Question

某雌雄同株二倍体植物（2n=14）的花色有红色、粉色和白色三种表型，受独立遗传且完全显性的两对等位基因A、a和B、b控制。基因控制花色合成的途径如下图所示，b基因控制合成的酶B能够使红色物质淡化为粉色。现将一株纯合的红花植株和一株基因型为aabb的白花植株杂交，产生的大量种子用射线处理，发现F₁植株中出现了一株粉色植株甲，其余均为红色植株。请回答下列问题：

（1）等位基因A、a的本质区别是________________。欲测定该种植物基因组的序列，需要对_________条染色体的DNA进行测序。

（2）正常情况下，若让F₁中的红色植株自交获取F₂，F₂中的红色植株基因型有_______种； F₂中的红色植株与粉色植株随机传粉所得到的F₃中粉色植株所占的比例为___________。

（3）科研人员发现，射线处理后子代出现粉色植株甲的原因是发生了可遗传变异，其变异类型可能是：①发生了__________；②甲种子染色体上含有B基因的片段_______。请设计一个最简单的实验方案，探究甲植株的变异类型。（只需写出简单的实验设计思路）________________________________________________________________________ 。

Answer

基因中脱氧核苷酸的排列顺序不同 7 4 8/27 基因突变 缺失 取植株甲的芽尖或根尖分生区细胞，染色后在显微镜下观察有丝分裂中期染色体形态，查看是否有染色体片段缺失

【解析】

分析图中可知，红花植株基因型为A_B_，粉花植株基因型为A_bb，白花植株基因型为aabb或aaB_，随机交配可以使用配子法进行计算后代的表现型及比例。

（1）等位基因A、a的本质区别是基因中脱氧核苷酸的排列顺序不同，测定该种植物基因组的序列，由于该种植物是雌雄同株二倍体植物（2n=14），没有性染色体，需要对7条染色体的DNA进行测序；

（2）纯合的红花植株的基因型为AABB，和一株基因型为aabb的白花植株杂交，F1的基因型为AaBb，F1自交，F2中红花植株基因型共有4种，分别是AABB、AABb、AaBB和AaBb，F2中的红色植株（1AABB、2AABb、2AaBB和4AaBb）与粉色植株（1AAbb和2Aabb）随机传粉，采用配子法计算：

所以F3中粉色植株所占的比例为8/27；

（3）纯合的红花植株的基因型为AABB，和一株基因型为aabb的白花植株杂交，F1的基因型为AaBb，全为红花，种子用射线处理后，出现粉色植株甲，发生变异的类型可能为基因突变，基因型变为Aabb，还可能是发生了甲种子染色体上含有B基因的片段缺失，基因型变为Aa0b（0表示缺失基因）；由于基因突变在光学显微镜下不能直接观察到，染色体片段缺失是可以观察到的，所以最简单的方法是使用显微镜观察染色体的形态，实验方案为：取植株甲的芽尖或根尖分生区细胞，染色后在显微镜下观察有丝分裂中期染色体形态，查看是否有染色体片段缺失。