Question

【題目】科研人員在玉米（2N=20）自交系Ｍ676繁殖圃中發(fā)現(xiàn)一株矮化的突變體，

雄穗及雌穗生長(zhǎng)正常，不同于其他矮化不育品系。

（1）矮稈突變體通過(guò)自交保種，后代均表現(xiàn)為矮稈，說(shuō)明此矮稈突變體為____。矮稈突變體與Ｍ676及不同遺傳背景的渝1193品系雜交，所有雜交F1株高均顯著高于矮稈突變體，正反交F1株高無(wú)明顯差異，表明此矮化性狀受染色體上的______基因控制，此基因命名為dm676；通過(guò)統(tǒng)計(jì)____，說(shuō)明此相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制。

（2）為了初步確定基因dm676位于哪一條染色體上及在染色體上的具體位點(diǎn)，采用SSR分子標(biāo)記（SSR是染色體中的簡(jiǎn)單重復(fù)序列，不同個(gè)體相同位置的SSR重復(fù)次數(shù)不同；每條染色體上都有很多SSR，且具有特異性）進(jìn)行該基因的定位研究。

①在玉米1-10號(hào)染色體分別確定若干特異性SSR，用以區(qū)分子代同源染色體的來(lái)源。依據(jù)SSR兩端的特定序列，設(shè)計(jì)____，對(duì)親本及F2中矮稈個(gè)體基因組進(jìn)行PCR。比較電泳條帶，只有1號(hào)染色體電泳結(jié)果出現(xiàn)多數(shù)個(gè)體的條帶與______（填寫(xiě)“高稈”或“矮稈”）相同，少數(shù)個(gè)體為重組個(gè)體（如圖1中箭頭所指），從而將矮稈突變基因初定位于1號(hào)染色體上。請(qǐng)?jiān)趫D1中方框內(nèi)畫(huà)出重組個(gè)體的電泳條帶_____。

②用1號(hào)染色體上的若干SSR，對(duì)F2中矮稈個(gè)體進(jìn)行檢測(cè)，統(tǒng)計(jì)并計(jì)算重組率（重組率=發(fā)生重組的矮稈植株個(gè)數(shù)/被檢測(cè)矮稈個(gè)體總數(shù)×100%）。根據(jù)圖2，在重組率_________的SSR附近繼續(xù)尋找新的____，以不斷縮小SSR的間距，直到不再發(fā)生重組。

（3）已有研究發(fā)現(xiàn)某矮稈品系1號(hào)染色體的上述定位區(qū)間內(nèi)含有隱性矮稈基因br2，研究發(fā)現(xiàn)基因dm676與基因br2屬于非等位基因，請(qǐng)寫(xiě)出得出此結(jié)論的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果__________。

（4）將矮稈突變體dm676分別在我國(guó)重慶九龍坡、海南三亞和云南元江三個(gè)地區(qū)進(jìn)行種植，發(fā)現(xiàn)株高、產(chǎn)量表現(xiàn)穩(wěn)定。根據(jù)矮稈突變體dm676的性狀表現(xiàn)，科研人員認(rèn)為矮稈突變體dm676具有較高的應(yīng)用價(jià)值，理由是_____（至少寫(xiě)出兩點(diǎn)）。

Answer 1

【答案】純合體 隱性 F2高稈與矮稈的性狀分離比為3：1測(cè)交后代高稈與矮稈的分離比為1：1 ①引物 矮稈 ②最小SSR SSR 用dm676與另一品系br2基因純合的矮桿玉米進(jìn)行雜交，F1全部表現(xiàn)為高稈，因此推斷dm676與br2屬于非等位基因�；蚶�用現(xiàn)代技術(shù)手段證明。 dm676為純合體，矮稈品種具有抗倒伏相對(duì)較強(qiáng)，產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定

【解析】

1、純種能夠穩(wěn)定遺傳。

2、F1表現(xiàn)的性狀為顯性性狀，未表現(xiàn)的性狀為隱性性狀。

3、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(duì)存在，不像融合，在形成配子時(shí)，成對(duì)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，判定是否符合分離定律的方法是自交或測(cè)交。

（1）純種能穩(wěn)定遺傳。矮稈突變體通過(guò)自交保種，后代均表現(xiàn)為矮稈，說(shuō)明此矮稈突變體為純種或純合體。矮稈突變體與Ｍ676及不同遺傳背景的渝1193品系雜交，所有雜交F1株高均顯著高于矮稈突變體，正反交F1株高無(wú)明顯差異，表明此矮化性狀受染色體上的隱性基因控制，此基因命名為dm676；通過(guò)統(tǒng)計(jì)F2高稈與矮稈的性狀分離比為3：1測(cè)交后代高稈與矮稈的分離比為1：1，說(shuō)明此相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制。

（2）①在玉米1-10號(hào)染色體分別確定若干特異性SSR，用以區(qū)分子代同源染色體的來(lái)源。依據(jù)SSR兩端的特定序列，進(jìn)行PCR之前需要設(shè)計(jì)引物，對(duì)親本及F2中矮稈個(gè)體基因組進(jìn)行PCR。比較電泳條帶，只有1號(hào)染色體電泳結(jié)果出現(xiàn)多數(shù)個(gè)體的條帶與矮稈相同，少數(shù)個(gè)體為重組個(gè)體（如圖1中箭頭所指），從而將矮稈突變基因初定位于1號(hào)染色體上。重組個(gè)體的電泳條帶：

②用1號(hào)染色體上的若干SSR，對(duì)F2中矮稈個(gè)體進(jìn)行檢測(cè)，統(tǒng)計(jì)并計(jì)算重組率（重組率=發(fā)生重組的矮稈植株個(gè)數(shù)/被檢測(cè)矮稈個(gè)體總數(shù)×100%）。根據(jù)圖2中的信息逐步放大顯示，在重組率最小SSR的SSR附近繼續(xù)尋找新的SSR，以不斷縮小SSR的間距，直到不再發(fā)生重組。

（3）用dm676與另一品系br2基因純合的矮桿玉米進(jìn)行雜交，F(xiàn)1全部表現(xiàn)為高稈，因此推斷dm676與br2屬于非等位基因�；蚶�用現(xiàn)代技術(shù)手段證明。

（4）將矮稈突變體dm676分別在我國(guó)重慶九龍坡、海南三亞和云南元江三個(gè)地區(qū)進(jìn)行種植，發(fā)現(xiàn)株高、產(chǎn)量表現(xiàn)穩(wěn)定。根據(jù)矮稈突變體dm676的性狀表現(xiàn)，科研人員認(rèn)為矮稈突變體dm676具有較高的應(yīng)用價(jià)值，理由是dm676為純合體，矮稈品種具有抗倒伏相對(duì)較強(qiáng)，產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定。