Question

已知某开两性花的二倍体植物，其花色白色（a）与红色（A）是一对相对性状。育种工作人员在一株开满白花的植株上偶然发现了一朵红花，现欲对这朵红花变异性状进行探究。回答下列问题：

（1）若该朵红花性状仅由环境条件改变所致，请你设计一个实验加以验证。写出实验思路并预期实验结果：________________________，则假说成立。

（2）若该朵红花性状是由基因突变所致，则该突变最可能在____________过程中发生。

（3）育种人员让该朵红花进行自交得F₁，F₁中红花与白花的比值为5:1，请尝试分析产生这一结果的可能原因是_______________________。

（4）要想快速获得纯合的红花植株品系，可采用的育种方法是____________，请简要叙述其育种过程_______________________。

Answer

让这朵红花进行自交获得种子，将种子种下，若子代均为白花 体细胞有丝分裂 含有a基因的花粉（或卵细胞）50%不育（或死亡）造成 单倍体育种 取该朵红花植株的花粉进行离体培养获得单倍体幼苗，用秋水仙素处理获得二倍体植株，选择开红花的植株即为所需的选育品种，收集其自交的种子即可留种

【解析】

根据提供信息分析，红色对白色为显性性状，则红色基因型为AA、Aa，白色基因型为aa。育种工作人员在一株开满白花的植株上偶然发现了一朵红花，该红花可能是aa突变为Aa导致的，有可能是环境因素导致的。

（1）根据题干信息分析可知，白花的基因型为aa，若该植株上偶然出现的红花是由于环境引起的，则该红花的基因型仍然是aa，可以让这朵红花进行自交获得种子，将种子种下，若子代均为白花，则说明该假设成立。

（2）若该朵红花性状是由基因突变所致，由于在该植株中只有一朵为红花，则该突变最可能发生在体细胞有丝分裂过程中。

（3）根据题意分析，该红花植株自交后代出现了红花，说明是基因突变导致的，则该红花的基因型为Aa，其自交后代的性状分离比应该是3:1，而实际结果是5:1，说明有一种a配子50%致死（或不育），即含有a基因的花粉（或卵细胞）50%不育（或死亡）造成。

（4）单倍体育种可以明显缩短育种年限，且后代肯定是纯合子，因此要想快速获得纯合的红花植株品系，可采用单倍体育种的方式，即取该朵红花植株的花粉进行离体培养获得单倍体幼苗，用秋水仙素处理获得二倍体植株，选择开红花的植株即为所需的选育品种，收集其自交的种子即可留种。