基因互作以及其和環(huán)境關(guān)系

1、關(guān)于基因互作及其與環(huán)境的關(guān)系第一張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月基因型：一個(gè)生物體的全部遺傳組成的總和。表型：機(jī)體除DNA外的所有性狀和特征的總和?；蛐托?yīng)：通常情況下，一定的基因型會(huì)導(dǎo)致 一定表型的產(chǎn)生，這就是基因型效應(yīng)。第二張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月主要內(nèi)容第一節(jié) 環(huán)境的影響和基因的表型效應(yīng)第二節(jié) 等位基因間的相互作用第三節(jié) 非等位基因間的相互作用類型第四節(jié) 多因一效與一因多效（育種學(xué)講授）第五節(jié) 復(fù)等位基因第六節(jié) 不良基因第三張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月性狀和基因的關(guān)系“一對一”的關(guān)系基因型改變，表現(xiàn)型隨著改變；環(huán)境改變，表現(xiàn)型也隨之改變。表型（

2、P）=內(nèi)因+外因=基因（G）+環(huán)境 （E） 這里含義指表型的產(chǎn)生是一個(gè)復(fù)雜的過程，它的產(chǎn)生既受環(huán)境（內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境）的影響，也受基因（等位基因和非等位基因）的影響。 第四張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 環(huán)境的影響和基因的表型效應(yīng)（一）外環(huán)境與表型 反應(yīng)規(guī)范：遺傳學(xué)上把某一基因型的個(gè)體，在各種不同的環(huán)境條件下所顯示的表型變化范圍成為反應(yīng)規(guī)范。例如：玉米控制葉綠體形成的基因是一對等位基因，A對a是顯性。AA、Aa的個(gè)體在光下可以形成葉綠體，aa個(gè)體光下不能形成葉綠體。AA在暗處也不能形成葉綠體。說明基因型不是決定某一性狀的必然實(shí)現(xiàn)，而是決定發(fā)育性狀的可能性，即決定著個(gè)體的反應(yīng)規(guī)范

3、，AA和aa個(gè)體的反應(yīng)規(guī)范不同?；蛐秃捅憩F(xiàn)型之間的關(guān)系遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是“一對一”的關(guān)系。第五張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 環(huán)境的影響和基因的表型效應(yīng)環(huán)境和基因的相互關(guān)系第六張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第七張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 環(huán)境的影響和基因的表型效應(yīng)（二）內(nèi)環(huán)境與表型修飾基因：能改變另一基因的表型效應(yīng)的基因。它通過改變細(xì)胞的內(nèi)環(huán)境來改變表型。例如：香豌豆植株的紅花基因A，AA的個(gè)體紅花的顏色不同，有紅色，偏藍(lán)的紅顏色。發(fā)現(xiàn)有另外一對基因 D/d基因與此有關(guān)，DD和Dd基因型的植株花色紅色，而dd的花色偏藍(lán)。原因dd植株細(xì)胞液pH高（0.

4、6），偏堿性，花青素在酸性環(huán)境顯紅色，堿性條件下偏藍(lán)色。D/d基因即修飾基因。第八張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 環(huán)境的影響和基因的表型效應(yīng)（三）基因表達(dá)的變異 （1）表現(xiàn)度：是指雜合體在不同的遺傳背景和環(huán)境因素影響下，個(gè)體間的基因表達(dá)的變化程度。例如多指是由顯性基因控制的，帶有一個(gè)有害基因的人都會(huì)出現(xiàn)多指，但多出的這一手指有的很長，有的很短，甚至有的僅有一個(gè)小小突起，表明都有一定的表型效應(yīng)，但變異程度不同。又如克汀病患者，同樣患病，但癥狀有輕有重，重者生活無法自理，輕者可以從事簡單勞動(dòng)，可以做10以內(nèi)的加減法。這就是表現(xiàn)度的不同。（2）外顯率：指在特定環(huán)境中，某一基因型(常

5、指雜合子)個(gè)體顯示出預(yù)期表型的頻率(以百分比表示)。也就是說同樣的基因型在一定的環(huán)境中有的個(gè)體表達(dá)了，而有的個(gè)體可能沒有表達(dá)，這樣外顯率就小于100。 例如：顱面骨發(fā)育不全癥，是顯性遺傳病，應(yīng)該代與代之間連續(xù)，但偶爾會(huì)出現(xiàn)代與代之間不連續(xù)現(xiàn)象，就是由于顯性基因外顯不全。第九張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 環(huán)境的影響和基因的表型效應(yīng)（四）擬表型已知某種表型特征是基因突變的結(jié)果，而這種表型特征也可由遺傳因素之外的其他因素所致。環(huán)境因素所誘導(dǎo)的表現(xiàn)型類似于基因突變所產(chǎn)生的表現(xiàn)型，這種現(xiàn)象稱為擬表型(phenocopy)或表型模擬。人的手掌骨異常黑腹果蠅高溫處理第十張，PPT共三十九

