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女娄菜的性别决定和叶型遗传

2011-09-12 15:15阅读：

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女娄菜的性别决定和叶型遗传
女娄菜(Melandrium album)是一种雌雄异株的植物，由于其叶型是一种伴性遗传，且花粉粒Xb致死，因此以女娄菜为背景的遗传题目出现的较多，难度也较大。将女娄菜的性别决定、叶型遗传相关知识及相关习题汇集如下。
1.女娄菜的性别决定:

高等植物多为雌雄同株类型，无明显的性染色体决定性别的机制存在。但在少数雌雄异株的植物中，也有与动物相类似的性别决定机制。大部分雌雄异株植物都属于雄性异配性别，即雄株为XY，雌株为XX，常见的雄性异配性别的植物有女娄菜 (Melandrium album)、大麻（Cannabis sativa）、菠菜（Spinacia oleracea）等（表1）。
表1 几种常见雄性异配性别的植物
物种
常染色体数
♀
 ♂
大麻（Cannabissativa）
 18
 XX
 XY
菠菜（Spinaciaoleracea）
 10
 XX
 XY
女娄菜（Melandriumalbum）
 22
 XX
 XY

2.女娄菜的叶型遗传
2.1 女娄菜的叶型 女娄菜有宽叶和窄叶两种叶型，研究发现其叶型与X染色体上的一对等位基因（B和b）有关，其中控制宽叶的为显性基因XB，窄叶的为隐性基因Xb，花粉粒Xb致死。由于花粉粒Xb致死，故雌性个体不存在XbXb，只存在XBXB、XBXb两种基因型。根据基因B和b的显隐性关系，女娄菜宽叶和窄叶的基因型和表现型可以有以下四种情况（表2）。
表2 女娄菜宽叶和窄叶的基因型和表现型

 雌 株
 雄 株
基因型
 XBXB
 XBXb
 XBY
 XbY
表现型
 宽叶
 宽叶
 宽叶
 窄叶

2.2 女娄菜叶型的遗传方式主要有3种
1）当雌性宽叶纯合体（XBXB）植株与雄性窄叶（XbY）植株交配，由于雄株只能产生Y一种花粉粒，子代全是宽叶雄株。
2）如果雌性为宽叶杂合体（XBXb）植株与雄性窄叶（XbY）植株交配，子代同样全是雄性，半数是宽叶，半数是窄叶。
3）若雌性为宽叶杂合体（XBXb）植株与宽叶雄性（XBY）植株杂交，雄株能产生XB和Y两种花粉粒，子代能产生雄株和雌株，但雌株全是宽叶，雄株中半数是宽叶，半数是窄叶。
2.3 叶型遗传特点 从上面3种主要遗传方式可以看出：若子代中只有雄性个体，则父本是窄叶雄株（XbY）；若子代中有雌雄两种性别，则父本一定是宽叶雄株（XBY）。
3.典型例题分析
例1，双子叶植物女娄菜（2N=24）为雌雄异株，性别决定为XY型，其叶型宽叶和窄叶为伴X遗传，控制宽叶的为显性基因XB，窄叶的为隐性基因Xb，花粉粒Xb致死，若将窄叶雄株的花粉粒进行花药离体培养，再将幼苗用秋水仙素处理，所得植株的染色体组成应是（ ）。
A．22+XY B．22+YY
C．11+X或11+Y D．22+XX或22+YY
解析：宽叶雄株（22+XBY）能产生11+XB、11+Y两种花粉粒；而窄叶雄株（22+XbY）由于产生的花粉粒Xb致死，只能产生11+Y一种花粉粒，花药离体培养得到11+Y的单倍体幼苗，用秋水仙素处理后，染色体加倍，变成22+YY。
答案：B。
例2，某种雌雄异株的植物女娄菜有宽叶和窄叶两种类型，宽叶由显性基因B控制，窄叶由隐性基因b控制，B和b均位于X染色体上，基因b使雄配子致死。请回答：
（1）若后代全为宽叶雄株个体，则其亲本基因型为_____________________________________。
（2）若后代全为宽叶，雌、雄植株各半时，则其亲本基因型为______________________________。
（3）若后代全为雄株，宽叶和窄叶个体各半时，则其亲本基因型为__________________________。
（4）若后代性别比为1：1，宽叶个体占3/4，则其亲本基因型为_____________________________。
（5）能否出现后代全为窄叶，且雌雄各半的情况，若能写出亲本的基因型，若不能说明理由______。
解析：（1）若后代全为宽叶雄株（XBY），则亲本雄株只产生Y配子，雌株只产生XB配子，亲本基因组合必为XBXB×XbY。（2）若后代全为宽叶且雌雄各半，说明雄株产生了两种配子（XB和Y），雌株只产生一种配子（XB），亲本基因组合为：XBXB×XBY。（3）若后代全为雄株，说明雄株只产生一种配子，即Y配子，宽叶和窄叶个体各半，说明雌株产生了XB和Xb两种配子，且比例为1∶1，亲本基因组合为XBXb×XbY。（4）若后代性别比为1∶1，说明雄性产生两种配子（XB和Y），比例为1∶1；宽叶占3／4，说明雌株的配子也有两种（XB和Xb），亲本基因组合为XBXb×XBY。（5）若后代全为窄叶，雌雄各半，则雌性亲本基因型为XbXb，是由雌配子Xb和雄配子Xb结合产生的，由于Xb雄配子不育，所以不存在XbXb的雌性亲本。所以后代不会出现全为窄叶的个体。
答案：（1）XBXB×XbY（2）XBXB×XBY（3）XBXb×XbY（4）XBXb×XBY（5）不能，因为亲本中基因型为XbXb的雌性个体不存在。

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