玉米籽粒胚乳的顏色有黃色、紫色和雜色,科研人員進行了系列實驗來研究胚乳顏色形成的遺傳學機制。
(1)表1中雜交組合一與二互為
正反交
正反交
實驗。胚乳是由精子與母本產(chǎn)生的兩個極核融合后發(fā)育而成,每個極核的染色體組成均與卵細胞一致。胚乳是含有一整套精子染色體的三倍體。
表1
雜交組合 |
F1胚乳顏色 |
一 |
紫色RR(♀)×黃色rr(♂) |
紫色 |
二 |
紫色RR(♂)×黃色rr(♀) |
雜色 |
上述雜交組合一和二中F
1胚乳的基因型分別是
RRr和Rrr
RRr和Rrr
。據(jù)此研究人員對胚乳顏色形成的機制作出如下推測。
推測一:可能與胚乳中R基因的數(shù)量有關;
推測二:可能與胚乳中R基因的來源有關。
(2)為證實上述推測,研究人員利用突變體甲進行了相關實驗。
表2
雜交組合 |
部分F1胚乳 |
基因型 |
顏色 |
三 |
野生型rr(♀)×甲Rr(♂) |
Rrr |
雜色 |
RRrr |
雜色 |
四 |
野生型rr(♂)×甲Rr(♀) |
RRr |
紫色 |
①突變體甲的形成過程如圖,形成甲的過程中發(fā)生的變異類型是
易位(或染色體結(jié)構(gòu)變異)
易位(或染色體結(jié)構(gòu)變異)
。
②研究發(fā)現(xiàn),甲在產(chǎn)生配子時,10號染色體分離有時發(fā)生異常,但不影響配子的育性。表2中F
1出現(xiàn)少量基因型為RRrr的胚乳的原因是
突變體甲產(chǎn)生配子時,減數(shù)分裂Ⅱ后期含有R基因的10號染色體的姐妹染色單體未分開,導致產(chǎn)生RR型精子,與兩個r型極核結(jié)合,產(chǎn)生了RRrr型胚乳
突變體甲產(chǎn)生配子時,減數(shù)分裂Ⅱ后期含有R基因的10號染色體的姐妹染色單體未分開,導致產(chǎn)生RR型精子,與兩個r型極核結(jié)合,產(chǎn)生了RRrr型胚乳
。
③表2中雜交結(jié)果僅支持推測
二
二
,理由是
基因型為RRr和RRrr的胚乳中R基因數(shù)量相同,但來源不同,表型不一致,分別為紫色和雜色,說明子代胚乳顏色與R基因的來源有關
基因型為RRr和RRrr的胚乳中R基因數(shù)量相同,但來源不同,表型不一致,分別為紫色和雜色,說明子代胚乳顏色與R基因的來源有關
。
(3)研究人員推測在雌配子形成過程中,M基因表達產(chǎn)物可以降低R基因甲基化水平,使其表達不被抑制?,F(xiàn)有M基因純合突變體乙(mmRR)、野生型紫色玉米(MMRR)和黃色玉米(MMrr)。欲通過雜交實驗驗證上述推測,請寫出實驗組的方案并預期結(jié)果。
突變體乙(mmRR)作母本與黃色玉米(MMrr)作父本雜交,子代胚乳表現(xiàn)為雜色
突變體乙(mmRR)作母本與黃色玉米(MMrr)作父本雜交,子代胚乳表現(xiàn)為雜色
。