Question

【题目】科研人员在玉米（2N=20）自交系Ｍ676繁殖圃中发现一株矮化的突变体，

雄穗及雌穗生长正常，不同于其他矮化不育品系。

（1）矮秆突变体通过自交保种，后代均表现为矮秆，说明此矮秆突变体为____。矮秆突变体与Ｍ676及不同遗传背景的渝1193品系杂交，所有杂交F1株高均显著高于矮秆突变体，正反交F1株高无明显差异，表明此矮化性状受染色体上的______基因控制，此基因命名为dm676；通过统计____，说明此相对性状受一对等位基因控制。

（2）为了初步确定基因dm676位于哪一条染色体上及在染色体上的具体位点，采用SSR分子标记（SSR是染色体中的简单重复序列，不同个体相同位置的SSR重复次数不同；每条染色体上都有很多SSR，且具有特异性）进行该基因的定位研究。

①在玉米1-10号染色体分别确定若干特异性SSR，用以区分子代同源染色体的来源。依据SSR两端的特定序列，设计____，对亲本及F2中矮秆个体基因组进行PCR。比较电泳条带，只有1号染色体电泳结果出现多数个体的条带与______（填写“高秆”或“矮秆”）相同，少数个体为重组个体（如图1中箭头所指），从而将矮秆突变基因初定位于1号染色体上。请在图1中方框内画出重组个体的电泳条带_____。

②用1号染色体上的若干SSR，对F2中矮秆个体进行检测，统计并计算重组率（重组率=发生重组的矮秆植株个数/被检测矮秆个体总数×100%）。根据图2，在重组率_________的SSR附近继续寻找新的____，以不断缩小SSR的间距，直到不再发生重组。

（3）已有研究发现某矮秆品系1号染色体的上述定位区间内含有隐性矮秆基因br2，研究发现基因dm676与基因br2属于非等位基因，请写出得出此结论的实验设计及结果__________。

（4）将矮秆突变体dm676分别在我国重庆九龙坡、海南三亚和云南元江三个地区进行种植，发现株高、产量表现稳定。根据矮秆突变体dm676的性状表现，科研人员认为矮秆突变体dm676具有较高的应用价值，理由是_____（至少写出两点）。

Answer 1

【答案】纯合体 隐性 F2高秆与矮秆的性状分离比为3：1测交后代高秆与矮秆的分离比为1：1 ①引物 矮秆 ②最小SSR SSR 用dm676与另一品系br2基因纯合的矮杆玉米进行杂交，F1全部表现为高秆，因此推断dm676与br2属于非等位基因。或利用现代技术手段证明。 dm676为纯合体，矮秆品种具有抗倒伏相对较强，产量相对稳定

【解析】

1、纯种能够稳定遗传。

2、F1表现的性状为显性性状，未表现的性状为隐性性状。

3、分离定律：在生物的体细胞中控制同一性状的遗传因子成对存在，不像融合，在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代，判定是否符合分离定律的方法是自交或测交。

（1）纯种能稳定遗传。矮秆突变体通过自交保种，后代均表现为矮秆，说明此矮秆突变体为纯种或纯合体。矮秆突变体与Ｍ676及不同遗传背景的渝1193品系杂交，所有杂交F1株高均显著高于矮秆突变体，正反交F1株高无明显差异，表明此矮化性状受染色体上的隐性基因控制，此基因命名为dm676；通过统计F2高秆与矮秆的性状分离比为3：1测交后代高秆与矮秆的分离比为1：1，说明此相对性状受一对等位基因控制。

（2）①在玉米1-10号染色体分别确定若干特异性SSR，用以区分子代同源染色体的来源。依据SSR两端的特定序列，进行PCR之前需要设计引物，对亲本及F2中矮秆个体基因组进行PCR。比较电泳条带，只有1号染色体电泳结果出现多数个体的条带与矮秆相同，少数个体为重组个体（如图1中箭头所指），从而将矮秆突变基因初定位于1号染色体上。重组个体的电泳条带：

②用1号染色体上的若干SSR，对F2中矮秆个体进行检测，统计并计算重组率（重组率=发生重组的矮秆植株个数/被检测矮秆个体总数×100%）。根据图2中的信息逐步放大显示，在重组率最小SSR的SSR附近继续寻找新的SSR，以不断缩小SSR的间距，直到不再发生重组。

（3）用dm676与另一品系br2基因纯合的矮杆玉米进行杂交，F1全部表现为高秆，因此推断dm676与br2属于非等位基因。或利用现代技术手段证明。

（4）将矮秆突变体dm676分别在我国重庆九龙坡、海南三亚和云南元江三个地区进行种植，发现株高、产量表现稳定。根据矮秆突变体dm676的性状表现，科研人员认为矮秆突变体dm676具有较高的应用价值，理由是dm676为纯合体，矮秆品种具有抗倒伏相对较强，产量相对稳定。