6、頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 等位基因間的相互作用（顯隱性關(guān)系的相對性） （一）完全顯性具有一對相對性狀差異的兩個(gè)純合親本雜交后，F(xiàn)1只表現(xiàn)出一個(gè)親本的性狀，即完全顯性。（二）不完全顯性（半顯性）具有一對相對性狀差異的兩個(gè)純合親本雜交后，F(xiàn)1表現(xiàn)雙親性狀的中間型，稱之為不完全顯性。例如：紫茉莉的花色遺傳。紅花親本（RR）和白花親本（rr）雜交，F(xiàn)1（Rr）為粉紅色。人的天然卷發(fā)也是由一對不完全顯性基因決定的，其中卷發(fā)基因W對直發(fā)基因w是不完全顯性。純合體WW的頭發(fā)十分卷曲，雜合體Ww的頭發(fā)中等程度卷曲，ww則為直發(fā)。有耳垂AA、Aa，無耳垂aa。眼瞼單aa，雙AA、Aa（日本45歲80%延遲

7、顯性）第十一張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 等位基因間的相互作用（3）鑲嵌顯性（嵌鑲顯性）具有一對相對性狀差異的兩個(gè)純合親本雜交后，F(xiàn)1個(gè)體上雙親性狀在不同部位鑲嵌存在的現(xiàn)象。異色瓢蟲鞘翅色斑的遺傳。（4）共顯性（并顯性）雙親的性狀同時(shí)在F1個(gè)體上表現(xiàn)出來的現(xiàn)象。AB血型；MN血型的遺傳。MN血型人體內(nèi)無天然抗體，輸血是不用考慮MN血型是否一致。鑲嵌顯性與共顯性的區(qū)別：是在顯性表現(xiàn)的范圍上存在差異，共顯性的遺傳表現(xiàn)是全身性的，而鑲嵌顯性的遺傳表現(xiàn)是局部性的。第十二張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月人的血型系統(tǒng)1901年生物學(xué)家蘭德斯特勒發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)血型系統(tǒng)，即ABO血

8、型系統(tǒng)。他將人類的血型分為A型、B型和O型三種。兩年后，他的學(xué)生又發(fā)現(xiàn)了AB型，因而形成了沿用至今的完整的ABO血型系統(tǒng)。 隨著醫(yī)學(xué)、生物學(xué)的發(fā)展，新的血型系統(tǒng)不斷被發(fā)現(xiàn)，至今為止，僅根據(jù)紅細(xì)胞抗原的差異而確定的血型系統(tǒng)(簡稱紅細(xì)胞型)，被世界公認(rèn)的已達(dá)15個(gè)之多，如ABO、MN、Rh血型系統(tǒng)等等。其中每一個(gè)血型系統(tǒng)又可以分出若干個(gè)亞型。 MN血型系統(tǒng)：MN血型系統(tǒng)是由蘭德斯特勒和列維利兩人在1927年發(fā)現(xiàn)的，它根據(jù)紅細(xì)胞上所含M、N抗原的不同，將人體血液分為M型、N型和MN型三種。紅細(xì)胞中含有M抗原的為M型，含有N抗原的為N型，MN兩種抗原都有的為MN型。MN血型系統(tǒng)是獨(dú)立于ABO血型系統(tǒng)之

9、外的又一個(gè)紅細(xì)胞型系統(tǒng)。M、N抗原在ABO系統(tǒng)四種血型的血液中都可以見到，因而A、B、O和AB四型中的每一型又可以劃分為M、N和MN三型，形成12種血型。 MN血型系統(tǒng)也是法醫(yī)實(shí)踐中運(yùn)用得比較廣泛的一個(gè)系統(tǒng). 在ABO血型系統(tǒng)中，有一種RH血型。1940年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)人紅細(xì)胞上的Rhesus(Rh)系統(tǒng)的抗原。他們把恒河猴的紅細(xì)胞注射給兔子，發(fā)現(xiàn)被免疫的兔子血清內(nèi)含有一種抗體，能凝集85%歐洲血統(tǒng)人的紅細(xì)胞。這些被凝集的紅細(xì)胞叫做“恒河猴陽性”。Rh,是英文恒河猴(Rhesus monkeys)頭兩個(gè)子母。在臨床上，凡帶有D抗原者稱為Rh陽性，不帶D抗原者稱為Rh陰性。 Rh血型與ABO血型無關(guān)

