基因的作用及其与环境的关系张飞雄版

第三章性状表现及其与环境的关Chapter4RepresentationofTraits&It’sRelationshiptoEnvironment檄域诉碳岔梅樟拢楞蹬瑶撇难崭谆寄谱格诅呼禹峦犹钝城涨增半轻景烫艰基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学第一节环境的影响与基因的表型效应扇衡炕擅砂贤廓沼厄咕冉东摊股青贿沂侈纹创赃没依袍状厢敦蠢函状辈宵基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学一、遗传与环境基因型相同，是否表型（表现型）就相同？1.表型效应(Phenotypiceffect):基因型对表型的作用效果。水毛茛枫叶椰塞凹翔危窥序耗融旅于暮借口栗跺友梨套柔沥窄赴钠于壬颓彻攘筛园今基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学喜马拉雅兔讲褂碑池温泵般棉康盂匝妙抿蔼哟筹核衔雀韧涩填萨传纳攀拴庙躺北谍苏基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学基因型相同，环境不同，表型也可能不同。同一动物毛色差异的原因之一存株逝广宪贯鸡除乘帽汝陆剃晋钦惭嫌谍散麦访陀徘做府案淑擦恨搀奔吹基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学基因型不同，表型一定不相同吗？基因型不同，表型也可能相同。例1：孟德尔对豌豆七对相对性状的研究表明：显性纯合体（AA）和F1杂合体（Aa）总是表现为亲本之一的性状（显性性状）。例2：正常的长翅果蝇的幼虫在不同温度下饲养：室温（25℃）高温（35-37℃）疫步卵胜伴震四舶哈天荤资蜡的章匣栓挥炒张罩咙酶嵌煌镑劣偏寿蛹炕摧基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学2.遗传与环境的关系•本世纪初有一种倾向，认为那些明显符合孟德尔式遗传的性状才是遗传的，而那些受环境影响的性状是由环境所决定，与遗传无关。•事实上，生物的绝大多数性状是遗传与环境共同作用的结果。•影响性状表现的环境分外环境和内环境(生理环境)两方面。•不同性状受环境影响的程度不同：–一些性状通常不受环境条件影响而发生表现类型明显改变。如：豌豆中CC个体开紫花，cc个体开白花。–有一些性状的表现会受环境条件影响而表现不同。格碑善兄孕怒晰强萎衡哇嚏歪枣绊穷嚏唇抖戌腮连套皖攀丁饱仲痘葵忙譬基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学生理环境(内环境)对性状表现的影响•同一种基因型，处于不同的遗传背景(其它各对基因的组成)和生理环境下，可能会表现出不同的性状。例：绵羊有角/无角性状的遗传。–HH基因型的个体无论母羊还是公羊都有角，–hh基因型的个体则无论是母羊还是公羊都无角。–杂合体(Hh)的公羊表现为有角，Hh的母羊则表现为无角。•杂合体(Hh)处于公羊的生理环境下，H表现为显性，表现出有角；而处于母羊的生理环境下，H表现为隐性，h表现为显性。•等位基因间的显隐性关系也可能发生改变。糟愧鸭队窖踌纷北诈纷首相闲刁疡涸坷浮跺追痕恃织雷苟捌引晾枣噶导掏基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学外界环境条件对性状表现的影响•基因型相同的个体在不同外界环境中，可能产生不同的性状表现。例1：镰刀状贫血病杂合体通常情况不表现严重病症，在缺氧条件下会表现为贫血。例2：蒲公英的叶形A:背风向阳B:向风荫蔽褂鲤荆暗殆激院梯持少羊饲则成能袋源荷驼傅胳圾伺赁弊棺湿赡隐昭罩涛基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学3.基因型与表型的关系表现型＝基因型＋环境反应规范（Normofreaction）：某一基因型在不同环境中所显示出的表型变化范围。–基因型是表型出现的必要因素，但不是充要因素。–基因型是表型的内因，环境条件是表型的外因。–表型是基因型与环境相互作用的结果宗顿骋菠部忆饥装酋此津询谋蚁捷总玛纂除电傈椰笋限茹涛份滑玄橱手糖基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学二、性状表现的多样性1.表现度（Expressivity）一定的环境条件下，某种基因型决定的表型在不同个体间的表现差异程度。例：人类多指畸形（Polydactyly）不同个体多指的大小表现不一致圣芍费优糜令阜债酌拙脱脆扬谋犊腥舆实午辟修痈酌申嗜痪掖喊整兔走赴基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学2.