非特异性精神发育迟滞的遗传异质性
陈洁 郭亦寿 赵梅兰
摘 要 目的 探讨非特异性精神发育迟滞(non-specific mental retardation,NSMR)的遗传方式。方法 采用分离分析法、Finney法和Falconer法,对山东省遗传病群体调查中筛选出的157个NSMR家系进行了研究。结果 U×U多发家庭接受常染色体隐性遗传;U×U总体属于常染色体隐性遗传,同时还有多基因的主基因效应,散发病例为46%;U×A符合常染色体显性遗传,不完全外显。结论 NSMR的遗传方式具有遗传异质性。
关键词:非特异性精神发育迟滞;分离分析;遗传率;遗传方式;遗传异质性
精神发育迟滞(mental retardation,MR)又称为智力低下,按临床体征可分为非特异性精神发育迟滞(non-specific mental retardation,NSMR)和智力低下伴发畸形两类。NSMR是指患者只是单纯性智力低下,不伴有临床上其它畸形。目前国外主要采用反向遗传学的方法来探讨NSMR的发病机理,但仅对非特异性X连锁智力低下进行过分析[1-3],国内许多学者从NSMR的患病程度进行分析[4,5],认为NSMR具有广泛的遗传异质性,但患病程度(重度、中度和轻度)是根据测定智商(IQ)的得分而进行分类的。由于测定IQ的标准不同,环境条件的不同,很难进行准确地分型。因此,我们从父母婚配型的角度探讨NSMR的遗传方式,不仅为探讨NSMR的发病机理提供理论依据,而且为临床诊断和临床遗传咨询提供理论参考。
, 百拇医药
1 对象和方法
1.1 对象 根据1985年WHO对MR的定义说明及临床诊断标准,研究对象是出生以后无其他诱因的MR病例,排除各种体征畸形,而仅是单纯性的智力低下。
1.2 方法
1.2.1 调查方法 分初筛和复查两步进行。(1)初筛:经过统一培训的乡村医生或妇幼保健人员对其所在村或街道按户口逐户查访,填写初筛表。(2)复查:经过专门培训的各科医生组成综合调查组,检查每个初筛患者,绘出系谱。必要时做辅助检查,明确诊断。
1.2.2 遗传分析 根据患者父母婚配型将调查的家系分为3种类型:U×U型(父母双方表型均正常),U×A型(父母中有一方是患者),A×A型(父母双方均是患者);其中U×U多发家庭是指同胞中有两个或更多的患者。
1.2.3 分析方法 (1)分离分析:采用Morton[6]介绍的不完全确认条件下的分离分析模型进行假设检验及最大似然值估计。采用山东医科大学遗传教研室编制的计算机程序,在微机上操作运算。(2)Finney法[7]:对完全确认各种婚配型(U×A,A×A)子代进行分离比估计,同时将不完全确认条件下的U×A与完全确认条件下的U×A型进行比较,u检验。(3)遗传率计算:采用Falconer法估计多基因遗传的遗传率。
, 百拇医药
2 结果
2.1 分离分析 对157个NSMR的家系通过不完全确认获得232个核心家系,共计患者271例,其中男性142例,女性129例,男女之比为1.10∶1,χ2检验,P>0.05,男女之间差异无显著性。
2.1.1 确认概率(π)值估计 根据NSMR的患者(r)和先证者(a)的分布(表1),计算确认概率π=0.895。
2.1.2 不同婚配型分离比(p)估计 根据NSMR各婚配型的同胞数(s)及患者数(r)的分布(表2),在IBM计算机中用分离分析程序进行分析,结果见表3。其中A×A婚配型家系较少,不作分析。
2.2 完全确认资料的分离比估计 用完全确认法获得75个NSMR核心家系,共有患者79例,其中男性42例,女性37例,男女之比为1.14∶1,χ2检验,P>0.05,男女间差异无显著性。根据完全确认条件下NSMR的同胞数(s)及患者数(r)的分布(表4),当π=1时,用Finney法计算出U×A婚配型的分离比p=0.3348。
, 百拇医药
