作物数量遗传学基础 三、遗传力与选择效果

育种工作的一个重要环节,就是在杂种群体或人 工弓1变群体中进行选择,从中选择合乎需要的理想材 料。因为选择效果的好坏直接影响到育种工作的成败, 因此如何制定最有效的选择方案提高选择效果,一直 是育种工作者关心的重要课题。通常,我们所观察到 的只是作物的表现型值。如前所述,由于表现型值中 包含有遗传和环境两方面的变异因素,有些在早期世 代表现优良的材料可能会随着世代的递增而变劣,因 此,直接根据表现型值进行选择不一定得到理想的效 果。如果我们用前面的方法把表现型方差中的基因型 方差和环境方差分离出来,就能够判断要进行选择的 群体的各种性状的遗传变异的程度,从而使得选择具 有一定的预见性。这样就可以进一步改进选择方案, 提高选择效果,因此遗传力在育种工作中的应用除了 可以决定选择方式之外,还可以对选择的效果作出判 断。     

油菜主要性状遗传力和遗传相关的初步研究

在数量性状遗传的研究中,遗传力和遗传 相关是其中最主要研究内容之一。遗传力 (Heritability）是指亲代遗传传递某一性状给子 代的能力。任何一种性状的表现型都是其内部 的基因型和外部环境条件共同作用的结果。所 以表型变量可分解为遗传变量和环境变量两部 分。通常用遗传变量占表型变量的百分比来表 示性状的遗传传递能力。遗传变量在表型变量 中所占的比重大,说明这一性状是高度遗传的, 并容易从表现型来识别它的基因型,选择也越 有效。反之,百分比小,从表现型不容易识别它 的基因型,选择的效果就差。     

小麦部分性状与产量相关遗传力的通径分析

近年来,育种研究中应用通径分析日趋增 多,方法是利用性状间的遗传相关系数矩阵求 出原因性状（x)与结果性状（Y)间的直接遗传 通径系数（py．二）,它反映了原因性状基因型值 对结果性状基因型值的直接作用。但由于选择 是对表现型进行的,考虑到选择对于表型值的 影响,采用相关遗传力的分析方法,就能将性状 (M=gzrB -, gv些p,）联系起来考虑,使基因型值 和表现型值更好地联系起来。求出性状（x)对 性状（力的直接相关遗传力（h.,hypy．二）,就能找 出在其它性状不变的情况下,p二变化对于p,的 直接影响。为此,本文试图用此方法对小麦部 分性状参数予以估算,为产量育种提供一些参 考信息。     

大豆杂交材料主要农艺性状早代遗传变异的试验分析

大豆育种涉及的主要农艺性状多属数量性状,易受环境条件的影响,造成选择上的困难。研究分析大豆杂交材料农艺性状的遗传变异程度,遗传给后代的程度和环境条件影响的程度对于早期世代进行可靠的有预见性的选择是有帮助的。 Weiss等(1947,1949)研究了17个大豆杂交组合农艺性状在各世代间关系后认为,     

大豆饱和脂肪酸组分改良研究进展

为了更好地满足消费者的需要,遗传改良豆油中脂肪酸含量已经取得很大进展,并有3个油分改良的大豆品种已经商品化,其油分中亚麻酸的含量已经从原来的8%降到了1%,油酸含量也已从25%增加到80%,棕榈酸从11%降到小于4%。传统育种和基因工程育种都是遗传改良大豆油的手段。阐述了遗传改良、基因型和表现型的选择等多方法对脂肪酸的影响,总结了大豆饱和脂肪酸组翻改良的主要进展。     

大豆杂种F2产量构成因素的相关与通径分析

对大豆的主要经济性状的遗传规律,许多 学者曾作过较详细的研究,认为大豆的主要性 状属数量性状遗传,受多基因控制,环境影响较 大,这给育种工作中正确有效地运用选择带来 一定的困难。 我们在研究杂种F：的遗传力基础上,对杂 种F：的表型相关、遗传相关、环境相关和遗传 相关通径系数进行了初步分析,以便为育种工 作不断提高选择效果提供依据。     

多个典范性状的综合优化研究

本文运用系统优化原理,利用综合的手段,研究了育种目标约束下多个数量性状表现型向量与基因型向量的典范相关,提出了综合典范性状的数学模型．综合典范性状是Ｓ个遗传力较大的典范性状在育种目标约束下遗传力极大化的线性组合．综合典范性状作为选择指标,选择效率高,提高了多目标育种决策的科学性和预见性．     

