀、♂异花易去雄故杂优已利用。棉花人工去雄产生一产量种子可以利用番茄、茄子小麦去雄困难不能产生足够量种子。利用途径:雄性不育基因型和光敏不育型洋葱即如此水稻。思考题:近亲繁殖有那些方式?为什么说自交是最严格的近亲繁殖?杂合体连续自交其后代有那些遗传表现?为什么说回交也是近亲繁殖的一种形式?在遗传效应上与自交有何异同?纯系学说的内容有那些?有何重要的理论意义和实践意义?杂种优势产生的主要因素有那些?为什么F代出现衰退?玉米自交系间杂交种的F比品种间杂交种衰退严重试分析原因。染色体多的生物与染色体少的生物相比较它们自交纯合的进度那个较快?为什么?

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