外显率（Penetrance）具有特定基因型的群体中，表现该基因所决定表型的个体所占的比例。例：黑腹果蝇隐性群体中，表现为间断翅脉的个体为90%，即：不完全外显。•Forsomegenes,agivengenotypemayormaynotshowagivenphenotype；•Levelofpenetrance＝proportionofindividualsofaparticulargenotypethathavethesamephenotype.挞沼棋扛狡末闰怂告逆毙漆佬浑搬痊铃劈漏给堡资税脓换陡肺荡路处霖罐基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学3.表现度和外显率的关系例：人类多指（趾）畸形（Brachydactyly）受显性基因控制；外显率：90%出现症状，即：外显不全；表现度：畸形人群中多指的数量和大小等表现程度不一。既存在外显率不完全，又存在表现度不一致。吓鼠笺转咆塔浓追值逆穆怔壤亩桩盟峡司倪椭互特檄逝跪吹承凳零积搁的基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学4.表型模写（Phenocopy)–环境改变所引起的表型改变，有时与一种基因突变引起的表型变化很相似，这种现象叫做表型模写或表型模拟。–这种因表型模写而出现的性状称为拟表型。–是环境变化的影响产生的表型，并不会传至下一代。特点：例1：正常的长翅果蝇的幼虫在不同温度下饲养；例2：人类短肢畸形是一种隐性遗传病，而孕妇服用药物以后引起的表型变化可产生相似的性状。谨孤啤败燎被徘善泌瘪道碰澜慕先穿士肺墨痘膝昧侈蹄利喇清小烤指娩遥基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学三、性状的多基因决定•多因一效(multigeniceffect)：由多对基因控制和影响同一性状表现的现象。•生化基础：一个性状形成是由许多基因所控制的若干个生化过程连续作用的结果。如：玉米正常叶绿素的形成与50多对不同的基因有关，分别控制叶绿素不同成份形成或不同发育阶段的生化反应。给封寄瞻那苍在蛙躯住镊微须翰甭褪果酞拷蘑验浑献尾扔犯审痘侗有垫疮基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学三、性状的多基因决定例：玉米胚乳的颜色紫色胚乳=A1_A2_C_R_Pr_紫色:红色=Pr：pr两个个体某一性状的差异由一对基因的差异决定，是以其他基因都相同的情况为前提的。一种性状是由多种基因决定的，而简化是必要且科学的。捍丛札伯瞧阻限刚亡仆瘦当贮媳肥捷腊破凶酚科鸭翅哎肝恋蓝盂谗迄阁寨基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学四、基因的多效性•一因多效(pleiotropism)：一个基因影响和控制多个性状发育的现象。•生化基础：一个基因改变直接影响以该基因为主的生化过程，同时也影响与之有联系的其它生化过程，从而影响其它性状表现。如：豌豆花色基因C/c实际上是与植株色素形成相关的一系列生长反应相关，同时还控制种皮颜色(C-灰色种皮，c-淡色种皮)、叶腋色斑(C-有黑斑，c-无黑斑)。售贱榆够慢舵升苟抱切断厦仙盏俐营虱弹红稽荐线躺杀者娄囤装漾短刷宜基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学四、基因的多效性例：镰刀形细胞贫血征（sicklecellanemia）•HbAisanormalallele；•HbSisamutantformoftheallele；•ThegenotypeHbS/HbScausesthediseasesicklecellanemia.NormalredbloodcellSickledredbloodcell擦寇愁桶踏郴橡臣宙帚艾钩葫锦案较箩圭寂张凸拿第训鸦资远跌床警灭短基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学藤歇壤子现昼闰策传插后堑啪涩彪遇触视襄妊簧柿浩几粹迸仙革百萍蓑毗基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学五、致死基因（Lethalgenes）约1907年，Cuénot发现小鼠（Musmusculus）中黄鼠不能真实遗传：yellowagoutiblack？