高粱主要性状遗传力和相关性的初步研究

任何一种性状的表现型都是其内部的遗传型和外部的环境条件共同作用的结果,所以性状的表现型变量可分解为遗传变量和环境变量两部分。遗传力就是遗传变量与表型变量(总变量)的比率,遗传力比率越高表明性状的遗传变量在表现型变量中占的成分越大,是高度遗传的,因而选择也越有效。因此估算遗传力可以确定系统选择的指标和杂种的选择世代及原始材料的利用价值。遗传相关是估算性状间的遗传型相关程度,在育种中可根据性状的表现型相关程度,从一个性状间接地选择另一个性状。     

多个典范选择性状的综合优化研究

利用综合优化方法,研究了在育种目标约束下,选择性状表现型向量与目标性状基因型向量的典范相关,提出了综合典范性状对的数学模型。综合典范性状对是Ｓ个间撞遗传系数较在的典范选择－目标性状对,在育种目标约束下间接遗传系数极大化的线性组合。综合典范选择性状,作为间接选择的指标,有较好地满足多目标育种的要求。     

大豆航天搭载SP4选择效果与SP2代变异率相关分析

摘要：为了明确大豆航天搭载早期世代农艺性状选择的依据,提高航天搭载育种早期世代选择效果。对6个大豆品种经过航天搭载后的SP2代变异率和SP4代选择效果进行了分析,结果表明遗传力高的SP2代的单株荚数和单株粒数2个农艺性状的变异率与SP4代入选单株数相关达到极显著水平;SP2代遗传力较高底荚高度和节间长度的变异率与SP4代入选单株相关达到显著水平,SP2代遗传力不高的植株高度和主茎节数变异率与SP4代入选单株相关不显著;SP2代对单株荚数、单株粒数、底荚高度、节间长度进行选择有效,而对植株高度和主茎节数选择效果不明显。     

通径系数与相对遗传力的比较分析

通常在环境条件一致或试验群体很大的情 况下,可以不考虑环境条件对有机体的影响时, 则杂交亲本的遗传型或基因型是决定杂种遗传 性状值的基本原因。这样,由亲本遗传型值决 定的表现型值,也可以作为决定杂种表现型值 的基础,因此,我们可以应用通径系数原理与相 对遗传力概念比较,分析杂交亲本传递遗传性 状给杂种的因果关系。     

“生物的变异”一节的教材分析与教法建议

(一)该内容在教材中的地位遗传和变异是生物的基本特征之一,是生物在新陈代谢的基础上,通过生殖和发育过程体现出来的。研究遗传学离不开基因型和表现型。表现型是基因型与环境条件共同作用的结果,而环境条件所影响的正是生物的新陈代谢。例如,白化病是一种黑色素代谢紊乱的遗传病,由于发生基因突变,使患者不能合成酪氨酸酶,也就不能使体内由酪氨酸合成黑色素的代谢过程正常     

大口黑鲈生长相关标记的聚合及其效果分析

为了解与大口黑鲈(Micropterus salmoides)生长性状相关分子标记优势基因型的聚合效果, 研究选择先前已获得的13个与生长性状相关的分子标记, 位于PCK1、HSBP1、FOXO3b、MYH、HSC70-1、CTSB、HBP、POU1F1、PACAP、IGF-I、ghrelin、ApoproteinA1和MSTN基因上。在40尾亲本群体中对各标记的基因型进行检测, 选择可聚合优势基因型最多的2对亲本分别构建家系。在9月龄时, 从2个家系子代中分别采集305尾和266尾个体进行生长性状测量和各标记的基因型分析。家系1子代个体中含生长相关优势基因型的数量为0—6个, 对应的个体数依次为8、26、75、74、76、35和11, 对应的平均体质量依次为185.03、196.46、198.73、212.59、222.66、235.54和261.27 g。家系2子代个体中含生长相关优势基因型的数量为1—6个, 对应的平均体质量依次为184.43、213.17、243.77、249.98、252.11和266.00 g。个体中生长相关优势基因型聚合数量多少与生长性状呈正相关, 提示通过对生长相关优势基因型进行聚合可获得生长性状优良的大口黑鲈, 为大口黑鲈分子标记辅助育种的应用提供科学依据。     

QTL×环境互作对标记辅助选择响应的影响

基因型×环境互作是植物数量性状的普通属性和遗传育种改良的关注重点.采用Monte Carlo模拟方法研究了基因型×环境互作对标记辅助选择(Marker-assisted selection,简称MAS)响应的影响,揭示了育种上利用QTL(Quantitafivetrait locus,简称QTL)应当同时考虑其环境互作效应.存在基因型×环境互作下,MAS比普通表型选择更有效.特别以选育广适应性的品种为目标,MAS的优越性更明显.基于单个环境QTLs的MAS,QTL×环境互作效应通常降低了一般选择响应,一般选择响应累积量的降低程度与改良性状的QTL×环境互作效应大小相关.基于多个环境QTLs的MAS,不但产生较高的一般选择响应,而且获得的一般选择响应不受其QTL×环境互作效应大小的影响.但在某一特定环境下获得的总体选择响应仅与改良性状的总遗传率大小有关,普通遗传率和基因型与环境互作遗传率的相对变化对其影响很小.还比较研究了单地和穿梭选择对MAS遗传响应的影响.植物育种者应谨慎将某一环境的QTL信息用于实施另一环境的育种研究.     

