Question

黄花又称萱草，为多年生雌雄同株植物，其花色有黄色、白色和红色三种表现，受两对等位基因A/a、B/b的控制，其相互关系如下图所示。研究人员用黄花和白花亲本进行杂交，F₁均为黄花，F₁自交得到的F₂表现型及比例为黄花：红花：白花=9：3：4。请据此回答问题：

（1）该杂交实验说明基因对性状的控制方式为_____________。

（2）若F₂中红花植株自交，子代红花植株的比例为_____________；将F₂中全部黄花植株严格自花受粉，其中有_____________的黄花植株自交后代有两种花色。

（3）DNA甲基化会引起表观遗传（基因的碱基序列不变，但基因表达和表现型发生变化的现象）。若将亲本黄花萓草A基因的-CCGG-位点甲基化，可使_____________酶不能与之结合，以抑制转录过程，最终可使其变为白花个体。有报道称萱草受精卵中来自父方的A基因都会甲基化，而来自母方的A基因都不会甲基化。现有纯合黄花与白花萱草（含各种基因型），请设计一代杂交实验验证该报道的真实性_____________（写出实验思路并预期实验结果）。

Answer

基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状 5/6 4/9 RNA聚合 实验思路：选取黄花萱草与白花萱草进行正、反交实验，其中黄花个体为父本时为正交，观察杂交子代的表现型。

预期结果：正交子代均为白花个体，反交子代均为黄花个体

【解析】

依据题意，结合图示，该植物体内同时有基因A和基因b时（基因型为A_bb），可以合成酶A和酶b，最终产生红色物质，性状为红花；只有基因A没有基因b时（基因型为A_B_），可以合成酶A而没有酶b，产生的是黄色物质，性状为红花；没有基因A时无论有没有基因b（基因型为aa_ _），由于不能合成酶A，白色前体物质都不会被催化变为有色物质，性状为白花。

用黄花和白花亲本进行杂交，F1均为黄花，再用F1的黄花植株自交得到的F2表现型及比例为黄花：红花：白花=9：3：4。9:3:4应为9：3：3：1比例的变形，可以推出F1基因型为AaBb，而亲代的黄花基因型是AABB，白花基因型是aabb。据此分析下面的小题。

（1）依据题图可知，该实验说明的是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状这种基因间接控制性状的方式。

（2）据分析，F2中红花植株基因型及比例为AAbb：Aabb=1:2，自交后子代红花植株占1/3+2/3×3/4=5/6；F2中黄花植株基因型及比例为AABB:AaBB:AABb:AaBb=1:2:2:4，严格进行自花受粉（即自交），其中AaBB和AABb的植株会产生两种花色的后代，AaBb则会产生三种花色后代，而纯合子AABB只会产生一种花色后代。故4/9的黄花植株自交后代有两种花色。

（3）从后文的“抑制转录过程”，可以推出甲基化是影响了RNA聚合酶的结合。要区分父本与母本对子代性状的影响，应采取正反交的方法进行遗传实验。取纯合黄花（基因型AABB）与纯合白花萱草（aabb）进行正反交。若AABB做父本时A基因都会甲基化，则子代基因型虽然是AaBb但均表现为白花个体，而AABB做母本时A基因不被甲基化，子代表现为黄花个体。