Question

已知小麦的抗旱性和多颗粒均属显性遗传，且两对控制基因独立遗传。现有纯合的旱敏多颗粒、纯合的抗旱少颗粒、杂合抗旱少颗粒（Rrdd）和旱敏多颗粒（rrDd）小麦品种。请回答下列问题：

（1）现有一抗旱植物，其体细胞内有一个抗旱基因R，其等位基因为r（旱敏基因）。R、r的部分核苷酸序列如下：r：ATAAGCATGACATTA；R：ATAAGCAAGACATTA。抗旱基因突变为旱敏基因的根本原因是     。研究得知与抗旱有关的代谢产物主要是糖类，该抗旱基因控制抗旱性状是通过     实现的。

（2）纯合的旱敏多颗粒植株与纯合的抗旱少颗粒植株杂交，F₁自交：

①F₂中抗旱多颗粒植株中，双杂合子所占比例是          。

②若拔掉F₂中所有的旱敏植株后，剩余植株自交，从理论上讲F₃中旱敏植株所占比例是    。

（3）请设计一个快速育种方案，利用抗旱少颗粒（Rrdd）和旱敏多颗粒（rrDd）两植物品种作亲本，通过一次杂交，使后代个体全部都是抗旱多颗粒杂交种（RrDd），简述育种过程     。

Answer

（1）碱基对替换 控制酶的合成，控制代谢过程，进而控制生物体的性状

（2）4/9 1/6

（3）收集两杂合子小麦的花粉，进行花药离体培养，得到单倍体幼苗；给该幼苗喷洒秋水仙素得纯合子，选出抗旱型少颗粒（RRdd）和旱敏型多颗粒（rrDD）的植株，使之杂交得到抗旱型多颗粒杂交种（RrDd）。

【解析】

试题分析：（1）分析R、r的碱基序列可知，r突变为R基因，是碱基对的替换造成的。由题意知，与抗旱有关的代谢产物主要是糖类，因此该抗旱基因控制抗旱性状是通过基因控制酶的合成来控制生物的新陈代谢过程进而间接控制生物的性状。

（2）由题意知，抗旱性和多颗粒属显性，各由一对等位基因控制，且分别位于两对同源染色体上，说明两对等位基因在遗传过程中遵循基因自由组合定律，设抗旱基因用A表示，多颗粒基因用B表示。

①纯合的旱敏型多颗粒植株与纯合的抗旱性少颗粒植株的基因型为aaBB和AAbb，子一代基因型为AaBb，则F2中抗旱多颗粒（A_B_）植株中，双杂合子（AaBb）所占比例是2/3×2/3=4/9。②子二代的抗旱与旱敏感型植物的比例是3：1，拔掉旱敏感型植物后，AA：Aa=1：2，子二代抗旱植株自交，从理论上讲F3中旱敏型植株的比例是2/3×1/4=1/6。

（3）收集两杂合子（抗旱少颗粒Rrdd和旱敏多颗粒rrDd）小麦的花粉，进行花药离体培养，得到单倍体幼苗；给该幼苗喷洒秋水仙素得纯合子，选出抗旱型少颗粒（RRdd）和旱敏型多颗粒（rrDD）的植株，使之杂交得到抗旱型多颗粒杂交种（RrDd）。

考点：基因、蛋白质与性状的关系；基因突变的原因；杂交育种