Question

杨树为雌雄异株的XY型性别决定的二倍体植物，染色体数目为2n=38，下图中a与b是某杨树细胞中的一对常染色体、c与d分别为X、Y染色体。回答下列有关问题：

（1）对杨树进行人工杂交的步骤为_________，若要测定杨树的基因组，应测定_________条染色体上的DNA序列。

（2）已知常见的杨树无抗寒的特性，现有一株抗寒的雄性植株，只考虑图中的a、b、c、d四条染色体，欲判断抗寒性状的出现是以下哪种情况，

①a或b染色体上的一个基因发生突变；②X染色体上的一个基因突变；③Y染色体上的一个基因突变，研究人员设计了如下杂交实验来判断突变基因的位置：实验设计思路：可以选用抗寒雄株与不抗寒雌株进行杂交，_________①若子代杨树无论雌雄都出现___________，则抗寒性状的出现是a或b染色体上的一个基因发生突变导致。

②若子代杨树出现抗寒雌株：不抗寒雄株=1：1或_________则抗寒性状的出现是________染色体上的一基因发生突变导致

③若子代杨树出现抗寒雄株：不抗寒雌株=1：1，则抗寒性状的出现是______染色体上的一个基因发生突变导致

Answer

套袋-受粉-套袋 20 观察并统计子代杨树的性状分离比 抗寒:不抗寒=1:1 雌雄株均不抗寒 X Y

【解析】

由图可知，a、b为常染色体，c为X染色体，d为Y染色体，若Y染色体上的基因发生突变，则突变性状只会出现在雄性中，若突变发生在常染色体或X染色体，则突变性状可能出现在雌雄中。

（1）杨树是雌雄异株的，故进行人工杂交时，不需要进行去雄处理，可以直接进行套袋，防止外来花粉的干扰，然后进行人工授粉，再套袋处理。杨树含有38条染色体，进行基因组测序时，需要测定18条常染色体和X、Y共20条染色体上的DNA序列。
（2）设抗寒与否相关的基因为A/a，要探究该抗寒性状是由哪种情况造成的，可以让该抗寒雄株与不抗寒雌株进行杂交，观察并统计后代的性状分离比。①若该抗寒雄性植株是由a或b常染色体上的基因突变造成的，则该突变为显性突变，该植株的基因型为Aa，与不抗寒的雌株即aa杂交，后代雌雄个体中抗寒:不抗寒均为1:1；②若抗寒性状是由X染色体上的基因发生显性突变而来，则该植株的基因型为XAY，不抗寒雌株的基因型为XaXa，后代中雌株均为抗寒植株，雄株均为不抗寒植株，若抗寒性状是由X染色体上的基因发生隐性突变造成，则该植株的基因型为XaY，不抗寒雌株的基因型为XAXA，后代中雌雄株均为不抗寒植株。③若抗寒性状是由Y染色体上的基因突变而来，则后代中雄株全为抗寒植株，雌株全为不抗寒植株。