Question

（15分）现有两纯种小麦，一纯种小麦性状是高秆（D），抗锈病（T）；另一纯种小麦的性状是矮秆(d)，易染锈病(t)（两对基因独立遗传）。育种专家提出了如图I、II两种育种方法以获得小麦新品种，问：

（1）要缩短育种年限，应选择的方法     ，该方法称               。方法II所示的育种方法是            。
（2）图中①和④的基因组成分别为        和          ；
（3）（二）过程中，D和d的分离发生在            （时期），（三）过程获得的植株往往表现为                    等特点；（四）过程使用的药剂可使染色体数目加倍，原因是             __________。
（4）方法II一般从F₁经（五）过程后开始选种，这是因为                   。
（五）过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占        ，若要在其中选出最符合生产要求的新品种，最简便的方法是        ，让F₁按该方法经（五）（六）过程连续进行2代，则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体占       。
（5）如将方法I中获得的③⑤植株杂交，再让所得到的后代自交，则后代基因型及比例为                                        。
（6）图示的两种育种方法都以亲本杂交开始，这样做的目的是使两个亲本中控制优良性状的基因集中在F₁体细胞内，继而F₁产生配子时同源染色体的                  分离的同时，                       自由组合。

Answer 1

（5）DDtt ：Ddtt ：ddtt ＝ 1 ：2 ：1 
（6）等位基因；非同源染色体的非等位基因

解析常见的育种方法有4种：杂交育种、诱变育种、多倍体育种和单倍体育种。
杂交育种依据的原理是基因重组，这种育种方法能将分散在不同植株或不同品种上的许多优良性状组合到一个植株或一个品种上，因为同源染色体的等位基因分离，非同源染色体的非等位基因自由组合；
单倍体育种的原理是染色体变异，单倍体育种通常包括两个基本过程：第一步是单倍体植株的培养，常用花药离体培养得到单倍体幼苗，单倍体植株弱小且高度不育；第二步是诱导染色体数目加倍，常用的方法是用秋水仙素处理单倍体幼苗，作用是抑制纺锤体的形成。单倍体育种得到的是纯合体，所以能明显地缩短育种年限。
图中（一）过程属于杂交育种，作用是把矮杆和抗病性状组合到一个植株上。图中（二）是F₁种下后，开花时产生花粉（雄配子）的过程中要进行减数分裂，在减数分裂第一次分裂后期，等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因之间发生自由组合。两对等位基因自由组合后产生4种配子（DT、Dt、dT、dt）。根据图中可知，①的基因型是DT，②的基因型是dT。图中（三）是培养单倍体的过程，一般用花药离体培养的方法获得单倍体植株。图中（四）是诱导多倍体的过程，常用的方法是用秋水仙素处理单倍体幼苗，经诱导后长成的植物体一定是纯合体，仔细分析图，可得出图中的③④⑤对应的基因型是DDtt、ddTT和ddtt。图中沿着（一）、（二）、（三）、（四）途径进行的育种方法属于单倍体育种，沿着（一）、（五）、（六）途径进行的育种方法是杂交育种。
图中（五）过程是指F1自交的过程，其后代中的矮杆抗倒伏抗锈病的类型，表现型虽符合要求，但其中能稳定遗传的纯合体只有1／3，还有2／3是杂合体，不能稳定遗传，其基因型是ddIT(1／3)和ddTt(2/3)。如果再让其自交一代，各种基因型比例的计算方法是：ddTT自交后代仍是ddTT，占总数1／3；ddTt自交后代中的基因及其比例是：ddTT（1／4）、ddTt（2／4）、ddtt（1／4），占总数 2／3。所以计算总结果是：ddTT=1／3+（1／4）×（2／3）=1／2。
题中第(5)小题的计算方法是：③⑤的基因型分别是DDtt和ddtt，因为两个体中的第二对基因都是tt，不论是自交还是杂交，对后代基因型的比例都没有影响，所以只要考虑DD和dd就可以了，这对基因杂交后再自交，实际是典型的基因分离规律，后代各基因型的比例是1∶2∶1。