Question

【題目】玉米（2n=20）是我國栽培面積最大的作物，近年來常用的一種單倍體育種技術使玉米新品種選育更加高效。

（1）單倍體玉米體細胞的染色體數為_______，因此在____分裂過程中染色體無法聯會，導致配子中無完整的______。

（2）研究者發現一種玉米突變體（S），用S的花粉給普通玉米授粉，會結出一定比例的單倍體籽粒（胚是單倍體；胚乳與二倍體籽粒胚乳相同，是含有一整套精子染色體的三倍體。見圖1）

①根據親本中某基因的差異，通過PCR擴增以確定單倍體胚的來源，結果見圖2。

從圖2結果可以推測單倍體的胚是由___發育而來。

②玉米籽粒顏色由A、a與R、r兩對獨立遺傳的基因控制，A、R同時存在時籽粒為紫色，缺少A或R時籽粒為白色。紫粒玉米與白粒玉米雜交，結出的籽粒中紫∶白=3∶5，出現性狀分離的原因是_______。推測白粒親本的基因型是_______。

③將玉米籽粒顏色作為標記性狀，用于篩選S與普通玉米雜交后代中的單倍體，過程如下

請根據F1籽粒顏色區分單倍體和二倍體籽粒并寫出與表型相應的基因型_______。

（3）現有高產抗病白粒玉米純合子（G）、抗旱抗倒伏白粒玉米純合子（H），欲培育出高產抗病抗旱抗倒伏的品種。結合（2）③中的育種材料與方法，育種流程應為：______；將得到的單倍體進行染色體加倍以獲得純合子；選出具有優良性狀的個體。

Answer 1

【答案】 10 減數 染色體組 普通玉米母本卵細胞 紫粒親本是雜合子 aaRr或Aarr 單倍體籽粒為白色，基因型為ar；二倍體籽粒為紫色，基因型為AaRrr G和H雜交；將所得F1為母本與S雜交；根據籽粒顏色挑出單倍體

【解析】試題分析：單倍體生物是由未經受精作用的配子發育成的個體，其染色體數為本物種配子染色體數。已知玉米籽粒顏色由A、a與R、r兩對獨立遺傳的基因控制，遵循基因的自由組合定律；A、R同時存在時籽粒為紫色，缺少A或R時籽粒為白色，則紫色的基因型為A_R_，白色的基因型為A_rr、aaR_、aarr。

（1）玉米（2n=20）的正常體細胞中含20條染色體，所以其配子中含有10條染色體；由于配子發育而成的單倍體玉米體細胞的染色體數為10條，不含同源染色體，因此單倍體玉米在減數第一次分裂過程中染色體無法聯會，導致配子中無完整的染色體組。

（2）①從圖2結果可以看出，F1單倍體胚與普通玉米母本所含DNA片段相同，所以可推測單倍體的胚是由普通玉米的卵細胞發育而來．
②根據題干信息分析，后代結出的籽粒中紫：白=3：5，后代紫色A_R_的概率為3/8=3/4×1/2，說明兩對基因分別是雜合子自交和測交，因此紫粒親本的基因型是AaRr，白粒親本的基因型是Aarr或aaRr，后代出現性狀分離的原因是紫粒玉米和白粒玉米均為雜合子。

③由于單倍體的胚是由普通玉米的卵細胞發育而來，而母本是普通玉米白粒aarr，所以單倍體基因型為ar為白粒，則二倍體基因型為AaRr，表現型為紫粒。

（3）現有高產抗病白粒玉米純合子（G）、抗旱抗倒伏白粒玉米純合子（H），欲培育出高產抗病抗旱抗倒伏的品種，其育種流程應為：用G和H雜交獲得種子，再利用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗，使得到的植株細胞中染色體加倍以獲得純合子，從而選出具有優良性狀的個體。