多基因假說

多基因假說

1908年尼爾遜·埃爾用紅粒和白粒小麥進行雜交試驗,提出了多基因假說,對數量性狀的遺傳進行了解釋。

發現


數量性狀是許多彼此獨立的基因作用的結果,每個基因對性狀表現的效果較微,稱為微效基因。但其遺傳方式仍然服從孟德爾的遺傳規律。而且還假定:(1)各基因的效應相等。(2)各個等位基因的表現為不完全顯性或無顯性,或表現為增效和減效作用。(3)各基因的作用是累加的,最終結果滿足劑量效應。(4)有些數量性狀受到少數幾對主基因的支配,同時受到一些微效基因的修飾。(5)各個基因對外界環境敏感,其表現性容易受到環境影響。

實驗依據


在小麥粒色的遺傳研究中發現,紅粒×白粒→F1,表現為中間程度的粒色;F1→F2,F2的籽粒顏色由紅到白呈連續變異的過渡類型。有以下幾種情況:
A B C
P1 紅粒×白粒 紅粒×白粒 紅粒×白粒
↓ ↓ ↓
F1 紅粒(淺紅) 粉紅粒 紅粒
↓U ↓U ↓U
F2 3/4紅粒 15/16紅粒 63/64紅粒
1/4白粒 1/16白粒 1/64白粒
試驗結果分析:F2的表型按非紅即白分,其表型比分別為3∶1、15:1和63:1,符合 (3 :1)n (n為控制基因對數);若細分,F2的紅粒中又呈現各種程度的差異,按紅色的程度分為:
A中,1/4紅粒∶2/4中紅粒∶1/4白粒,
B中,1/16深紅∶4/16紅粒∶6/16中紅∶4/16淡紅:1/16白色
C中,1/64極深紅∶6/64深紅∶15/64紅粒∶20/64中紅∶15/64中淡紅∶6/64淡紅∶1/64白粒
F2中隨R基因的逐漸減少,r基因的逐漸增加,麥粒的顏色由深紅逐漸變淺至白,實驗結果表明:
①小麥粒色遺傳受多對基因控制,符合遺傳的基本規律,說明這些基因位於染色體上;
②F2類型的分離比符合二項分佈(p+q)n,表現連續變異,涉及的基因數越多,F2出現的類型也越多;
③多對基因間無顯隱性關係,顯性基因間具累加作用。
理論解釋:設A1a1和A2a2為兩對決定籽粒顏色的基因,A為增效基因,a為減效基因,A與a沒有顯隱性關係。
P: A1A1A2A2×a1a1a2a2
紅粒↓白粒
A1a1A2a2(粉紅粒)
↓U
F2基因型及比率: 1a1a1 A2A2、
2A1A1A2a2、4A1a1A2a2、2a1a1A2a2
1A1A1A2A2、、2A1a1A2A2、1A1A1a2a2、2A1a1a2a2、1a1a1a2a2
增效基因數: 4 3 2 1 0
表型:深紅粒 紅粒 中紅粒 淡紅 粒白粒
表型比: 1/16 4/16 6/16 4/16 1/16

多基因假說


多基因假說(polygene hypothesis)又名微效多基因學說,其基本要點如下:
①同一數量性狀是受多對微效基因的共同作用(聯合效應)。
②微效基因中的每一對基因對性狀所產生的效應是微小的,且大致相等,不能辨認單個基因的效應,只能按性狀表現一起研究。
③微效基因的效應是累加的,又稱累加基因
④微效基因之間常無顯隱性關係,用大寫字母表示增效,用小寫字母表示減效。
⑤微效基因對環境敏感,因而數量性狀的表現易受環境因素的影響而發生變化。
⑥微效基因與主效基因一樣,都在細胞核內的染色體上,並且具有分離、重組、連鎖等性質。

數量性狀遺傳


由於數量性狀的基因的數目多,每個基因作且可以累加,再加上環境的影響,而表現連續變異。
閾性狀::指遺傳基礎是微效多基因、而表型是非連續變異的一類性狀,是一類重要的數量性狀。
閾性狀表現特點:
性狀的差異在外觀上是不連續的,導致差異的基本物質分佈是連續的,這種連續分佈上存在一個閾值。有關的基本物質低於閾值時,表現一類性狀;高於閾值時,表現另一類性狀。如死亡與存活,中間只有一個臨界點。
數量性狀遺傳的特點
⑴數量性狀呈現變異的連續性。只能用度量單位進行測量,採取統計學方法加以分析。
⑵對環境的敏感性。容易受環境條件的影響而變異。
⑶分佈的正態性。兩個純合親本雜交,F1表現雙親中間型;F2表型平均值大體與F1接近,但變異幅度遠超過F1。
⑷F1代常表現明顯的雜種優勢(超親遺傳)。
⑸多基因作用的微效性。
數量性狀與質量性狀的關係
1、數量性狀與質量性狀的區別區別
數量性狀質量性狀
基因類型微效多基因主基因
基因作用累加作用顯隱性關係
環境易受環境影響不易受環境影響
表型變異連續變異不連續變異
性狀特點易度量不易度量
研究對象群體個體和群體
研究方法群體大,世代數多,採用統計方法群體小,世代數少,用分組描述
2、數量性狀與質量性狀的聯繫
控制數量性狀的微效多基因。與控制質量性狀的主基因都在染色體上,都符合遺傳的基本規律,二者既有區別又互相聯繫。主要表現在:
①某些性狀既有數量性狀的特點,又有質量性狀的特點,因區分性狀的方法不同而異。如小麥粒色。
②同一性狀因雜交親本間相差基因數不同,性狀的表現不同。相差基因數越多,表現數量性狀特徵越明顯。
③某些基因可能同時影響質量性狀與數量性狀。控制某一性狀的主基因,對其他性狀起微效基因作用。如白花三葉草,基因A1與A2互作產生葉斑(主基因),增效基因A越多,葉片數增多(微效基因) 。
④某些性狀的差異在外觀上是不連續的,導致差異的基本物質分佈是連續的。如閾性狀。