Question

【題目】水稻（2n=24）以自花授粉為主，一對等位基因（Aa）控制水稻的育性，當(dāng)基因型為隱性純合時，個體表現(xiàn)不育。研究人員對水稻突變體Q開展了如下研究，請回答問題：

（1）統(tǒng)計Q自交后代得到可育株為111株，不育株QM為308株。隨著Q自交多代，類似分離情況再次出現(xiàn)。這一結(jié)果表明，該突變類型的遺傳__________（填“符合”或“不符合”）孟德爾的分離定律。

（2）進(jìn)一步研究Q的減數(shù)分裂細(xì)胞的染色體組成，在__________期，能夠觀察到正常的____對染色體和一條額外的染色體，或者11組兩兩配對和一組3條染色體配對（三價體），推斷Q的變異類型是__________，像這樣的個體被稱為三體。由Q自交后代的性狀分離比可知，該育性基因位于__________上。

（3）研究人員對Q的遺傳模式推斷如下圖所示，并從Q的可育后代中，挑選自交后代可育：不育為__________的植株，進(jìn)而選出了QM的非三體可育株。進(jìn)一步設(shè)計__________雜交實驗，發(fā)現(xiàn)均不能得到種子，推斷該不育突變體QM為雌雄不育突變體。

（4）雜合基因型（Aa）自交一代可以分離25%的隱性純合個體（aa），隨著自交代數(shù)的增加，隱性基因在后代中的比率將__________。若不育基因的染色體增加了一條，使基因型變?yōu)?/span>Aaa，自交n代后，不育隱性基因（a）可以穩(wěn)定的存在于_____的群體中。

（5）請你結(jié)合以上資料談?wù)勅�體水稻在農(nóng)業(yè)育種中的應(yīng)用_____。

Answer 1

【答案】不符合 減數(shù)第一次分裂中 12 染色體數(shù)目變異 額外的染色體（3條配對的染色體、三價體） 3：1 QM♀×非三體可育株♂和非三體可育株♀×QM♂ 逐漸下降并趨近于零 三體（含有三價體） 可以高效穩(wěn)定的保存隱性基因和突變個體

【解析】

染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)變異（缺失、重復(fù)、易位、倒位）和數(shù)目變異（個別染色體數(shù)目的增減和以染色體組的形式成倍的增減）。

基因的分離定律：在生物的體細(xì)胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對存在，不相融合；在形成配子時，成對的遺傳因子發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進(jìn)入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。

（1）由題目信息可知，一對等位基因（Aa）控制水稻的育性，若該突變類型的遺傳符合基因的分離定律，當(dāng)水稻的基因型為Aa時，后代會出現(xiàn)性狀分離，且可育：不可育=3:1，而Q的自交后代可育：不可育=1:3，說明該突變類型的遺傳不符合孟德爾的分離定律。

（2）減數(shù)第一次分裂的前期同源染色體會出現(xiàn)兩兩配對的聯(lián)會現(xiàn)象，故要進(jìn)一步研究Q的減數(shù)分裂細(xì)胞的染色體組成，在減數(shù)第一次分裂的前期，若觀察到11組兩兩配對和一組3條染色體配對（三價體），說明其含25條染色體，可能發(fā)生了染色體數(shù)目變異，減數(shù)第一次分裂的前期也可能觀察到12對染色體和一條額外的染色體。由Q自交后代可育：不可育=1:3可知，該育性基因不是位于正常配對的染色體上，而是位于三條配對的染色體上。

（3）由Q的遺傳模式可知，非三體可育株的基因型為Aa，其自交后代中可育：不育為3：1。要證明不育突變體QM即aa為雌雄不育突變體，可以讓其分別作為父本和母本與非三體可育株Aa進(jìn)行正反交，預(yù)期后代均不能得到種子，即可推斷該該不育突變體QM為雌雄不育突變體。

（4）雜合基因型（Aa）自交一代可以分離25%的隱性純合個體（aa），由于aa不育不能自交得到后代，故隨著自交代數(shù)的增加，隱性基因在后代中的比率將逐漸下降并趨近于零。若不育基因的染色體增加了一條，使基因型變?yōu)?/span>Aaa，其自交后代中仍可保留Aaa，自交n代后，不育隱性基因（a）可以穩(wěn)定的存在于三體的群體中。

（5）三體水稻在農(nóng)業(yè)育種中可以高效穩(wěn)定的保存隱性基因和突變個體。