Question

某性别决定方式为XY型的植物，叶型为宽叶和窄叶(受等位基因A、a控制)，叶色为黄绿色和绿色(受等位基因B、b控制)，茎秆为有刺和无刺(受等位基因D、d控制)。现用两纯合植株杂交，获得F₁，F₁雌雄植株随机交配，F₂表现为♀宽叶有刺∶♀宽叶无刺∶♂宽叶有刺∶♂宽叶无刺∶♂窄叶有刺∶♂窄叶无刺＝6∶2∶3∶1∶3∶1。回答下列相关问题。

（1）叶型和茎秆有无刺两对相对性状中，显性性状分别为____________。

（2）关于叶型和茎秆有无刺，亲本的基因型是____________或______________。F₂宽叶植株杂交，后代出现窄叶植株的概率是____________。

（3）若F₂雌、雄株中均为黄绿色叶∶绿色叶＝3∶1，现欲探究控制叶色和茎秆有无刺的两对基因是否遵循自由组合定律，在该实验基础上还需进行的步骤是,统计F₂中关于叶色和茎秆有无刺的表现型及比例若子代___________=9：3：3：1，则两对基因的遗传遵循自由组合定律, 若子代表现型及比例与上述不符，则两对基因的遗传不遵循自由组合定律。

Answer

宽叶、有刺 DDXAXA、ddXaY ddXAXA、DDXaY 1/8 黄绿色有刺：黄绿色无刺：绿色有刺：绿色无刺

【解析】

根据F2表现为♀宽叶有刺：♀宽叶无刺：♂宽叶有刺：♂宽叶无刺：♂窄叶有刺：♂窄叶无刺=6：2：3：1：3：1，雌性宽叶：窄叶=8：0，有刺：无刺=3：1，雄性宽叶：窄叶=3：1，有刺：无刺═3：1，说明宽叶和窄叶位于X染色体上，宽叶和窄叶位于常染色体上，且宽叶为显性，F1的基因型是DdXAXa和DdXAY。

（1）仅考虑叶型和茎秆有无刺，亲本为纯合子，F2雌株的表现型只有宽叶没有窄叶，说明控制宽叶与窄叶的基因位于X染色体上；F2雌株全部表现为宽叶，雄株宽叶：窄叶=（3+1）：（3+1）=1：1，因此可推断宽叶（A）对窄叶（a）为显性，且F1关于叶型的基因型为XAXa、XAY；F2中无论雌、雄都有有刺、无刺两种植株，且有刺：无刺=3：1，则这对等位基因位于常染色体上，有刺（D）对无刺（d）为显性，且F1相关基因型均为Dd。
（2）综合上述两对相对性状考虑，F1的基因型为DdXAXa和DdXAY，又因为亲本均为纯合子，可推出雌、雄亲本的基因型分别为DDXAXA、ddXaY或ddXAXA、DDXaY．只分析叶型，F1为XAXa、XAY，F2为XAXa、XAY、XAXA、XaY，其中宽叶为XAXa、XAY、XAXA，宽叶植株杂交，后代出现窄叶XaY的概率为1/2×1/4＝1/8。
（3）据题干信息“雌、雄株中黄绿色叶：绿色叶=3：1”，判断控制叶色的基因位于常染色体上。分析可知，控制茎秆有无刺的基因也位于常染色体上，两对基因可能位于一对同源染色体上，也可能位于两对同源染色体上。
要判断两对基因的遗传是否遵循自由组合定律，可以在题干所述基础上统计F2中关于叶色和茎秆有无刺的表现型及比例。
若两对基因位于两对同源染色体上，则F2的表现型及比例为黄绿色有刺：黄绿色无刺：绿色有刺：绿色无刺=9：3：3：1，其遗传遵循自由组合定律；若两对基因位于一对同源染色体上，且不考虑交叉互换时，则当B、D基因位于同一条染色体上时，F2中黄绿色有刺：绿色无刺=3：1；当B、d基因位于同一条染色体上时，F2中黄绿色无刺：黄绿色有刺：绿色有刺=1：2：1，其遗传不遵循自由组合定律。