雜種優(yōu)勢(shì)是指兩個(gè)或兩個(gè)以上具有不同優(yōu)良性狀的純合親本雜交獲得的雜種一代(雜交種),在生長(zhǎng)勢(shì)、生活力、繁殖力、抗逆性、適應(yīng)性以及產(chǎn)量和品質(zhì)等方面優(yōu)于其雙親的現(xiàn)象。玉米為二倍體雌雄同株異花植物,存在雜種優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象,生產(chǎn)上常種植雜交種提高產(chǎn)量。
(1)玉米種子的顏色有紫色(A)和黃色(a)之分。研究表明,純合紫色品系與純合黃色品系雜交,F(xiàn)1具有明顯的雜種優(yōu)勢(shì)。為了獲得雜種優(yōu)勢(shì)個(gè)體,科研人員將兩種品系間行種植,收獲在
黃色
黃色
品系植株上結(jié)的 紫色
紫色
種子即為所需雜交種。
(2)為了提高獲得雜交種的生產(chǎn)效率,科研人員利用黃色玉米培育了單基因隱性突變的雄性不育純合品系(可育基因M,雄性不育基因m)。將該黃色不育品系與紫色可育品系進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下表:
P |
F1 |
F2 |
黃色不育×紫色可育 |
紫色可育 |
紫色可育:黃色不育=3:1 |
F
2出現(xiàn)該結(jié)果的原因是
兩對(duì)等位基因(A/a、M/m)位于一對(duì)同源染色體上,為連鎖關(guān)系
兩對(duì)等位基因(A/a、M/m)位于一對(duì)同源染色體上,為連鎖關(guān)系
。利用黃色不育品系和紫色可育品系進(jìn)行間行種植能在一定程度上提高產(chǎn)生雜交種的效率,其原因是
避免黃色不育品系自交
避免黃色不育品系自交
。
(3)雄性不育系個(gè)體無法通過自交繼續(xù)保持雄性不育性狀,為了持續(xù)獲得雄性不育個(gè)體,研究人員將D基因?qū)牖蛐蜑锳aMm的紫色可育玉米的A基因附近,得到了可以持續(xù)獲得雄性不育個(gè)體的保持系。D基因是在玉米花粉中特異性表達(dá)的基因,導(dǎo)致雄配子不發(fā)育。在該保持系中M和A基因只能通過
雌
雌
配子傳遞給子代。利用保持系獲得雄性不育系和保持系的最簡(jiǎn)單方法是
該保持系自交
該保持系自交
,快速判斷雄性不育系和保持系種子的方法是
紫色均為保持系,而黃色均為雄性不育系
紫色均為保持系,而黃色均為雄性不育系
。