【典例】(2019·北京高考)油菜是我国重要的油料作物,培育高产优质新品种意义重大。油菜的杂种一代会出现杂种优势(产量等性状优于双亲),但这种优势无法在自交后代中保持。杂种优势的利用可显著提高油菜籽的产量。
(1)油菜具有两性花,去雄是杂交的关键步骤,但人工去雄耗时费力,在生产上不具备可操作性。我国学者发现了油菜雄性不育突变株(雄蕊异常,肉眼可辨),利用该突变株进行的杂交实验如下:
①由杂交一结果推测,育性正常与雄性不育性状受________对等位基因控制。在杂交二中,雄性不育为_______性性状。
②杂交一与杂交二的F1表现型不同的原因是育性性状由位于同源染色体相同位置上的3个基因(A1、A2、A3)决定。品系1、雄性不育株、品系3的基因型分别为A1A1、A2A2、A3A3。根据杂交一、二的结果,判断A1、A2、A3之间的显隐性关系是____________________________________。
(2)利用上述基因间的关系,可大量制备兼具品系1、3优良性状的油菜杂交种子(YF1),供农业生产使用,主要过程如下:
①经过图中虚线框内的杂交后,可将品系3的优良性状与___________性状整合在同一植株上,该植株所结种子的基因型及比例为___________。
②将上述种子种成母本行,将基因型为___________的品系种成父本行,用于制备YF1。
③为制备YF1,油菜刚开花时应拔除母本行中具有某一育性性状的植株。否则,得到的种子给农户种植后,会导致油菜籽减产,其原因是________________________。
(3)上述辨别并拔除特定植株的操作只能在油菜刚开花时(散粉前)完成,供操作的时间短,还有因辨别失误而漏拔的可能。有人设想:“利用某一直观的相对性状在油菜开花前推断植株的育性”,请用控制该性状的等位基因(E、e)及其与A基因在染色体上的位置关系展示这一设想。
【解析】本题考查遗传规律在育种中的应用。
(1)分析杂交一,两亲本杂交,F1均为育性正常,说明品系1(A1)育性正常对雄性不育(A2)为显性性状,F1自交出现3∶1的性状分离比,说明育性正常与雄性不育性状受一对等位基因控制。分析杂交二,两亲本杂交,F1均为雄性不育,说明雄性不育(A2)对品系3(A3)育性正常为显性性状。
(2)图中虚线框内的杂交组合为A2A3×A3A3,所得后代为A2A3∶A3A3=1∶1,因此通过杂交可将品系3的优良性状与雄性不育整合在同一植株上。将基因型为A2A3、A3A3的种子种成母本行,将基因型为A1A1的品系1作为父本,可制备YF1。为制备YF1,油菜刚开花时应拔除母本行中基因型为A3A3的植株,否则,所得种子中会有A3A3自交产生的种子A3A3、A2A3与A3A3杂交产生的种子A2A3和A3A3,这些种子在生产上无杂种优势且部分雄性不育,会导致油菜籽减产。
(3)让E、e与A2、A3两对基因位于一对同源染色体上,可以根据E、e控制的性状区分雄性不育和育性正常植株。
答案:(1)①一 显 ②A1对A2为显性,A2对A3为显性
(2)①雄性不育 A2A3∶A3A3 = 1∶1 ②A1A1 ③所得种子中混有A3A3自交产生的种子、A2A3与A3A3杂交所产生的种子,这些种子在生产上无杂种优势且部分雄性不育
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