2.3 遗传率 按Falconer法计算NSMR的一级亲属和二级亲属的遗传率分别为89.4%±4.4%,73.6±10.95%,加权法得平均遗传率 87.2%±4.1%。
表1 先证者(a)在同胞患者数(r)中的分布及运算结果
Table1 Numbers of families in proband(a)vs affected siblings(r)and the calculated results
r(同胞患者数)
a(先证者数)
1
1
2
, 百拇医药
1
2
2
3
1
3
2
3
3
4
1
4
2
4
, 百拇医药
3
4
4
Total
(总计)
No. of
families
(家系数)
188
5
23
1
1
, 百拇医药
4
0
0
0
2
224
π=0.895;Uπ=0.03767;Kππ=762.2282;χ2π=1.8617E-8 表2 不完全确认条件下NSMR各种婚配型的同胞数(s)与患者数(r)的分布
Table 2 Numbers of families for various mating types of NSMR with incomplete ascertainment
, 百拇医药
s(同胞数)
1
2
2
3
3
3
4
4
4
4
5
5
5
, http://www.100md.com
6
6
6
7
7
8
8
Total
(总计)
r(患者数)
1
1
2
1
, 百拇医药
2
3
1
2
3
4
1
2
3
1
2
4
1
3
, http://www.100md.com
1
2
U×U
6
44
4
57
2
0
26
4
1
0
15
, 百拇医药
4
1
9
4
0
1
0
1
1
180
U×A
11
14
8
, http://www.100md.com
5
0
2
3
0
0
0
0
2
1
1
0
1
1
, 百拇医药
0
0
0
49
A×A
1
0
0
0
0
0
0
0
0
, 百拇医药
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
3
Total
(总计)
, 百拇医药
18
58
12
62
2
2
29
4
1
1
15
6
2
10
, 百拇医药
4
1
2
1
1
1
232
表3 NSMR各种婚配型的分离比(π=0.895)
Table 3 Segregation ratio of various mating types (π=0.895)
Mating types
(婚配型)
, http://www.100md.com
No. of families
(家系数)
p
x
up
ux
kpp
kxx
χ2P
χ2X
U×U
, 百拇医药
(Multiplex families)
(多发家庭)
21
0.25
-18.
5370
151.
8606
2.
2628
U×U
(Total families)
, 百拇医药
(总体)
180
0.25
0
-231.
6721
88.
5519
1402.
2972
226.
8081
33.
, 百拇医药
2743
34.
5720
0.25
0.54
-8.
0930
0.
0460
247.
5381
157.
6208
, http://www.100md.com
0.
2645
0
0.19
0.46
-2.
8308
-1.
8171
485.
5412
108.
7883
, 百拇医药
0.
0165
0.
0304
U×A
49
0.50
0
-38.
5427
106.
6460
184.
, http://www.100md.com
2482
534.
5028
8.
0627
21.
2785
0.32
0
1.
2097
6.
7260
, http://www.100md.com
214.
3589
75.
3273
0.
0683
0.