10、，但與種族有關(guān)。白種人Rh陽性者占85，我國漢族占99以上，各少數(shù)民族互有差異。Rh血型無天然抗體，其抗體多由輸血（Rh陰性者被輸人Rh陽性血液）或妊娠（Rh陰性母親孕育著Rh陽性胎兒）免疫生成，具有重要臨床意義。一旦形成抗體，如再輸入Rh陽性血液，可發(fā)生嚴(yán)重輸血反應(yīng)。再孕育Rh陽性胎兒可發(fā)生新生兒溶血癥。第十三張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 等位基因間的相互作用（5）條件顯性由于環(huán)境條件的改變，顯性從一種性狀變?yōu)榱硪环N性狀的現(xiàn)象。（6）顯隱性關(guān)系隨判定標(biāo)準(zhǔn)而改變鑒別相對性狀表現(xiàn)完全顯性或不完全顯性，也取決于觀察的分析水平。第十四張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第三

11、節(jié) 非等位基因間的相互作用類型任何性狀都會(huì)受許多對基因的影響，不同對基因間也不完全是獨(dú)立的，有時(shí)它們會(huì)共同作用影響某一性狀。這種現(xiàn)象稱為基因的互作。1、等位基因位于一對同源染色體的相同位置上控制某一性狀的不同形態(tài)的基因。不同的等位基因產(chǎn)生例如發(fā)色或血型等遺傳特征的變化。等位基因控制相對性狀的顯隱性關(guān)系及遺傳效應(yīng)，可將等位基因區(qū)分為不同的類別。在個(gè)體中，等位基因的某個(gè)形式（顯性的）可以比其他形式（隱性的）表達(dá)得多。等位基因是同一基因的另外“版本”。2、非等位基因就是可以是同源染色體的不同位置 也可以是非同源染色的的不同位置。例如，紅花基因C和高莖基因D。第十五張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022

12、年6月例：基因間的交互作用對雞繁殖性狀的影響 太湖雞基因間的交互作用（n=79）基因名稱PRLRexon3PRLRexon6FSHproPRLpro-0.1050.123-0.062PRLRexon3-0.291-0.025PRLRexon6-0.018注：數(shù)據(jù)上標(biāo)者表示P0.01因?yàn)镻RLintron2是RFLP結(jié)果，未參與SSCP分析的基因間交互作用分析第十六張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月PRLR基因外顯子3和外顯子6的交互作用分析合并 PRLR基因外顯子3和6的基因型并分析與產(chǎn)蛋性狀的關(guān)系基因型N開產(chǎn)50%后9-11周開產(chǎn)50%后9-11周開產(chǎn)50%后平均蛋型指數(shù)蛋重平均20

13、周產(chǎn)蛋數(shù)CCEE371. 330.0442. 563.4878. 5112.23CCFF141. 340.0541. 643.1582 .5718.11DDEE271. 350.0541. 362.3173. 8519.99DDFF11.441. 538. 00注：因?yàn)镈DFF個(gè)體數(shù)太少（n2)，未能參與組間均數(shù)的顯著性檢驗(yàn)第十七張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月結(jié)論基因間交互作用分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，太湖雞催乳素受體基因外顯子3和外顯子6有極顯著的交互作用(p0.01)，合并基因型產(chǎn)生的CCFF型產(chǎn)蛋量較高可以作為太湖雞選育的參考?？傊?，我們需要利用各種分子生物學(xué)技術(shù)盡可能多的檢測出影響雞產(chǎn)蛋

14、性能的基因位點(diǎn)和突變，構(gòu)建完整的基因數(shù)據(jù)庫，為育種提供更為完整和準(zhǔn)確的理論依據(jù)。 第十八張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月一、互補(bǔ)作用Four types of combs in fowlIndependent assortment in the determination of comb type in fowl.第十九張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月互補(bǔ)作用的解釋獨(dú)立遺傳的兩對基因，分別處于純合顯性或雜合狀態(tài)時(shí)，共同決定一種新性狀的發(fā)育。當(dāng)只有一對基因是顯性（純合或雜合），或兩對基因都是隱性時(shí)，則表現(xiàn)為另一種性狀，這種作用稱為互補(bǔ)作用，F(xiàn)2性狀的分離比是9:7。發(fā)生互補(bǔ)作