作物抗旱相关分子标记及其辅助选择的研究进展

分子标记辅助选择育种给作物抗旱育种提供了新的途径。本介绍了国内外在小麦、玉米、水稻、大豆等重要农作物抗旱相关分子标记方面的研究进展。对作物抗旱相关QTL分子标记辅助育种进行了探讨,并对其发展策略提出了一些思考。     

数量性状相关时的基因(有效因子)模型及其参数估计

本文考虑到育种过程数量性状间的遗传相关和环境相关,我们把单性状的F2代有效因子模型推广到了多性状,并讨论了相关参数的辨识问题,其结果优于不考虑相关时的情况,更优于Castle-Wright公式．     

生长相关分子标记在翘嘴鳜五代中的富集

为进一步了解人工选育对翘嘴鳜生长相关遗传标记的影响作用,研究以翘嘴鳜华康1号的5代选育群体为实验材料,对具有生长相关优势基因型的5个标记的6个位点进行扩增,通过直接测序和聚丙烯酰胺凝胶电泳两种方法分型后,统计其优势基因型个体数目在翘嘴鳜5代中的变化。结果显示,在5代群体中,2个单核苷酸多态性位点和4个微卫星位点优势基因型的数目的分布范围为0-4,从F1到F5代,这6个位点优势基因型的平均值分别为0.36、0.71、0.68、0.77和0.94,优势基因型的平均含量随选育世代的增加呈现递增趋势,从侧面反映了人工选育在一定程度上富集了优良基因。此外,对微卫星位点进行了遗传相似性和遗传距离分析,结果显示,随着选育的进行,后续世代与F1的遗传距离有明显的增大趋势,遗传相似性减小,这符合育种的客观规律。但相邻世代间的遗传距离则逐代减小,遗传相似性逐代增大,说明人工选育将遗传相似性较大的群体保留下来了,这种相似性表现在表型上包括生长快、体重大、体长增加等。F1到F5代处于中度遗传多样性的稳定状态,说明群体还存在选育空间。     

微机在遗传力及有关几个参数计算中的应用

遗传力(heritabiliey,以h~2表示)是指亲代传递其遗传特性的能力。生物的遗传性状(表现型)是由基因型和环境因素共同作用的结果。通过遗传力的估算,可分清遗传现象中,究竟基因型作用与环境作用在表现型中各占的比重是多少?哪个因素为主?这样,对育种工作中,有效地改进和提高某些数量性状,如农作物的产量、蛋白质含量及棉花纤维的长度、细度,鸡的产蛋量、奶牛的泌乳量,及对人类遗传病的防治等等都具有重要指导意义。     

大豆全基因组分枝相关基因发掘及与QTL共定位

大豆(Glycine max)分枝在个体和群体水平上均与大豆产量关系密切, 因此大豆分枝相关基因的发掘及利用对大豆高产分子育种具有重要意义。文章通过GO(Gene ontology)分类和文献检索共获得植物分枝发育相关基因183个。基于序列相似和结构域相同的原则, 从大豆基因组中发掘出大豆分枝相关的候选基因406个。通过收集已发表的大豆分枝相关QTL, 利用BioMercator2.1软件, 将符合映射条件的35个QTL映射到公共图谱的12个染色体。通过共定位分析发现, 在20个分枝相关的QTL区间内存在大豆分枝相关候选基因57个。本文发掘的分枝发育相关基因信息为大豆分枝相关QTL的精细定位和克隆以及大豆分枝发育的分子生物学基础研究提供了参考。     

分子标记在作物育种中的应用

近20年来发展了多种分子标记,使作物育种学家有可能直接根据基因型而不只是表现型进行选择,在作物育种的各个方面具有重要的利用价值。本文简要综述了分子标记在作物育种方面的有关应用。主要内容有：（1）分子图谱构建与基因定位;（2）DNA指纹库的建立;（3）标记辅助选择;（4）F1杂种优势分析;（5）基于图谱克隆基因。