6006
表4 NSMR完全确认条件下的s、r分布(π=1)
Table 4 Numbers of families for various mating types of NSMR with complete ascertainment(π=1)
, 百拇医药
s(同胞数)
1
1
2
2
2
3
3
3
4
4
4
5
5
, http://www.100md.com
6
6
6
6
7
7
Total
(总计)
r(患者数)
0
1
0
1
2
, 百拇医药
0
1
3
0
1
4
2
3
0
1
2
4
1
3
, 百拇医药
U×A
9
12
5
14
8
2
6
2
1
3
0
1
1
, 百拇医药
2
1
1
1
1
0
70
A×A
0
1
0
0
0
2
, http://www.100md.com
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
5
, 百拇医药
Total
(总计)
9
13
5
14
8
4
6
2
1
3
1
1
, 百拇医药
1
2
1
1
1
1
1
75
3 讨论
3.1 U×U婚配型
3.1.1 分离分析结果(表3)表明,U×U多发家庭,当p=0.25时,χ2P=2.2628,接受常染色体隐性遗传;U×U总体婚配型,设p=0.25,x=0.54时,χ2P=0.2645,χ2X=0,接受常染色体隐性遗传,并有散发病例存在,但p、x的最大似然估计值是p=0.19,x=0.46,此时分离比偏低,可能是由于有较多的散发病例存在,同时可能存在有多基因的主基因效应。
, http://www.100md.com
3.1.2 多基因遗传分析 一般认为人的智能属多基因控制的数量性状,智商70以下的即为精神发育迟滞(MR),人群中大约有1.5%智力低下是由变异的极端型造成的,即由基因组合不良所致,又称为极端变异型,也就是说智能属于多基因遗传。由于NSMR的一级、二级亲属的遗传率分别为89.4%±4.4%、73.4%±10.95%,平均遗传率为87.2%±4.1%。表明NSMR的U×U婚配型可能又符合多基因遗传。
综上所述,U×U婚配型的NSMR既有常染色体隐性遗传,又有多基因的主基因效应,其遗传率的分析与许多研究结果基本一致[8,9]。
3.2 U×A婚配型
3.2.1 分4离分析 在不完全确认条件下(表3),U×A婚配型,设p=0.50,x=0时,χ2p=8.0627,χ2p=21.2785,不接受分离比p=0.50的假设,但最大似然估计值p=0.32,x=0,χ2P=0.0683,χ2X=0.6006,接受常染色体显性遗传,不完全外显,外显率为64%,无散发病例。
, 百拇医药
3.2.2 完全确认条件下,利用Finney法计算NSMR的U×A婚配型的最佳分离比为p=0.3348,支持常染色体显性遗传、不完全外显,外显率为0.6696。
将U×A婚配型的两种不同的确认方法分析结果进行比较,即不完全确认条件下,p=0.32,完全确认条件下,p=0.3348,两者经u检验,uP=0.2667,P>0.05,两种确认方法间差异无显著性,进一步说明NSMR的U×A婚配型符合常染色体显性遗传、不完全外显。
总之,NSMR的U×U多发家庭符合常染色体隐性遗传,U×U总体婚配型属于常染色体隐性遗传,同时可能又伴有多基因的主基因效应,由于本研究的手段有限,无法将两者分开,有待于进一步分析。而U×A婚配型符合常染色体显性遗传、不完全外显。
基金项目:WHO资助的《遗传病控制研究》项目(CHN/NCH/005)
, 百拇医药
通信作者:郭亦寿(E-mail:ys.yuo@mailcity.com)
作者单位:陈洁(250012济南,山东医科大学医学遗传教研室)(现在030001太原,山西医科大学生物教研室)
郭亦寿(250012济南,山东医科大学医学遗传教研室)
赵梅兰(军事医学科学院)
参考文献
[1]des Portes V,Soufir N,Carri A,et al.Gene for non-specific X-linked mental retardation(MRX47)is located is Xq22.3-q24.Am J Med Genet,1997,72∶224-228.
, http://www.100md.com [2]des Portes V,Carri A,Billuart P,et al.Inherited microdeletion in Xp21.3-22.1 involved in non-specific mental retardation.Clin Genet,1998,53∶136-141.
[3]des Portes V,Billuart P,Carri A,et al.A gene for dominant non-specific X-linked mental retardation is located in Xq28.Am J Hum Genet,1997,60∶903-909.
[4]Hu Y, Zhang SZ, Zhang SL, et al.Study on 315 pedigrees with idiopathic mental retardation by segregation analysis. Chin J Neurol Psychiatry, 1992,25∶157-159.[胡应,张思仲,张思霖,等.315个原因不明精神发育迟滞家系的分离分析研究.中华神经精神科杂志,1992,25∶157-159.]
