Question

某二倍体植物为雌雄异株，雄株与雌株分别由显性基因R和隐性基因r控制,植株的花色有红花、橙花、白花三种，受非同源染色体上的非等位基因D、d与E、e控制(D与E基因同时存在时开红花，二者都不存在时开白花)，雄株产生的花粉中部分基因型不能萌发。    研究人员进行了如下实验:

实验1:红花雄株→花粉离体培养，秋水仙素处理→白花雌株:白花雄株=1:1

实验2:橙花雄株→花粉离体培养，秋水仙素处理→白花雌株:白花雄株=1:1

实验3:红花雌株×红花雄株→F₁红花株:橙花株:白花株=1:2:1，雌株:雄株=1:1

分析回答下列问题:

（1）从决定性别的基因分析，雄株的基因为_________________。

（2）实验1中秋水仙素处理的材料是___________________，红花雄株产生的花粉中不能萌发的基因型有__________________种。

（3）实验2中橙花雄株的基因型为________________________。

（4）实验3中F₁中的橙花雌雄株随机交配，子代中雄株的表现型及比例为_______________。

Answer

Rr （花粉离体培养后得到的）幼苗 6 RrddEe或RrDdee 橙花:白花=1:1

【解析】

1.该植物的花色受2对非同源染色体上的非等位基因基因控制，因此遵循自由组合定律。根据题干信息可知，D_E_开红花，ddee开白花，D_ee、ddE_开橙花。

2.秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍。

（1）因为雄株与雌株分别由显性基因R和隐性基因r控制，而题中实验的雄株无论单倍体育种还是杂交后代都有雌株（rr），因此雄株的基因型为Rr。

（2）单倍体育种过程中，秋水仙素作用在（花粉离体培养后得到的）幼苗上，实验1中红花植株的基因型是D_E_，花粉离体培养，秋水仙素处理后，都是白花，基因型是aabb，因此可知该红花植株的基因型是DdEe，DdEe理论上应该产生DE、De、dE、de4种配子，而实验1的结果却都是ddee的白花，因此可知DE、De、dE雄配子致死，则红花雄株产生的花粉中不能萌发的基因型有RDE、RDe、RdE、rDE、rDe、rdE共6种。

（3）实验2中橙花的基因型是D_ee或ddE_，而经过单倍体育种后代都是白花（ddee），则可知橙花的基因型是Ddee或ddEe，而后代有雌株，则可推出实验2中橙花雄株的基因型为RrddEe或RrDdee。

（4）实验3中，红花雌株×红花雄株→F1红花株：橙花株：白花株=1：2：1，白花的基因型是ddee，因此亲本红花的基因型是DdEe、DdEe，根据实验1可知雄株产生的DE、De、dE、de的配子中，DE、De、dE，雄配子致死，则F1中的橙花基因型为Ddee和ddEe，F1中的橙花雌雄株随机交配，则F1产生的雄配子只有de，雌配子有De、dE、2de，则子代中雄株的表现型及比例为橙花:白花=1:1。