Question

2．玉米（2N=20）是重要的粮食作物之一．已知玉米的高秆、易倒伏（D）对矮秆、抗倒伏（d）为显性，抗病（R）对易感病（r）为显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上．为获得纯合矮秆抗病玉米植株，研究人员采用了如图所示的方法．根据材料分析回答问题．

（1）过程④“航天育种”方法中主要的变异类型是基因突变．
（2）若过程①的F₁，自交3代，产生的F₄中纯合抗病植株占$\frac{7}{16}$．
（3）过程②，若只考虑F₁中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因，则利用其花药离体培育成的单倍体幼苗的基因型，在理论上应有2ⁿ种；若单倍体幼苗通过加倍后获得M株玉米，通过筛选得到的矮秆抗病植株的基因型为ddRR，在理论上有$\frac{M}{4}$株．
（4）盐碱地是一种有开发价值的土地资源，为了开发利用盐碱地，从而扩大耕地面积，增加粮食产量，我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐玉米新品系．为了确定耐盐转基因玉米是否培育成功，既要用放射性同位素标记的目的基因作探针进行分子杂交检测，又要用一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱）的方法从个体水平鉴定玉米植株的耐盐性．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：①为杂交育种中对筛选植株连续自交；②是单倍体育种中选取花药进行离体培养；③是植物组织培养，将植物离体细胞培养成植株；④是诱变育种．明确知识点，梳理相关的基础知识，分析题图，结合问题的具体提示综合作答．

解答 解：（1）过程④“航天育种”方法属于诱变育种，其主要的变异类型是基因突变．
（2）由题意中，F₁的基因型是DdRr，自交3代，产生的F₄中杂合子Rr占（$\frac{1}{2}$）³=$\frac{1}{8}$，则纯合抗病植株RR占$\frac{1}{2}$×（1-$\frac{1}{8}$）=$\frac{7}{16}$．
（3）若只考虑F₁中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因，则其减数分裂后可产生2ⁿ种花药．利用其花药离体培育成的单倍体幼苗的基因型，在理论上应有2ⁿ种．由于F₁的基因型为DdRr，其减数分裂后可产生DR、Dr、dR、dr四种花药．所以若单倍体幼苗通过加倍后获得M株玉米，通过筛选得到的矮秆抗病植株的基因型为ddRR，占$\frac{M}{4}$．
（4）要确定耐盐转基因玉米是否培育成功，先要鉴定是否已导入目的基因，后要检测是否表达．因此既要用放射性同位素标记的耐盐基因作探针进行分子杂交检测，又要用一定浓度盐水浇灌或移栽到盐碱地中，从个体水平鉴定玉米植株的耐盐性．
故答案为：
（1）基因突变
（2）$\frac{7}{16}$
（3）2ⁿ　   ddRR   　$\frac{M}{4}$
（4）一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱）

点评 育种实际上是对遗传基本规律和变异知识的应用，考试中常以某一作物育种为背景，综合考查诱变育种、杂交育种、单倍体和多倍体育种及基因工程育种的区别与联系，这部分需要重点记忆杂交育种的概念和原理以及诱变育种的原理．