Question

某二倍体植物的非糯性与糯性是一对相对性状，分别受核基因W和w控制。该植物叶的颜色受核基因和质基因（受精卵的质基因全部来自于卵细胞）共同控制（如图）。核基因G控制花斑叶，g控制绿叶。质基因为Y时，叶片为花斑叶；质基因为N时，叶片为绿色。细胞核或细胞质有花斑叶基因时叶片为花斑叶，但G基因和Y基因同时存在时，由于产物相互干扰，最终均不能发挥作用，叶片为绿色。

（1）该植物同源四倍体种子大、产量高，获得同源四倍体的常用方法是__________________。将纯合的同源四倍体非糯性与糯性杂交，F₂代个体非糯性与糯性的比例接近35：1，请解释F₂代个体非糯性与糯性的比例接近35：1的原因__________________。

（2）花斑叶植株的基因型可能为__________________。

（3）育种工作者在种植绿叶品系N（gg）时，偶然发现了一株花斑叶植株，假设为单个基因突变所致，请设计实验探究该花斑叶植株基因突变发生的位置及其基因型。请写出实验思路和预期实验结果和结论____________。

Answer

用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 F1（WWww）产生三种配子，其比例为WW：Ww：ww=1：4：1 N（GG）、N（Gg）、Y（gg） 用该植株与绿叶品系N（gg）做正反交实验，统计子代的表现性及比例。

若该植株为母本时后代均为花斑叶，做父本时后代均为绿叶，则为质基因突变，该植株基因型为Y（gg）；

若后代一半花斑叶，一半绿叶，则为核基因突变，该植株基因型为N（Gg）

【解析】

质基因：存在于细胞质中的基因称为质基因，质基因控制的性状的遗传不遵循孟德尔的遗传定律，而是表现为母系遗传的特性。

题意分析，植物的叶色受核基因和质基因共同控制。核基因G控制花斑叶，g控制绿叶。质基因为Y时，叶片为花斑叶；质基因为N时，叶片为绿色。且G基因和Y基因同时存在时，由于产物相互干扰，最终均不能发挥作用，叶片为绿色，因此可知表现为绿叶的基因型为N（gg ）、Y（Gg）、Y（GG）,表现为花斑叶的基因型为N（GG）、N（Gg）、Y（gg）。

（1）多倍体育种常用的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，进而获得染色体数目加倍的植株，因此本题需要用秋水仙素处理萌发的二倍体种子或幼苗。纯合的非糯性同源四倍体的基因型为WW WW，而糯性同源四倍体的基因型为wwww，二者杂交获得F1的基因型为WWww，由于F1能产生三种配子，且比例为WW：Ww：ww=1：4：1，因此（列出棋盘即可），F1自交获得F2中个体的非糯性与糯性的比例接近35：1。

（2）结合题意分析可知，花斑叶植株的基因型可能为N（GG）、N（Gg）、Y（gg）。

（3）育种工作者在种植绿叶品系N（gg）时，偶然发现了一株花斑叶植株，若为单个基因突变所致，则该花斑叶植株的基因型可能为N（Gg）和Y（gg），为此设计实验如下：

让该植株与绿叶品系N（gg）做正反交实验，统计子代的表现性及比例。

若为质基因突变，则该植株基因型为Y（gg），杂交结果为：该植株为母本时后代均为花斑叶，做父本时后代均为绿叶；若为核基因突变，则该植株基因型为N（Gg），则杂交结果为：后代一半花斑叶，一半绿叶。