15、用的基因稱為互補(bǔ)基因?？刂仆愣构诘娘@性基因P與控制玫瑰冠的顯性基因R相互作用，其結(jié)果是出現(xiàn)了胡桃冠(P_R_)，這是基因間的互補(bǔ)作用。第二十張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月例如，香豌豆花色遺傳：兩個(gè)白花品種，雜交F1代開紫花，F(xiàn)2代分離出9/16紫花和7/16白花。P 白花CCppppCC白花 F1 紫花CcPp 自交F2 9紫花（C_P_）：7白花（3C_pp+3ccP_+1ccpp）第二十一張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月二、上位作用兩對基因共同影響一對性狀，其中一對基因能抑制另外一對基因的表現(xiàn)，這種作用稱為上位作用（epistasis）。起抑制作用的稱上位基因，被抑制

16、的基因稱為下位基因。上位基因可以是隱性基因，也可以是顯性基因。第二十二張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）顯性上位作用B_iiB_I_，bbI_bbii具有B基因的薩盧基狗，其皮毛呈黑色，但具有bb基因型時(shí)，狗的皮毛呈褐色，含有I基因的均呈白色。第二十三張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月顯性上位作用bbii褐色BBII白色BbIi9B_I_ 3bbI_ 3B_ii 1bbii解釋：由于I基因抑制了B或b的作用，使狗體內(nèi)不能形成色素而使狗的皮毛呈白色，只有那些帶有ii基因的狗才能產(chǎn)生色素而呈黑色或褐色。P1F1F2第二十四張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）隱性的

17、上位作用A_C_aa_C_A_cc，aa_cc第二十五張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月隱性的上位作用Epistasis in the coat color of mice. 9A_C_ 3aaC_ 3A_cc,1aaccAgouti : Black : Albino9 : 3 : 4P1F1F2第二十六張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月隱性上位作用的解釋隱性上位基因c，當(dāng)其純合時(shí)，能起到抑制其他（毛色）基因表現(xiàn)的作用，這種作用即為隱性上位作用。第二十七張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月三、重迭作用所謂重疊作用，指有兩對基因的顯性作用是相同的，個(gè)體內(nèi)只要有任何一對基因中

18、的一個(gè)顯性基因，其性狀即可表現(xiàn)出來，只有當(dāng)這兩對基因均為隱性純合時(shí)，性狀才不被表現(xiàn)，而這兩對基因同時(shí)存在顯性時(shí)，其性狀的表現(xiàn)與只有一個(gè)顯性時(shí)是一樣的。第二十八張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月porcine hernia inguinalis Photo: Inger CatriniusPig with inguinal hernia is examined by veterinary students 陰囊疝是限性性狀，只有公豬表現(xiàn)，母豬不表現(xiàn)。當(dāng)陰囊疝公豬與正常母豬雜交或正常公豬與外表正常母豬雜交，F(xiàn)1代全是正常，F(xiàn)1自交的F2代公豬，正常：陰囊疝者=15：1；母豬全部正常。只要有

19、一個(gè)顯性基因存在就表現(xiàn)相同的影響，而隱性性狀只有在隱性純合的條件下才表現(xiàn)。 第二十九張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月P1F1F2： S1S1S2S2正常： s1s1s2s2正常/：S1s1S2s2正常：s1s1s2s2陰囊疝1其余的基因型：雌雄全為正常31第三十張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月四、積加作用（累加作用）兩種顯性基因同時(shí)存在時(shí)產(chǎn)生一種性狀，單獨(dú)存在時(shí)則能產(chǎn)生第二種相似的性狀，當(dāng)2對都是隱性基因時(shí)則表現(xiàn)出第三種性狀。F2產(chǎn)生9:6:1的比例第三十一張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月南瓜果形遺傳：用兩種不同基因型的圓球形品種雜交，F(xiàn)1產(chǎn)生扁盤形，F(xiàn)2出現(xiàn)三種

20、果形：9/16扁盤形，6/16圓球形，1/16長圓形。P 圓球形AAbb圓球形aaBB F1 扁盤形AaBb 自交F2 9扁盤形（A_B_）：6圓球形（3A_bb+3aaB_ ）：1長圓形（aabb）可知，兩對基因都是隱性時(shí)，為長圓形，只有A或B存在時(shí)，為圓球形；A和B同時(shí)存在時(shí)，則形成扁盤形。 第三十二張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月五、抑制作用在兩對獨(dú)立基因中，其中一對顯性基因，本身并不控制性狀的表現(xiàn)，但對另一對基因的表現(xiàn)有抑制作用，稱之基因抑制。起抑制作用的基因叫抑制基因，抑制基因一般不產(chǎn)生表型效應(yīng)（不控制具體性狀），只是抑制其它基因。第三十三張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月例如，白羽菜航雞白羽溫德雞