Question

【題目】我國從東北到西北基本上都有大麥的分布，尤其是在陜西、山西、甘肅、寧夏等地更是大麥的主產區(qū)。大麥是自花傳粉，閉花授粉的二倍體（2n=14）。因雜交去雄工作很不方便，科學家培育出一種如圖所示的6號染色體三體新品系，該三體植株在減數第一次分裂后期，染色體I和II分離，染色體III因結構特殊隨機分配。含III號染色體的花粉無授粉能力，雄性可育（M）對雄性不育（m）為顯性（雄性不育指植株不能產生花粉），橢圓粒種子（R）對長粒種子（r）為顯性。請回答下列問題：

（1）控制大麥雄性是否可育和種子形狀的兩對等位基因_________（填“遵循”、“不遵循”）基因的自由組合定律。

（2）欲測定正常的大麥基因組的序列，需要對__________條染色體的DNA進行測序。

（3）該三體新品系自交產生的F1的表現型及比例為_________。其中形狀為_______種子種植后方便用來雜交育種。

（4）在穩(wěn)定遺傳的大麥群體中由于隱性突變出現一株高產植株（研究發(fā)現高產與低產是由一對等位基因B、b控制）。為判斷該突變是否發(fā)生在6號染色體上（不考慮基因R、r和染色體的交叉互換），請通過雜交育種的方法來判斷（所選擇的親本需寫明其基因型和表現型）。

①實驗基本思路：__________________________。

②預期結果與結論：__________________________。

Answer 1

【答案】不遵循 7 雄性可育橢圓形∶雄性不育長粒=1∶1 長粒 低產雄性不育植株（mmBB）與高產可育植株（MMbb）雜交得到F1，F1自交得到F2，種植F2各植株，最后單株收獲F2的種子并統(tǒng)計其數量比 若F2低產量植株∶高產植株=2∶1，則高產突變發(fā)生在6號染色體上；

若F2低產量植株∶高產植株=3∶1，則高產突變發(fā)生在其他染色體上。

【解析】

遵循自由組合定律的兩對基因應位于兩對同源染色體上，圖示中兩對基因連鎖，故不遵循基因的自由組合定律。由于雄性不育植株不能產生花粉，故可用mm基因型的個體做母本進行雜交實驗，可免去了對母本去雄的操作。

（1）由圖示可知，控制大麥雄性是否可育（M、m）和種子形狀（R、r）的兩對等位基因均位于6號染色體上，表現為連鎖，故兩對等位基因不遵循自由組合定律。

（2）大麥是自花傳粉，閉花授粉的二倍體農作物，沒有性染色體，染色體數為2n=14，故測定大麥基因組的序列，需要對7條染色體的DNA進行測序。

（3）該三體植株在減數第一次分裂后期：染色體Ⅰ和Ⅱ分離，染色體Ⅲ因結構特殊隨機分配�？芍�該個體產生的花粉為MmRr、mr，由于含Ⅲ號染色體的花粉無授粉能力，故能參與受精的花粉為mr，該個體產生的雌配子為MmRr∶mr=1∶1，且都能參與受精，故該三體新品系自交產生的F1的基因型為MmmRrr∶mmrr=1∶1，由于雄性可育（M）對雄性不育（m）為顯性（雄性不育指植株不能產生花粉），橢圓粒種子（R）對長粒種子（r）為顯性，故F1表現型及比例為雄性可育橢圓形∶雄性不育長粒=1∶1。其中形狀為長粒的種子由于雄性不育，故種植后雜交時無需去雄，即方便用來雜交育種。

（4）設控制高產的基因為b，則突變體高產的基因型為bb，則題（3）中方便用來雜交育種的植株基因型為mmBB，其與高產植株（MMbb）雜交得到F1（MmBb），F1自交得到F2，單獨種植F2各植株，最后統(tǒng)計F2的產量（不考慮交叉互換）。若高產突變發(fā)生在6號染色體上，則F1（MmBb）產生的雌雄配子均為Mb：mB=1∶1，F2的基因型為1MMbb∶2MmBb∶1mmBB，由于mm表現雄性不育，故mmBB不能產生后代，F2植株MMbb、MmBb分別表現為高產、普通產量，比例為1∶2，所以若F2普通產量植株：高產植株=2：1，則高產突變發(fā)生在6號染色體上；若高產突變發(fā)生在其他染色體上，則后代配子比例不受雄性不育的影響，F1（Bb）產生的雌雄配子均為b∶B=1∶1，F2的基因型為1b∶2Bb∶1BB，F2植株表現為高產、普通產量，比例為1∶3，所以若F2普通產量植株：高產植株=3：1，則高產突變發(fā)生在其它染色體上。