数量遗传课题组

——中国农业科学院作物科学研究所

2017-10-21
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2016年秋季《数量遗传(植物)》研究生学位课程
2016年(秋季)《数量遗传学(植物)》教学计划
 
上课教师:王建康研究员、张鲁燕副研究员
 
上课时间和地点:每周星期四下午1:30~5:10,研究生院教学楼311
 
第一讲(98日)
数量遗传学简介:数量遗传学的发展简史,植物育种与数量遗传,经典数量遗传的研究内容,数量遗传在植物育种中的应用,数量遗传基因定位(即QTL作图),利用已知基因信息的育种设计,CIMMYT小麦育种方法和成就简介,观看纪录片《The Norman Borlaug Story》。
主要内容是《数量遗传学》§1.1和§6.1
[上课课件] [课外作业]
 
第二讲(922日)
群体结构与交配系统:群体的遗传组成(基因和基因型频率),改变基因和基因型频率的因素,自交和回交群体中基因和基因型频率的变化,随机交配群体中基因和基因型频率的变化,Hardy-Weinberg平衡定律和平衡的检验,连锁对群体结构的影响。
主要内容是《数量遗传学》第1§1.2~§1.5
[上课课件] [课外作业]
 
第三讲(929日)
群体遗传结构的定向改变:突变和迁移对基因频率的影响,选择对基因频率的影响,突变和选择的联合效应,基因的多态性和选择的连锁效应。
主要内容是《数量遗传学》第2章。
[上课课件] [课外作业]
 
第四讲(1013日)
有限大小的随机交配群体:离散型随机变量及其遗传应用,近交和近交系数,理想有限大小群体的遗传构成,自然群体的分化。
主要内容是《数量遗传学》第3章。
[上课课件] [课外作业]
 
第五讲(1020日)
有效群体大小和系谱分析:非理想群体的有效大小,系谱群体中的共祖先系数和近交系数,规则近交交配系统的近交系数,群体遗传学在植物遗传资源保护中的应用,遗传变异的分子基础,基因融合和基因树,中性突变理论,近交系数计算方法小结。
主要内容是《数量遗传学》第4~5章。
[第4章课件] [第4章作业]
[第5章课件] [第5章作业]
 
第六讲(自学
数量性状的遗传学和概论统计基础:数量性状的遗传学基础,数量性状的概率论基础,数量性状的数理统计基础。
主要内容是《数量遗传学》第6章。
[上课课件] [课外作业]
 
第七讲(1027日)
双亲杂交后代的遗传分析:单环境多基因型表型数据的方差分析,六个基本世代均值和方差的构成,自交后代均值和方差的分解,基因间的上位性互作。
主要内容是《数量遗传学》第7章。
[上课课件] [课外作业]
 
第八讲(113日)
随机交配群体的遗传分析:随机交配群体中遗传效应的分解,随机交配群体的遗传方差和亲子相关,上位性互作模型的遗传方差分解,亲属间协方差的一般表示与遗传力估计。
主要内容是《数量遗传学》第8章。
[上课课件] [课外作业]
 
第九讲(1110日)
基因型-环境互作及遗传交配设计:宏环境、微环境和目标环境群体,多环境表型鉴定试验的方差分析,基因型的环境稳定性分析,遗传交配设计的作用,随机交配群体的遗传设计,双亲后代群体的遗传设计。
主要内容是《数量遗传学》第910章。
[第9章课件]   [第9章练习]
[第10章课件] [第10章练习]
 
第十讲(1117日)
随机交配群体的选择与遗传进度:个体选择与遗传进度,利用亲缘关系的选择与遗传进度,性状相关和相关遗传进度,多性状同时选择。
主要内容是《数量遗传学》第11章。
[第11章课件] [第11章练习]
 
第十一讲(1124日)
纯系品种选育与杂种优势利用:自交过程中的选择与纯系品种选育,近交衰退与杂种优势,配合力与双列杂交设计,轮回选择与群体改良。
主要内容是《数量遗传学》第12章。
[上课课件] [课外作业]
 
第十二讲(121日)
连锁分析和遗传图谱构建:两个基因座位间重组率的估计(两点分析),三点分析,遗传干涉和做图函数,连锁图构建算法,利用QTL IciMapping软件估计重组率、构建连锁图谱。
 
第十三讲(128日)
QTL做图的基本原理和方法:QTL做图的基本原理,单标记分析,简单区间作图,利用QTL IciMapping软件定位数量性状基因。
主要内容是《数量遗传学》§13.1~§13.2或《基因定位与育种设计》第3章。
 
