Question

已知水稻的高秆（A）对矮秆（a）显性，抗病（B）对感病（b）为显性，有芒（D）对无芒（d）为显性，三对相对性状独立遗传．请回答：
（1）现有三个纯系水稻品种：①矮秆感病有芒，②高秆感病有芒，③高秆抗病无芒．为了在最短时间内获得矮秆抗病无芒纯系新品种，请写出育种过程．
第一步：

 

．
第二步：

 

．
第三步：

 

．
（2）为获得矮秆无芒的新品种，科研人员设计了育种方案，如图．
根据预期，F₁植株所结种子分株保存、播种后长出的植株应既有高秆，又有矮秆．但研究人员发现有一植株所结的种子后全部表现为矮秆，并据此推断F₁植株中有纯合矮秆．通过分析，认为F₁纯合矮秆植株的可能有二种原因：一是由于母本去雄不彻底，母本自交；二是由于父本在减数分裂形成花粉时，一个高秆基因发生了基因突变．为了确定是哪一种原因，可以通过分析F₂矮秆植株上所结种子有芒和无芒的表现情况作出判断：
①如果所结种子表现型为

 

，则原因是母本去雄不彻底，发生了自交．
②如果所结种子表现型为

 

，则原因是父本在减数分裂形成花粉时，一个高秆基因发生了基因突变．

Answer 1

考点：生物变异的应用,染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体,杂交育种

专题：

分析：单倍体育种的过程一般是首先花药离体培养，从而获得单倍体植株，然后进行秋水仙素加倍，从而获得所需性状的纯合个体．单倍体育种的优点是能迅速获得纯合体，加快育种进程．依据的原理是染色体变异．根据题意和图示分析可知：要在最短时间内获得矮秆抗病无芒纯系新品种，应采用单倍体育种的方法．

解答： 解：（1）育种过程：第一步：选择①矮秆感病有芒和③高秆抗病无芒杂交得到F₁；
第二步：取F₁的花药进行离体培养，获得单倍体幼苗；
第三步：用秋水仙素处理单倍体幼苗，然后选育矮秆抗病无芒纯系新品种．
（2）由于有芒（D）对无芒（d）为显性，如果所结种子表现型全为有芒，说明是母本去雄不彻底，发生了自交；
如果所结种子表现型有芒和无芒，说明父本在减数分裂形成花粉时，一个高秆基因发生了基因突变，产生了矮秆基因．
故答案为：
（1）第一步：选择①和③杂交得到F₁
第二步：取F₁的花药进行离体培养，获得单倍体幼苗
第三步：用秋水仙素处理单倍体幼苗，然后选育矮秆抗病无芒纯系新品种
（2）①全为有芒          ②有芒和无芒

点评：本题考查单倍体育种的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．