生物界的另一类性状如红与白、有与无等称质量性状。质量性状比较稳定,不易受环境条件的影响,它们在群体内的分布是不连续的,杂交后代的个体可以明确地分组,因而可以计算杂交子代各组个体数目的比率,分析基因分离、基因重组以及基因连锁等遗传行为。
①个体间的差异是连续的,例如用穗长有差别的两个玉米品种进行杂交,则子一代(F1)植株的穗长介于两亲本之间,子二代(F2)植株的变异幅度扩大,子代各个植株的穗长呈连续的变异,因而无法求出穗长的分离比率而只能用一定尺度测量性状的表型值,再用统计学方法加以分析(见图);
多基因学说于1909年由瑞典学者H·尼尔松·埃勒提出,他认为根据质量性状研究的结果得来的孟德尔定律同样可以用来解释数量性状的遗传。多基因学说的要点是:①同一数量性状由若干对基因所控制;②各个基因对于性状的效应都很微小,而且大致相等;1941年英国数量遗传学家K·马瑟把这类控制数量性状的基因称为微效基因,相应地把效应显著而数量较少的控制质量性状的基因称为主效基因;③控制同一数量性状的微效基因的作用一般是累加性的;④控制数量性状的等位基因间一般没有明显的显隐性关系。
按照多基因学说,如果控制某一数量性状的基因对数是N,则杂交子二代中该性状表型的分布可以用二项式分布(1/2+1/2)2N展开的各项系数表示。例如小麦的种皮颜色由三对基因所控制,每一对基因的表型效应大致上相等而且是累加的,因此杂交子二代中出现的种皮颜色有七种,相当于二项式(1/2+1/2)2×3展开的各项。如果基因的对数更多,那么各组间的表型的差别将更小,分布也将更接近于正态分布。