Question

玉米(2N=20)是雌雄异花，雌雄同株的作物。自然状态下的玉米可以植株间相互传粉(杂交)，也可以同株异花传粉(自交)。请回答:

(1)玉米花序的正常和异常是由一对等位基因控制的相对性状。某显性植株X自交，F₁表现为：正常花序:异常花序=1:1。取F₁正常花序植株的花粉进行离体培养，获得的幼苗用秋水仙素处理后都是异常花序植株。由此推测_______是显性性状，植株X自交的子代性状分离比为1:1的原因是____________________。

(2)杂种优势是指杂合子表现出来的性状优于纯系品种的现象。若玉米的杂种优势性状大粒由一对等位基因(A、a)控制，现将若干大粒玉米杂合子(视为F₁)均分为甲、乙两组，相同条件下隔离种植，甲组人工控制自交授粉，乙组自然状态授粉。若甲、乙两组所有的种子均正常发育，则F₃中杂种优势保持率(大粒所占比例)分别为_______、_______ 。

Answer

花序正常 有正常花序(显性)基因的花粉不育，而含有异常花序(或隐性)基因的花粉可育 1/4 1/2

【解析】

1、正常花序的基因和异常花序的基因是等位基因，遵循基因的分离定律。

2、遗传平衡定律：

（1）A基因的频率=AA的基因型频率+1/2Aa的基因型频率，a基因的频率=1- A基因的频率。

（2）设A基因的频率为p，a基因的频率为q，则AA的基因型频率=p2，aa的基因型频率=q2，Aa的基因型频率=2pq。

（1）由题意可知，显性植株X自交，F1出现性状分离，故显性植株X为杂合子。F1正常花序植株的花粉进行离体培养，获得的幼苗用秋水仙素处理后都是异常花序植株，没有正常花序出现，说明正常花序为显性性状，而且显性基因的花粉不育，隐性基因的花粉可育，因此植株X自交的子代性状分离比为1∶1。

（2）甲组人工控制自交授粉，即大粒玉米杂合子逐代自交2次，杂合子在F3中所占的比例为（1/2）2=1/4。乙组自然状态授粉，可运用遗传平衡定律来进行计算。F1自然授粉，F2的基因型及比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1，则A、a的基因频率均为1/2。在F3中，Aa的概率为1/2×1/2×2=1/2。因此， F3中甲、乙两组杂种优势保持率（大粒所占比例）分别为1/4、1/2。