對一道育種題的轉譯和修飾

下題為多種教輔資料引用，幾經演化衍生多種變異。綜觀設問，重點難點漸增；深究細節，亮點疑點共棲。

已知玉米體細胞中有10對同源染色體，下表是表示玉米6個純系的表現型、相應的基因(字母表示)及所在的染色體。②～⑥均只有一個性狀屬隱性純合，其它均為顯性純合。

（1）若通過觀察和記載后代中節的長短來進行基因分離規律的實驗，選作的親本組合是③與①(或②或④～⑥）(填品系號)；

（2）若要進行自由組合規律的實驗，期望在F₁代植株上就能統計F₂代的表現型，選作親本的組合是④與⑥(填品系號)；

（3）若要進行自由組合規律的驗證，選擇品系①和④做親本是否可行？不行，為什么?因為①與④之間只具有一對相對性狀；

（4）若選擇品系⑤和⑥作親本是否可行？不行，為什么？因為⑤和⑥控制的高度、胚乳顏色兩對相對性狀的基因不是位于非同源染色體上，而是位于同一對同源染色體(Ⅵ)上。

（5）玉米的果皮白色與黃色是相對性狀，胚乳甜與非甜是另一對棚對性狀。則②與④相互授粉所結果實的果皮顏色及胚乳味道是品系②上所結果實為白色包果皮、胚乳非甜，品系④上所結果實為黃色果皮，胚乳非甜。

（6）如果從播種到獲得種子需一年，則利用上述品系雜交育種獲得純種ppggss最少需______年，請設計一個有效的雜交實驗方案：

答案一：4年。首先用②⑥雜交得F₁（第一年），F₁自交得F₂，選出F₂中的隱性純合體ppgg（第二年）；再用ppgg與④雜交得F₁（第三年），F₁自交得F₂，選出F₂中的隱性純合體ppggss即可（第四年）。

答案二：4年。先把2號果皮為白色（ppGGSS）與4號胚乳為甜味的PPGGss雜交得到PpGGSs為第一年；再與6號白胚乳（PPggSS）雜交得到的后代中有P_______GgS______，這為年第二年；再種下去獲得植株后直到能開花時，取其花粉進行花藥離休培養，再秋水仙素加倍，成熟后選出ppggss種子，這為第三年。

（7）如果利用單倍體育種則至少需3年。

辨析與拓展：

（1）小題首選③與①，因為該組合除顯示一對相對性狀外沒有其它突變性狀干擾。當然與②、④、⑤、⑥的組合也可以。

（2）小題期望在F₁代植株上就能統計F₂代的表現型，性狀表現的結構應為胚或胚乳。

（3）、（4）小題考查基因自由組合規律發生的條件：控制兩對或兩對以上性狀的等位基因必須位于非同源染色體上。

（5）小題主要考查果皮與胚乳的發育：果皮決定于母本，胚乳決定于父本和母本；若設問改為②和④間行種植，則答案為：品系②上所結果實為白色包果皮、胚乳非甜，品系④上所結果實為黃色果皮，胚乳多數為非甜，少數為甜。

（6）小題答案一頗有紙上談兵之嫌，其每步操作均無法實現，當然年限也是錯誤的。因為隱性個體的選出需要以相關性狀為依據，兩次自交的F₁果皮基因型均為Pp，怎能選出ppgg、ppggss子粒？其實際操作如下表方案一，但時間之長令人不能容忍。答案二能在較短時間內獲得ppggss純種，但由于使用單倍體育種技術操作的復雜性及在延長生育期的條件下收獲種子的可靠性，反而沒有方案二實用、方案三科學了。作為雜交育種，方案三科學之處還在于第二年就獲得了胚種皮基因型為雜合的種子，使得第三年就能獲得胚種皮基因型為隱性純合的種子，從中只需鑒定胚乳的味道與顏色即可獲得胚基因型為ppggss的種子。

或曰：胚乳的味道與顏色似乎須剖開種子以鑒定，種子破壞后怎么獲得完整的種子？從理論上分析，可能要從下一年的果穗上獲得：挑選白果皮的種子種植，成熟后，剝下每個果穗上大部分子粒分別鑒定，若全為甜味、白色胚乳，從概率上講，該果穗上子粒應全為所選純種。然而，同一種基因型可能有多種表現，如甜玉米子粒為凹型或非飽滿；非甜玉米為非凹型或飽滿（其生物學原理為：甜玉米胚乳可溶性糖含量較高，滲透壓亦高，發育期吸水較多，但成熟期失水亦多，果皮凹陷而不飽滿；非甜玉米反之）。不過，白色果皮不透明，胚乳的顏色顯然不好外觀。若要微創果皮以察之，育種專家亦面皮無光。退一步說，挑選白果皮凹型子粒種植，也能提高后代的選出率。

參考資料：

1. （2000年廣東高考）果蠅野生型和5種突變型的性狀表現、控制性狀的基因符號和基因所在染色體的編號如下表：

注：（1）每種突變型未列出的性狀表現與野生型的性狀表現相同。

（2）六種果蠅均為純合體并可作為雜交的親本。

①若進行驗證基因分離規律的實驗，觀察和記載后代中運動器官的性狀表現，選作雜交親本的基因型應是VVvv或DDdd。

②若進行驗證自由組合規律的實驗，觀察體色和體型的遺傳表現，選作雜交親本的類型及其基因型應是③bbHH⑥BBhh。選擇上述雜交親本的理論根據是非同染色體上的非等位基因表現為自由組合。

③若要通過一次雜交實驗得到基因型VvX^wY（長翅白眼♂）的果蠅，選作母本的類型及其基因型和表現型應是②VVX^wX（長翅白眼♀），選作父本的類型及其基因型和表現型應是 vvX^wY（殘翅紅眼♂）。

2.（2003年全國高考）現有3個番茄品種，A品種的基因型為AABBdd，B品種的基因型為AAbbDD，C品種的基本型為aaBBDD。3對等位基因分別位于3對同源染色體上，并且分別控制葉形、花色和果形3對相對性狀。請回答：

（1）如何運用雜交育種方法利用以上三個品種獲得基因型為aabbdd的植株？（用文字或遺傳圖解描述獲得過程即可）

（2）如果從播種到獲得種子需要一年，獲得基因型為aabbdd的植株最少需要幾年？

（3）如果要縮短獲得aabbdd植株的時間，可采用什么方法？

參考答案：

（1）文字描述：A與B雜交得到雜交一代，雜交一代與C雜交，得到雜交二代，雜交二代自交，可以得到基因型為aabbdd的種子，該種子可長成基因型為aabbdd的植株。

遺傳圖解：

讓雜交二代分別自交，在基因型為AaBbDd的植株上可產生基因型為aabbdd的種子，這樣的種子種到地里即為基因型為aabbdd的植株。

（2）4年。分析如下：從上面的遺傳圖解可以知道，由親本獲得雜交一代需要一年，由雜交一代獲得雜交二代即到了第二年，雜交二代再自交獲得基因型為aabbdd的種子到了第三年，這樣的種子萌發長成植株要到第四年。

（3）單倍體育種（3年）。分析如下：與雜交育種相比，第一年和第二年方法相同，不同的是第三年，即將雜交二代種到地里，當其花粉成熟時，取其花粉離體培養成單倍體幼苗，然后誘導其染色體加倍，這些染色體加倍的植株中，即有基因型為aabbdd植株。