Question

现有两个品种的玉米（2n=10），一种是高茎白粒（DDRR），另一种是矮茎黄粒（ddrr）。两对基因独立遗传，将上述两个品种的玉米进行杂交，得到F₁。请回答下列问题：

（1）欲用较快的速度获取纯合矮茎白粒植株，应采用的育种方法是_______。

（2）将F₁进行自交得到F₂，获得的矮茎白粒玉米群体中，R的基因频率是__________。

（3）如果将上述亲本杂交获得的F₁在幼苗时期就用秋水仙素处理，使其细胞内的染色体加倍，得到的植株与原品种_____（是/不是）为同一个物种？理由是___________。

（4）上述两个品种的玉米杂交产生的F₁中，有一株矮茎白粒玉米。从亲本的角度分析产生该矮茎白粒玉米的原因可能是：__________和 _________ 。

Answer

单倍体育种 2/3或者66.7% 不是 与原品种杂交后产生的后代是不育的，存在生殖隔离 DDRR产生配子时发生了基因突变或DDRR产生配子时一个性原细胞中D突变成d DDRR产生配子时发生了染色体变异（或者DDRR产生配子时带D基因的染色体没有分离产生了只含R基因的配子，或者：DDRR产生配子时带D基因的某条染色体缺失产生了只含R基因的配子）

【解析】

1、基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2、四种育种方法：

杂交育种

诱变育种

单倍体育种

多倍体育种

方法

（1）杂交→自交→选优

辐射诱变、激光诱变、化学药剂处理

花药离体培养、秋水仙素诱导加倍

秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

原理

基因重组

基因突变

染色体变异（染色体组先成倍减少，再加倍，得到纯种）

染色体变异（染色体组成倍增加）

（1）单倍体育种能明显缩短育种年限，因此欲用较快的速度获取纯合矮茎红果植株，应采用单倍体育种的方法。
（2）将F1（DdRr）进行自交得到F2（D_R_：D_rr：ddR_：ddrr=9：3：3：1），在矮茎红果番茄（ddR_）的群体中，ddRR占1/3、ddRr占2/3，因此R的基因频率是2/3×1/2+1/3=2/3，即66.7%。

（3）如果将上述亲本杂交获得的F1（DdRr）在幼苗时期就用秋水仙素处理，使其细胞内的染色体加倍，得到的植株（DDddRRrr）与原品种杂交后产生的后代是不育的，即它们之间存在生殖隔离，因此不是同一个物种。

（4）上述两个品种的玉米杂交产生的F1中，有一株矮茎白粒玉米。从亲本的角度分析产生该矮茎白粒玉米的原因可能是：基因突变如DDRR产生配子时发生了基因突变或DDRR产生配子时一个性原细胞中D突变成d和染色体变异，如DDRR产生配子时发生了染色体缺失产生了只含R基因的配子。