, 百拇医药
[5]Gong YQ, Guo YS, Shao CS, et al.Recessive genes in non-specific mental retardation. Chin J Med Genet,1994,11∶12-15.[龚瑶琴,郭亦寿,邵常顺,等.328例非特异性精神发育迟滞的隐性基因分析.中华医学遗传学杂志,1994,11∶12-15.]
[6]Morton NE.Genetic tests under in-complete ascertainment.Am J Hum Genet,1959,11∶1.
[7]Vogel F,Motulsky AG,eds.Human genetics problems and approaches.2nd ed.Berlin:Spinger-Verlag,1986.649.
[8]Hu Y, Zhang SZ. Design and application of a computer program for path analysis on qualitative traits. Acta Genetica Sinica,1992,19(1)∶1-8.[胡应,张思仲.用于质量性状通径分析微机程序设计及其应用.遗传学报,1992,19(1)∶1-8.]
[9]Xiao Y, Zhang SL, Xu Y, et al.Estimation of heritability of 14 kinds of polygenic diseases. Hereditas,1994,16(4)∶9-13.[肖渝,张思霖,徐颖,等.14种多基因、疑为多基因遗传病的遗传率研究.遗传,1994,16(4)∶9-13.], http://www.100md.com
摘 要 目的 探讨非特异性精神发育迟滞(non-specific mental retardation,NSMR)的遗传方式。方法 采用分离分析法、Finney法和Falconer法,对山东省遗传病群体调查中筛选出的157个NSMR家系进行了研究。结果 U×U多发家庭接受常染色体隐性遗传;U×U总体属于常染色体隐性遗传,同时还有多基因的主基因效应,散发病例为46%;U×A符合常染色体显性遗传,不完全外显。结论 NSMR的遗传方式具有遗传异质性。
关键词:非特异性精神发育迟滞;分离分析;遗传率;遗传方式;遗传异质性
精神发育迟滞(mental retardation,MR)又称为智力低下,按临床体征可分为非特异性精神发育迟滞(non-specific mental retardation,NSMR)和智力低下伴发畸形两类。NSMR是指患者只是单纯性智力低下,不伴有临床上其它畸形。目前国外主要采用反向遗传学的方法来探讨NSMR的发病机理,但仅对非特异性X连锁智力低下进行过分析[1-3],国内许多学者从NSMR的患病程度进行分析[4,5],认为NSMR具有广泛的遗传异质性,但患病程度(重度、中度和轻度)是根据测定智商(IQ)的得分而进行分类的。由于测定IQ的标准不同,环境条件的不同,很难进行准确地分型。因此,我们从父母婚配型的角度探讨NSMR的遗传方式,不仅为探讨NSMR的发病机理提供理论依据,而且为临床诊断和临床遗传咨询提供理论参考。
, 百拇医药
1 对象和方法
1.1 对象 根据1985年WHO对MR的定义说明及临床诊断标准,研究对象是出生以后无其他诱因的MR病例,排除各种体征畸形,而仅是单纯性的智力低下。
1.2 方法
1.2.1 调查方法 分初筛和复查两步进行。(1)初筛:经过统一培训的乡村医生或妇幼保健人员对其所在村或街道按户口逐户查访,填写初筛表。(2)复查:经过专门培训的各科医生组成综合调查组,检查每个初筛患者,绘出系谱。必要时做辅助检查,明确诊断。
1.2.2 遗传分析 根据患者父母婚配型将调查的家系分为3种类型:U×U型(父母双方表型均正常),U×A型(父母中有一方是患者),A×A型(父母双方均是患者);其中U×U多发家庭是指同胞中有两个或更多的患者。
1.2.3 分析方法 (1)分离分析:采用Morton[6]介绍的不完全确认条件下的分离分析模型进行假设检验及最大似然值估计。采用山东医科大学遗传教研室编制的计算机程序,在微机上操作运算。(2)Finney法[7]:对完全确认各种婚配型(U×A,A×A)子代进行分离比估计,同时将不完全确认条件下的U×A与完全确认条件下的U×A型进行比较,u检验。(3)遗传率计算:采用Falconer法估计多基因遗传的遗传率。
