小麥為自花傳粉作物。小麥種皮的顏色分為紅色和白色,紅色有深有淺。研究者通過雜交實(shí)驗(yàn)對(duì)其遺傳規(guī)律進(jìn)行了研究,結(jié)果如表1。
表1 小麥雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果
組合 |
親本 |
F1 |
F2 |
1 |
中度紅色×白色 |
淡紅色 |
紅色(中度紅色1、淡紅色2):白色=3:1 |
2 |
深暗紅色×白色 |
深紅色 |
紅色(深暗紅色1、暗紅色6、中度深紅色15、 深紅色20、中度紅色15、淡紅色6):白色=63:1 |
(1)小麥種皮顏色的遺傳遵循
自由組合
自由組合
規(guī)律,判斷的理由是
雜交組合2的F
2代中白花比例為
,即
(aa)×
(bb)×
(cc),由此說明該性狀是由3對(duì)等位基因獨(dú)立遺傳控制
雜交組合2的F
2代中白花比例為
,即
(aa)×
(bb)×
(cc),由此說明該性狀是由3對(duì)等位基因獨(dú)立遺傳控制
。
(2)組合2中F
1植株的基因型為
R1r1R2r2R3r3
R1r1R2r2R3r3
。(控制種皮顏色的基因用R
1、r
1、R
2、r
2…表示)
(3)小麥在收獲前若遇陰雨天,易發(fā)生在穗上發(fā)芽的現(xiàn)象,降低產(chǎn)量和品質(zhì),所以穗發(fā)芽抗性是優(yōu)質(zhì)小麥的重要性狀之一。研究發(fā)現(xiàn)紅色小麥的穗發(fā)芽抗性普遍高于白色小麥。將多個(gè)品種紅色小麥種植于同一實(shí)驗(yàn)田,統(tǒng)計(jì)穗發(fā)芽率,結(jié)果如表2。
表2 不同品種紅色小麥的基因組成及其穗發(fā)芽率
品種 |
基因組成 |
穗發(fā)芽率平均值(%) |
1 |
R1R1R2R2R3R3 |
18.1 |
2 |
r1r1R2R2R3R3 |
36.9 |
3 |
R1R1r2r2R3R3 |
41.6 |
4 |
R1R1R2R2r3r3 |
35.2 |
5 |
r1r1r2r2R3R3 |
50.5 |
6 |
r1r1R2R2r3r3 |
53.5 |
7 |
R1R1r2r2r3r3 |
60.9 |
①據(jù)表推測(cè),控制小麥穗發(fā)芽抗性的基因與控制種皮顏色的基因的關(guān)系可能是
同一基因
同一基因
或
連鎖遺傳
連鎖遺傳
。
②統(tǒng)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn),同一品種的小麥植株穗發(fā)芽率變化幅度較大,試分析原因。
(4)研究發(fā)現(xiàn),小麥種皮的紅色是由類黃酮生物合成途徑產(chǎn)生的兒茶酸和花青素形成的,R基因表達(dá)產(chǎn)物是促進(jìn)該途徑關(guān)鍵酶基因轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄因子,兒茶酸可調(diào)節(jié)種子對(duì)脫落酸的敏感性,從而增強(qiáng)穗發(fā)芽抗性。請(qǐng)用圖解的形式(文字和“→”)表示R基因是如何控制相關(guān)性狀的。