醫學遺傳學/多基因遺傳與數量遺傳
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多基因遺傳(polygenicinheritance)是指生物和人類的許多表型性狀由不同座位的較多基因協同決定,而非單一基因的作用,因而呈現數量變化的特徵,故又稱為數量性狀遺傳。多基因遺傳時,每對基因的性狀效應是微小的,故稱微效基因(minor gene),但不同微效基因又稱為累加基因(additive gene)。多基因遺傳性狀除受微效累加基因作用外,還受環境因素的影響,因而是兩因素結合形成的一種性狀,因此,這種遺傳方式又稱多因子遺傳(multifactorical inheritance)
多基因遺傳的數量性狀(quantitativecharacter)為連續變異的性狀,可以常態分佈曲線表示。人的身高、血壓和智力都是多基因性狀,而單基因的質量性狀(qujalitatie character)則呈不連續變異。圖5-1表示單基因的侏儒症身高的變異分布。該病患者的平均身高僅130cm。這類人的家系成員身高決定於基因型AA、Aa和aa,變異的分布呈不連續的特點,即變異個體可明顯區分為幾個群(即曲線的幾個峰),這各人的身高表現為一種質量性狀,群體間差異顯著。而正常人的身高是基因性狀,身高平均為165cm,變異在群體中是連續的,曲線只有一個峰即平均值。人身高由矮到高是逐漸過渡,很矮和很高的兩種極端的人只是極少數,大多數人身高接近平均值,這種變異的曲線呈常態分佈(圖5-2)。
圖5-1 侏儒症身高的變異分布圖
圖5-2 正常人群身高的變異分布圖
由此可見,侏儒症患者的身高是一種單基因遺傳病的表型性狀,而正常人身高則是既受多基因遺傳控制,又受環境因素影響。對大多數人來講,控制身高的基因是微效的和累加的。而極少數遺傳病(如Klinefelter症候群、生長激素缺乏症等)對身高的影響是小的,在整個群體的分布曲線中幾乎沒有作用。分析身高遺傳表明子代平均身高更加接近群體的身高平均值,而不是雙親的身高的平均值。統計學應用於遺傳學中時,數量性狀遺傳在子代中出現少量極端表型個體是正常的。因此,從遺傳基礎來看,一級親屬平均有50%相同的基因,二級親屬平均有1/4的基因相同,三級親屬有1/8的基因相同,如表5-1所示。
表5-1 不同親屬關係的基因比例
親屬關係 | 基因比例 |
單卵雙生 | 1 |
一級親屬(異卵雙生,雙親,同胞,子女) | 1/2 |
二級親屬(祖父母,叔,伯,舅父,侄子女、孫子女) | 1/4 |
三級親屬(表堂兄妹、曾祖父母、曾孫子女) | 1/8 |
多基因遺傳具有3個特點:①兩個極端變異(純種)個體雜交後,子1代大部分為中間型,具有一定變異範圍,是環境影響。②兩個中間型子1代雜交後,子2代大部分為中間型,但其變異範圍要比子1代廣泛,也可出現極端的個體。這除環境因素外,基因的分離組合也有作用。③在隨機雜交的群體中,變異範圍很廣,然而大多數個體接近中間型極端個體很少,環境與遺傳因素都起作用。
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