, 百拇医药
2 结果
2.1 分离分析 对157个NSMR的家系通过不完全确认获得232个核心家系,共计患者271例,其中男性142例,女性129例,男女之比为1.10∶1,χ2检验,P>0.05,男女之间差异无显著性。
2.1.1 确认概率(π)值估计 根据NSMR的患者(r)和先证者(a)的分布(表1),计算确认概率π=0.895。
2.1.2 不同婚配型分离比(p)估计 根据NSMR各婚配型的同胞数(s)及患者数(r)的分布(表2),在IBM计算机中用分离分析程序进行分析,结果见表3。其中A×A婚配型家系较少,不作分析。
2.2 完全确认资料的分离比估计 用完全确认法获得75个NSMR核心家系,共有患者79例,其中男性42例,女性37例,男女之比为1.14∶1,χ2检验,P>0.05,男女间差异无显著性。根据完全确认条件下NSMR的同胞数(s)及患者数(r)的分布(表4),当π=1时,用Finney法计算出U×A婚配型的分离比p=0.3348。
, 百拇医药
2.3 遗传率 按Falconer法计算NSMR的一级亲属和二级亲属的遗传率分别为89.4%±4.4%,73.6±10.95%,加权法得平均遗传率 87.2%±4.1%。
表1 先证者(a)在同胞患者数(r)中的分布及运算结果
Table1 Numbers of families in proband(a)vs affected siblings(r)and the calculated results
r(同胞患者数)
a(先证者数)
1
1
2
, 百拇医药
1
2
2
3
1
3
2
3
3
4
1
4
2
4
, 百拇医药
3
4
4
Total
(总计)
No. of
families
(家系数)
188
5
23
1
1
, 百拇医药
4
0
0
0
2
224
π=0.895;Uπ=0.03767;Kππ=762.2282;χ2π=1.8617E-8 表2 不完全确认条件下NSMR各种婚配型的同胞数(s)与患者数(r)的分布
Table 2 Numbers of families for various mating types of NSMR with incomplete ascertainment
, 百拇医药
s(同胞数)
1
2
2
3
3
3
4
4
4
4
5
5
5
, http://www.100md.com
6
6
6
7
7
8
8
Total
(总计)
r(患者数)
1
1
2
1
, 百拇医药
2
3
1
2
3
4
1
2
3
1
2
4
1
3
, http://www.100md.com
1
2
U×U
6
44
4
57
2
0
26
4
1
0
15
, 百拇医药
4
1
9
4
0
1
0
1
1
180
U×A
11
14
8
, http://www.100md.com
5
0
2
3
0
0
0
0
2
1
1
0
1
1
, 百拇医药
0
0
0
49
A×A
1
0
0
0
0
0
0
0
0
, 百拇医药
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
3
Total
(总计)
, 百拇医药
18
58
12
62
2
2
29
4
1
1
15
6
2
10
, 百拇医药
4
1
2
1
1
1
232
表3 NSMR各种婚配型的分离比(π=0.895)
Table 3 Segregation ratio of various mating types (π=0.895)
Mating types
(婚配型)
, http://www.100md.com
No. of families
(家系数)
p
x
up
ux
kpp
kxx
χ2P
χ2X
U×U
, 百拇医药
(Multiplex families)
(多发家庭)
21
0.25
-18.
5370
151.
8606
2.
2628
U×U
(Total families)
, 百拇医药
(总体)
180
0.25
0
-231.
6721
88.
5519
1402.
2972
226.
8081
33.
, 百拇医药
2743
34.
5720
0.25
0.54
-8.