CrossA:agouti×agouti→Allagouti(刺鼠色）CrossB:yellow×yellow→2/3yellow,1/3agoutiCrossC:agouti×yellow→1/2yellow,1/2agouti机鹊府幽骆波巡戌庆禹胞鸣牟吵鄂惜吠碑毙霉长损舒冻么梳靴袄锣踏测刚基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学五、致死基因（Lethalgenes）A:野生型基因（刺鼠色，agouti）AY:突变基因（黄色，yellow）AY:A为显性即：基因型AYA为黄色鼠CrossB比CrossC出生的小鼠数量少约1/4铡幽掂台价望惠婚磅塌公巩裸嗣纤概熏赞殃岔呢境讥岔岿隘赘拣午陨拙或基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学致死基因的发现AY基因对小鼠毛色是一个显性等位基因，但当其纯合时对小鼠具有致死作用。懒弹哇辗洋赁亭哑沈竹力空夕萤役斜夹宵增碴伴棘燕翠匝檄旧亮肿距田看基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学五、致死基因（Lethalgenes）概念：Agenewhoseexpressionresultsinthedeathoftheorganism,usuallyduringembryogenesis.---------------------------TheAmericanHeritage®DictionaryoftheEnglishLanguage:FourthEdition.2000使生物体不能存活的等位基因。可分为显性致死基因和隐性致死基因补蕉柜面喜艳秃同植读厌序彩袄破膊揩舱俭娄饱奖顷柔讯逃胜久廖鹅询菲基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学LethalAlleles•显性致死（Dominantlethalgene）基因型呈杂合状态（杂合体）即导致个体死亡的现象；或等位基因只要有一个基因拷贝就会导致个体死亡的情形。罕见,如：亨亭顿舞蹈症（Huntingtondisease）杂合体（Hh）的个体在30岁以后脑神经发生渐进性损坏，直到死亡。介贩涛朴悠堵赫暂狗厢孔谍傲瑚孽膛苍工躯瞪氮涨谷插达漱薄髓却鼓罐褒基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学AmericanfolksingerandcomposerWoodyGuthriediedfromthisdiseaseatage39.碎汇剪被绰萍舒妥挥朽逛渐彝琅惕肝躇吞德看夏俞屡呆罗斥蚜忘粮疡眠坡基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学LethalAlleles•隐性致死基因（Recessivelethalgene）杂合时存活，而纯合时导致个体死亡的基因。常见,如：–Yellow(AY)inmice–Curlywing(翻翅)inDrosophilacurlywings–Manx(M)incats（马恩岛无尾猫）缔很赴楔太茧据杭芽每室怕外答踢阁淫柄凝绵凛言妥办阁忠黍唾歹友阐茎基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学由杖瓤勿秧樱她砂司娠酸羹甘眼锄韧宏山韶肤船署肘援诲焰接敬根赴茂熙基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学飞析娇抹存椭懊毙裴矫大靛辽斥郡窥娟视政喧歌勺嘘佛遭身信暇唬悯诡栓基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学第二节相对性状的显隐性关系缮卉鉴呜零吱诲企屈鹏续即涯柬豪踊廊颊挝贰萨腺跨胚皿信铃楞揣嚣腮缉基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学一、完全显性(completedominance)孟德尔对豌豆7对相对性状的研究表明：•杂合体(F1)总是表现为亲本之一的性状(显性性状)；•也就是说，杂合体表现型由等位基因之一(显性基因)决定，并且杂种F2表现显隐性3:1的分离比例。惜揉答麦请别加受杀侄代收糟猛毫钝凄镐窑透海戍祝囱彰哦悸佯骏吻君确基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学二、不完全显性(incompletedominance)例1：紫茉莉(Mirabilisjalapa)的花色遗传气苹役诺登锥亩褂岭鹤粱王斑耍另伟预乾匆各邯漳癌架饰廷司夯皋捍招峡基因的作用及其与环境的关系张飞雄版遗传学二、不完全显性(incompletedominance)例1：紫茉莉(Mirabilisjalapa)的花色