Question

大麦是自花传粉，闭花授粉的二倍体农作物（2n=14），因杂交去雄工作很不方便，科学家培育出一种如图所示的6号染色体三体新品系，该三体植株在减数第一次分裂后期：染色体Ⅰ和Ⅱ分离，染色体Ⅲ因结构特殊随机分配。含Ⅲ号染色体的花粉无授粉能力；雄性可育（M）对雄性不育（m）为显性（雄性不育指植株不能产生花粉）；椭圆粒种子（R）对长粒种子（r）为显性。请回答下列问题：

（1）控制大麦雄性是否可育和种子形状的两对等位基因_________（填“遵循”、“不遵循”）基因的自由组合定律。

（2）欲测定大麦基因组的序列，需要对________条染色体的DNA进行测序。

（3）该三体新品系自交产生的F₁的表现型及比例为_______________________________。其中形状为________种子种植后方便用来杂交育种。

（4）在大麦群体中由于隐性突变出现一株高产植株，为判断该突变是否发生在6号染色体上，现用题（3）中方便用来杂交育种的植株与高产植株杂交得到F₁，F₁自交得到F₂，单独种植F₂各植株，最后统计F₂的产量。（不考虑交叉互换）。

若F₂普通产量植株：高产植株 =_______________，则高产突变发生在6号染色体上；

若F₂普通产量植株：高产植株 =_______________，则高产突变发生在其他染色体上。

Answer

不遵循 7 雄性可育椭圆形：雄性不育长粒=1:1 长粒 2:1 3:1

【解析】

遵循自由组合定律的两对基因应位于两对同源染色体上，图示中两对基因连锁，故不遵循基因的自由组合定律。由于雄性不育植株不能产生花粉，故可用mm基因型的个体做母本进行杂交实验，可免去了对母本去雄的操作。

（1）由图示可知，控制大麦雄性是否可育（M、m）和种子形状（R、r）的两对等位基因均位于6号染色体上，表现为连锁，故两对等位基因不遵循自由组合定律。

（2）大麦是自花传粉，闭花授粉的二倍体农作物，没有性染色体，染色体数为2n=14，故测定大麦基因组的序列，需要对7条染色体的DNA进行测序。

（3）该三体植株在减数第一次分裂后期：染色体Ⅰ和Ⅱ分离，染色体Ⅲ因结构特殊随机分配。可知该个体产生的花粉为MmRr、mr，由于含Ⅲ号染色体的花粉无授粉能力，故能参与受精的花粉为mr，该个体产生的雌配子为MmRr：mr=1:1，且都能参与受精，故该三体新品系自交产生的F1的基因型为MmmRrr：mmrr=1：1，由于雄性可育（M）对雄性不育（m）为显性（雄性不育指植株不能产生花粉）；椭圆粒种子（R）对长粒种子（r）为显性，故F1表现型及比例为雄性可育椭圆形：雄性不育长粒=1:1。其中形状为长粒的种子由于雄性不育，故种植后杂交时无需去雄，即方便用来杂交育种。

（4）设控制高产的基因为b，则突变体高产的基因型为bb，则题（3）中方便用来杂交育种的植株基因型为mmBB，其与高产植株（MMbb）杂交得到F1（MmBb），F1自交得到F2，单独种植F2各植株，最后统计F2的产量。（不考虑交叉互换）。若高产突变发生在6号染色体上，则F1（MmBb）产生的雌雄配子均为Mb：mB=1:1，F2的基因型为1MMbb：2MmBb：1mmBB，由于mm表现雄性不育，故mmBB不能产生后代，F2植株MMbb、MmBb分别表现为高产、普通产量，比例为1:2，所以若F2普通产量植株：高产植株 =2:1，则高产突变发生在6号染色体上；若高产突变发生在其他染色体上，则后代配子比例不受雄性不育的影响，F1（Bb）产生的雌雄配子均为b：B=1:1，F2的基因型为1bb：2Bb：1BB，F2植株表现为高产、普通产量，比例为1:3，所以若F2普通产量植株：高产植株 =3:1，则高产突变发生在其它染色体上。