Question

玉米籽粒的种皮白色与黄色、玉米籽粒的非甜与甜、茎的高与矮、阔叶与窄叶是玉米的四对相对性状，现有四个纯系品种，甲为白种皮（aaBBCCDD）、乙为窄叶（AAbbCCDD）、丙为甜味（AABBccDD）、丁为矮茎（AABBCCdd抗倒伏），每个品种标出的性状均为隐性，其他性状均为显性，且几对基因独立遗传，回答下列问题：

（1）育种专家将甲、乙杂交得F₁，F₁的种子用X射线处理，F₁自交得F₂，F₂表现型及比例是黄粒阔叶：黄粒窄叶：白粒阔叶：白粒窄叶=5:3:3：1，研究发现F₂出现该比例的原因是基因型为_______的花粉不育，若将F₁做模板进行测交，则其后代性状分离比为：_________；那么推测上述F₁自交产生的F₂中全部黄粒阔叶的植株自交，所得后代中的白粒窄叶植株所占的比例为__________。

（2）利用玉米的花粉可以培育出单倍体植株，是因为_______，但其单倍体往往高度不育，其原因是_____。

（3）请以题干中提供的纯系为材料，利用单倍体育种技术培育黄种皮甜味抗倒伏的纯合新品种，请写出实验思路及简要过程：_____________________。

（4）育种工作者将具有另外两对相对性状的玉米品种进行测交，发现测交后代的性状分离比为4：1：4：1。不考虑致死情况，仅从变异角度回答，测交后代出现此分离比的原因是：有性生殖过程中控制不同性状的基因________，具体发生的时间为____________。

Answer

AB 1:1:1:1 1/20 花粉具有全能性，花粉中含有本物种全套遗传基因 玉米为二倍体，单倍体无法正常的减数分裂或无法正常产生可育配子或难产生完整染色体组的配子 将丙与丁杂交产生F1（AABBCcDd），取F1的花粉培育成单倍体幼苗，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，待植株成熟后，挑选表现型为黄种皮甜味矮茎的品种 重组组合或重组 减Ⅰ前期（四分体时期）

【解析】试题分析：本题考查自由组合定律、单倍体育种，考查自由组合定律的应用和单倍体育种流程。解答此题，可把F2中的黄粒阔叶∶黄粒窄叶∶白粒阔叶∶白粒窄叶=5∶3∶3∶1与理论上的9∶3∶3∶1进行比较，推测不育花粉的类型；根据所给材料和育种目的选择合适的亲本，利用单倍体育种流程培育黄种皮甜味抗倒伏的纯合新品种。

（1）将甲、乙杂交得F1，F1的种子用X射线处理，F1自交得F2，F2表现型及比例是黄粒阔叶∶黄粒窄叶∶白粒阔叶∶白粒窄叶=5∶3∶3∶1，对比理论上F2表现型及比例9∶3∶3∶1，推测双显性个体中部分个体缺失，出现该比例的原因应是基因型为AB的花粉不育，导致后代中AABB、1/4的AaBb、1/2的AaBB、1/2AABb缺失。将F1做母本进行测交，由于四种卵细胞均可育，则测交后代表现型及比例是黄粒阔叶∶黄粒窄叶∶白粒阔叶∶白粒窄叶=1∶1∶1∶1； F1自交产生的F2中黄粒阔叶植株基因型及比例为为3/5AaBb、1/5AaBB、1/5AABb，自交所得后代中白粒窄叶植株所占的比例为（3/5）×（1/12）=1/20。

（2）玉米的花粉含有玉米植株生长、发育所需要的全部遗传信息，具有发育的全能性，因此可利用玉米的花粉可以培育出单倍体植株，玉米为二倍体，其单倍体中不含有同源染色体，不能进行正常的减数分裂，因而单倍体往往高度不育。

（3）题干所给的四个纯系中，丙和丁的种皮均为黄色，且丙含有甜味基因，丁含有抗倒伏基因，培育黄种皮甜味抗倒伏的纯合新品种，可将丙与丁杂交产生F1（AABBCcDd），取F1的花粉培育成单倍体幼苗，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，待植株成熟后，挑选表现型为黄种皮甜味矮茎的品种即可。

（4）将具有另外两对相对性状的玉米品种进行测交，发现测交后代的性状分离比为4∶1∶4∶1，说明被测个体产生两多两少的四种配子，不考虑致死情况，仅从变异角度考虑，测交后代出现此分离比的原因是：控制这两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上，减数第一次分裂前期（四分体时期）由于同源染色体中非姐妹染色单体的交叉互换，导致控制不同性状的基因发生重新组合。