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我国利用航天优势开展玉米诱变育种,获得多个雄性不育突变体和矮秆突变体。回答下列问题。
(1)研究人员将玉米种子随机分为两份,一份送到太空,另一份保存在地面种子站,其目的是_____。太空诱变可导致一个基因发生不同的突变获得相关突变体,这说明基因突变具有的特点是_____。
(2)将雄性不育植株P1(aa)与可育植株P2(AA)杂交得到F1,F1自交得到F2。利用PCR技术分别扩增植株P1和P2的SSR(染色体上特定DNA序列),分别获得100bp和135bp的产物。若同样扩增F2,则F2中同时获得100bp和135bp的植株比例为_____。
(3)甲是太空诱变获得的雄性不育株,乙是同群体某一可育株。某团队开展以下2个实验:
实验① | 甲与乙杂交 |
实验② | 乙自交 |
根据实验①和②的结果,得出雄性不育性状是隐性性状的结论,支持这一结论的实验结果是_____。
(4)已知玉米株高和育性这两对性状独立遗传,可育对不育为显性,但高秆和矮秆的显隐性未知。现有纯合的高秆可育、高秆不育和矮秆可育品系,合理选用这些材料,通过育种技术培育纯合矮秆不育品系的实验思路是_____。
参考答案
(1)设置对照实验;不定向性
(2)1/2
(3)实验①和实验②后代都为雄性可育;或实验①后代为雄性可育:雄性不育=1:1,实验②后代为雄性可育:雄性不育=3:1
解析
(1)将种子分为太空组和地面组,目的是设置对照(排除其他因素干扰,验证太空诱变的效果);基因突变的不定向性指的是一个基因可以向多个不同的方向发生突变,而太空诱变可导致一个基因发生不同的突变获得多个突变体,说明基因突变具有不定向性的特点。
(2)F1基因型为Aa,自交后F2基因型及比例为AA:Aa:aa=1:2:1。利用PCR技术分别扩增植株P1和P2的SSR(染色体上特定DNA序列),分别获得100bp(对应雄性不育植株P1(aa)两条染色体上的SSR都为100bp)和135bp的产物(对应可育植株P2(AA)两条染色体上的SSR都为135bp)。(100bp与a基因,135bp与A基因的行为存在平行关系,为方便计算和理解,假设100bp对应a基因,假设135bp对应A基因)所以若同样扩增F2,则F2中同时获得100bp和135bp的植株比例(可以理解为F2中出现植株基因型为Aa的概率)为1/2。
(3)若雄性不育是隐性性状,则甲为隐性纯合子,则乙可育株为显性性状,其可为杂合子,也可为纯合子,若乙为杂合子,则实验①甲与乙杂交(杂合子测交)的后代为雄性可育:雄性不育=1:1,实验②乙自交(杂合子自交)的后代为雄性可育:雄性不育=3:1;若乙为纯合子,实验①甲与乙杂交(纯合子测交)和实验②乙自交(纯合子自交)后代都为雄性可育。