Риса, фенотипова експресія якої визначається кількома генами малого ефекту, т. Зв. полігени, характеризується кількісним типом успадкування. Таким чином, фенотипова мінливість кількісних ознак більша в популяції, ніж у випадку альтернативної мінливості якісних ознак, оскільки кожен алель щось сприяє формуванню фенотипу, отже, результатом є низка фенотипових класів (безперервна фенотипова мінливість) . Часто на загальний фенотиповий прояв також впливає середовище, в якому живе організм, і тому спадкування цих ознак іноді називають багатофакторне успадкування. Таким чином, кількісна генетика вивчає вплив специфічних полігенів та вплив навколишнього середовища на формування фенотипу.
Розподіл фенотипових класів за кількісними ознаками в популяції типовий для т. Зв. Крива Гауса, із середньою кількістю середніх особин, що трапляються, та найменшою кількістю особин з екстремальним фенотипом. Звідси випливає, що повинен бути зроблений досить великий репрезентативний вибір. Типовим прикладом кількісної ознаки є ріст тіла у людини, на який також значною мірою впливає дієта (багатофакторний характер).
Кожен генотип типовий для себе стандарт відповіді, що представляє ступінь фенотипової експресії певного генотипу в різних умовах навколишнього середовища. Іншими словами, це здатність організму реагувати (за певною ознакою, яку ми розглядаємо) на дію зовнішнього фактора через певний інтервал. Стандарт реакції визначає максимально можливий діапазон фенотипових значень організму. У природних умовах важко визначити норму реакції організму, оскільки генетична спорідненість спостережуваних особин не завжди чітка, а зовнішні умови не піддаються контролю. Прикладом підходу до вивчення норми реакції є підготовка клонів (наприклад, різних сортів культурних рослин), яких ми вирощуємо в різних контрольованих умовах (наприклад, різні дози води під час росту) та контролюємо вплив фактору на їх фенотип (зростання). Особи з однаковим генотипом реагують на дію настільки ж потужного фактора однаково.
Генетичний аналіз кількісних ознак зв'язку
Якісні ознаки характеризуються неперервним успадкуванням з чітко розмежованими фенотиповими категоріями, за якими ми можемо знайти точний генотип. У їх генетичному аналізі нам буде достатньо класичної оцінки умов розщеплення у сегрегуючих поколінь. Генетичний аналіз кількісних ознак багато в чому відрізняється, оскільки, хоча гени, що впливають на кількісну ознаку, успадковуються менделістично (виключаючи гени мітохондрій та хлоропластів), ми не можемо зареєструвати таку зміну фенотипу через полігенну систему та значний вплив на навколишнє середовище. Отже, кількісна генетика не покладається на розуміння функції та ефекту окремих полігенів при аналізі фенотипу, але використовує для цього статистичні та аналітичні методи.
Полігенна система в найпростішому випадку складається з т.зв. нейтральний (без внесків) a активні (вкладні) алелі. Генотип, що несе лише нейтральні алелі, має базове генотипічне значення, яке активних алелів збільшується на певну кількість одиниць. Ми закликаємо їх мати адитивний ефект. Оскільки в цій системі в цій системі передбачаються однакові ефекти та однаковий відносний зв’язок між дією активних і нейтральних алелів, генотипічне значення особини пропорційне кількості активних алелів, незалежно від їх приналежності до того чи іншого гена . Якщо основний генотип aabbccddee, що складається лише з нейтральних алелів, визначає висоту рослини (20 см), а кожен активний алель вносить 5 см у висоту, то напр. рослина з генотипом AabbCCddEe матиме висоту 40 см (4 активні алелі).
Однак на практиці ми також стикаємося з випадками, коли це проявляється в деяких активних алелях мультиплікаційний ефект, і, таким чином, значення не складаються, а множаться (фенотип змінюється не лінійно, а геометрично). Значним ускладненням є той факт, що між активними алелями може існувати взаємозв'язок між домінуванням та взаємодією генів (епістаз), що робить все це надзвичайно складною проблемою.
На додаток до великої кількості полігенів, фактори зовнішнього середовища також відіграють значну роль у постійній мінливості, одні з яких стимулюють фенотипову експресію ознаки, а інші пригнічують її. Передбачається, що в середніх умовах життя обидві групи факторів представлені приблизно рівними.
Таким чином, загальний фенотип кількісної ознаки (P) визначається сумою генотипового компонента (G) та компонента навколишнього середовища (E):
Кількісна генетика вирішує питання про те, якою мірою фенотипова дисперсія зумовлена варіацією генотипу та мірою, якою є зміна середовища. Ця знахідка важлива для інтерпретації даних з такої області, як пошук найвигідніших сортів культурних рослин (якщо у нас є два сорти, які вирощуються в різних умовах) або визначення прогнозу багатофакторних спадкових захворювань у сім'ях із підвищеною частотою захворюваності. Таким чином, ми можемо перетворити попереднє рівняння в терміни варіацій окремих величин:
Генотипова дисперсія (VG) обумовлена адитивною генетичною дисперсією деяких генів (VA), можливим домінуванням інших генів (VD) та епістатичним ефектом інших локусів (VI; взаємодія), тобто: VG = VA + VD + VI; і потім:
Спадковість посилання
Взаємозв'язок між спадковою та неспадковою складовою мінливості визначається як коефіцієнт спадковості (спадковість) (Н 2). Спадковість у широкому розумінні - це частка генетичного компонента в загальному фенотипі:
У вужчому розумінні (вузькосмислена спадковість) спадковість означає лише ту частину генотипу, яка вносить адитивний компонент у формування фенотипу:
Спадковість ознаки знаходиться в діапазоні від 0 до 1, де 0 означає, що вся дисперсія фенотипу ознаки обумовлена навколишнім середовищем, тоді як значення спадковості 1 вказує на фенотипову дисперсію, спричинену впливом генотипу.
Для обчислення спадковості порівнюють різні популяції, члени яких знаходяться на різних ступенях спорідненості, припускаючи, що якщо гени (під пильним контролем навколишнього середовища) важливі для визначення загального фенотипу, тісно пов’язані особи виявлять більш схожий фенотип, оскільки вони мають однакові гени .