0930
0.
0460
247.
5381
157.
6208
, http://www.100md.com
0.
2645
0
0.19
0.46
-2.
8308
-1.
8171
485.
5412
108.
7883
, 百拇医药
0.
0165
0.
0304
U×A
49
0.50
0
-38.
5427
106.
6460
184.
, http://www.100md.com
2482
534.
5028
8.
0627
21.
2785
0.32
0
1.
2097
6.
7260
, http://www.100md.com
214.
3589
75.
3273
0.
0683
0.
6006
表4 NSMR完全确认条件下的s、r分布(π=1)
Table 4 Numbers of families for various mating types of NSMR with complete ascertainment(π=1)
, 百拇医药
s(同胞数)
1
1
2
2
2
3
3
3
4
4
4
5
5
, http://www.100md.com
6
6
6
6
7
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Total
(总计)
r(患者数)
0
1
0
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, 百拇医药
0
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1
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, 百拇医药
U×A
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, 百拇医药
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A×A
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14
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1
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1
75
3 讨论
3.1 U×U婚配型
3.1.1 分离分析结果(表3)表明,U×U多发家庭,当p=0.25时,χ2P=2.2628,接受常染色体隐性遗传;U×U总体婚配型,设p=0.25,x=0.54时,χ2P=0.2645,χ2X=0,接受常染色体隐性遗传,并有散发病例存在,但p、x的最大似然估计值是p=0.19,x=0.46,此时分离比偏低,可能是由于有较多的散发病例存在,同时可能存在有多基因的主基因效应。
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3.1.2 多基因遗传分析 一般认为人的智能属多基因控制的数量性状,智商70以下的即为精神发育迟滞(MR),人群中大约有1.5%智力低下是由变异的极端型造成的,即由基因组合不良所致,又称为极端变异型,也就是说智能属于多基因遗传。由于NSMR的一级、二级亲属的遗传率分别为89.4%±4.4%、73.4%±10.95%,平均遗传率为87.2%±4.1%。表明NSMR的U×U婚配型可能又符合多基因遗传。
综上所述,U×U婚配型的NSMR既有常染色体隐性遗传,又有多基因的主基因效应,其遗传率的分析与许多研究结果基本一致[8,9]。
3.2 U×A婚配型
3.2.1 分4离分析 在不完全确认条件下(表3),U×A婚配型,设p=0.50,x=0时,χ2p=8.0627,χ2p=21.2785,不接受分离比p=0.50的假设,但最大似然估计值p=0.32,x=0,χ2P=0.0683,χ2X=0.6006,接受常染色体显性遗传,不完全外显,外显率为64%,无散发病例。
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3.2.2 完全确认条件下,利用Finney法计算NSMR的U×A婚配型的最佳分离比为p=0.3348,支持常染色体显性遗传、不完全外显,外显率为0.6696。
将U×A婚配型的两种不同的确认方法分析结果进行比较,即不完全确认条件下,p=0.32,完全确认条件下,p=0.3348,两者经u检验,uP=0.2667,P>0.05,两种确认方法间差异无显著性,进一步说明NSMR的U×A婚配型符合常染色体显性遗传、不完全外显。
总之,NSMR的U×U多发家庭符合常染色体隐性遗传,U×U总体婚配型属于常染色体隐性遗传,同时可能又伴有多基因的主基因效应,由于本研究的手段有限,无法将两者分开,有待于进一步分析。而U×A婚配型符合常染色体显性遗传、不完全外显。
基金项目:WHO资助的《遗传病控制研究》项目(CHN/NCH/005)
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通信作者:郭亦寿(E-mail:ys.yuo@mailcity.com)
作者单位:陈洁(250012济南,山东医科大学医学遗传教研室)(现在030001太原,山西医科大学生物教研室)
郭亦寿(250012济南,山东医科大学医学遗传教研室)
赵梅兰(军事医学科学院)
参考文献
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