第十四讲(1215日)
具有背景控制的QTL作图方法:背景控制的重要性,单个QTL的标记回归模型,多个加性QTL的标记回归模型,完备区间作图的背景控制,利用QTL IciMapping软件定位数量性状基因。
主要内容是《数量遗传学》§13.3或《基因定位与育种设计》第4章。
[第13章课件] [第13章练习]
 
第十五讲(1222日)
互作QTL作图、CSSLNAM群体的QTL作图、其它QTL定位方法:QTL群体的作图,NAM群体的QTL作图,选择性基因型分析,混合分离分析,关联分析,利用QTL IciMapping软件定位数量性状基因。
主要内容是《基因定位与育种设计》第5~6章。
 
第十六讲(1229日)
QTL做图研究中存在的问题和对策:不同定位方法的检测功效分析与比较,适宜LOD临界值的选择,QTL遗传方差和贡献率的计算,复合性状的QTL作图,加密标记对QTL检测功效的影响,缺失标记的填补以及缺失对QTL作图的影响,奇异分离对遗传研究的影响,数量性状表型分布的非正态性,利用QTL IciMapping软件比较不同的定位方法。
主要内容是《基因定位与育种设计》第7章。
[QTL作图常见问题课件] [课外作业]
 
 
期末测试:闭卷,201715
 
课程成绩评定方法
课外作业占20分,实习报告(任选一个)占20分,期末测验占60分。实习报告从下面几个题目中任选一个,内容包括实习目的、所用数据和材料的简单描述、结果分析和讨论,结果最好用图形或表格的形式表述出来。
实习1 借助相关计算机软件进一步认识群体遗传学:1)随机交配群体中基因频率的变化;(2)遗传资源搜集、保存和再生过程中的统计模型与模拟。
实习2 数量性状的理论分布:在多基因假说下(如1对、2对、3对等),以任意一种双亲群体(如F2F3DH、或RIL等)为例,绘制不同遗传力(如0.90.60.3,假定F2是参照群体)的数量性状表型分布曲线。
 
实习3 六家系世代的平均数与方差分析:利用一套六家系世代数据(真实的或模拟的)估计遗传参数。
实习4 利用遗传交配设计估算遗传方差和遗传力:利用一种遗传交配设计(如NCINCIINCIIITTC)的田间观测数据或利用一组模拟数据,开展方差分析、估计遗传参数。
实习5 多环境表型鉴定试验的数据分析:利用一组多环境表型鉴定试验获得的数据,进行方差分析、估计各种方差成分和遗传力、开展基因性与环境间的互作和稳定性分析。
实习6 遗传连锁图谱构建:搜集一个遗传群体,或利用QTL IciMapping软件附带的例子,了解重组率的估计方法、连锁图谱构建原理、绘制连锁图谱。
实习7 数量性状基因定位:搜集一个遗传群体,或利用QTL IciMapping软件附带的例子,利用不同的作图方法定位数量性状基因。
实习8 不同QTL定位方法的评价和比较:利用QTL IciMapping软件的模拟功能,比较简单区间和完备区间两种作图方法的QTL检测功效和假阳率。
 
主要参考书
1.       王建康,2016。数量遗传学,科学出版社(预计11月份出版)
2.       王建康, 李慧慧, 张鲁燕,2014。基因定位与育种设计。科学出版社
3.       Falconer, D.S., and T.F.C. Mackay. 1996. Introduction to quantitative genetics. 4th edition. Longman, Essenx, England
4.       Kearsey, M.J., and H.S. Pooni. 1996. The genetical analysis of quantitative traits. Chapman & Hall
5.       Bernardo, R. 2010. Breeding for quantitative traits in plants (second edition). Stemma Press, Woodbury, Minnesota
6.       Hallauer, A.R., Carena M.J., and J.B. Miranda Filho. 1988. Quantitative genetics in maize breeding (second edition). Springer, New York
7.       Allard RW. 1999. Principles of plant breeding, 2nd edition. New York: John Wiley & Sons
8.       Hartl D, Jones E. 2005. Genetics: Analysis of Genes and Genomes. 6th edition. Sudbury, MA: Jones and Bartlett Publishers
9.       Hartl DL, Clark AG. 2007. Principles of Population Genetics. Fourth Edition. Sunderland, MA: Sinauer Assoicates, Inc. Publishers
10.    Weir, B.S. 1996. Genetic data analysis II. Methods for discrete population genetic data. Sinauer Associates, Inc., Sunderland, Massachusetts

 

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