Question

【題目】玉米（2n=20）是我國栽培面積最大的作物，今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表現相應的基因型_______。

（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 卵細胞 紫粒親本是雜合子 aaRr/Aarr 單倍體籽粒胚的表現型為白色，基因型為ar；二倍體籽粒胚的表現型為紫色，基因型為AaRr；二者籽粒胚乳的表現型為紫色，基因型為AaaRrr 用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】（1）單倍體玉米體細胞染色體數目與本物種配子染色體數目相同，為20/2=10。單倍體細胞中無同源染色體，減數分裂過程中染色體無法聯會，染色體隨機分配，導致配子中無完整的染色體組。(2) ①由圖可以看出，單倍體子代PCR結果與母本完全相同，說明單倍體的胚由母本的卵細胞發育而來。②A、a與R、r獨立遺傳，共同控制籽粒的顏色，紫粒玉米與白粒玉米雜交出現性狀分離的原因是紫粒親本是雜合子，兩對等位基因各自相互分離后，非等位基因發生了自由組合；根據紫∶白=3∶5的性狀分離比，紫粒占3/8，由“3/8=3/4×1/2”可推出親本中紫粒玉米的基因型為雙雜合，白粒玉米的基因型為單雜合+隱形基因，即aaRr/Aarr。③根據圖中的親本的基因型可知，二倍體籽粒的顏色應為紫色，基因型為AaRr；單倍體籽粒由母本的配子發育而來，所以其基因型為ar。胚乳都是由一個精子（基因組成AARR）和兩個極核（基因組成都為ar）結合后發育而來，基因型為AaaRrr。（3）按照（2）③中的方法，可將G和H雜交，得到F1，再以F1為母本授以突變體S的花粉，根據籽粒顏色挑出單倍體；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。