【起源】普通六倍体小麦、八倍体小黑麦、黑麦都啥关系

本文有这些名词：一粒小麦、二粒小麦、山羊草、黑麦、同源染色体、同源多倍体、异源多倍体、六倍体小麦、八倍体小黑麦。

六倍体小麦的起源

在植物进化史上，在不同但相关的物种之间先杂交后发生染色体加倍的事件发生过很多次。在某些情况下，这一过程重复发生，形成包含不同染色体组的复杂多倍体。其中最好的例子就是现代的普通六倍体小麦。下图是六倍体小麦的起源。

具体是怎样的呢？一位日本科学家经过仔细分析做出假设：普通小麦是一粒小麦、小斯卑达山羊草和方穗山羊草三种植物杂交而成。

       1.一粒小麦（2n=14）和小斯卑达山羊草（2n=14）发生属间杂交，产生14条染色体的杂种，该杂种减数分裂时无法配对，高度不育。偶然机遇，染色体加倍（2n=28）恢复可育性，这就是四倍体二粒小麦的起源。

 2.由四倍体野生二粒小麦（2n=28）和方穗山羊草（2n=14）杂交，并经染色体加倍，形成了具有42条染色体的六倍体，这才是今天普通小麦的真正祖先。

下图可能更容易看懂一些。

那么这个假设究竟有没有依据呢？不但有, 而且很生动。其中最重要的一点就是人们发现，如果按照上述步骤，合成了人工六倍体小麦，那么它不但在形态上和普通小麦相似，而且两者杂交后，染色体配对得非常协调，结实率也很正常，就像“种内交配”那样。这就生动地证明了所做假设，的确是重演了大自然的杰作———普通小麦的确是由以上几个物种组合起来的。

八倍体小黑麦的发明

中国八倍体小黑麦的发明者鲍文奎发明的八倍体小黑麦的育种过程见下：

附两个小题儿 1

下图为几种生物细胞内染色体示意图，请回答：

(1)甲图为科研机构对某人染色体进行的分析结果。请指出该人的性别是________，从染色体组成看，该人是否患病？________。如果患病，则患____________。

(2)普通小麦的染色体组成可表示为AABBDD(如乙图所示)，则一个染色体组的染色体数为________条。若丙图表示四倍体水稻的染色体数，则由其生殖细胞直接发育成的个体叫________。

(3)丁为人工培育的八倍体小黑麦染色体图，其培育方法是用普通小麦和黑麦(2n＝14)杂交，然后用________处理得到的；与二倍体植物相比，多倍体的显著特点是_____________________________________。

(4)若将乙、丙、丁的花药离体培养成幼苗，能产生正常后代的是________________。

(5)马和驴杂交产生的骡子，不能繁殖后代的原因是_____________________________________________。

解析：(1)甲图由于性染色体是XX，所以性别女性，从图中不难看出21号染色体有3条，说明该人患21三体综合征(先天性愚型)。

(2)普通小麦的染色体组成可表示为AABBDD，是六倍体小麦，染色体数目/6＝42/6＝7，则普通小麦每个染色体组的染色体数为7条；根据单倍体的概念可知由生殖细胞发育而成的个体不管含有多少个染色体组都只能叫单倍体。

(3)丁为人工培育的八倍体小黑麦染色体图，其培育方法是用普通小麦和黑麦(2n＝14)杂交得到四倍体小麦，再用秋水仙素处理得到八倍体小黑麦；与二倍体植物相比，多倍体的显著特点是茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，糖类、蛋白质等营养物质含量增加。

(4)乙、丙、丁的花药离体培养成幼苗，能产生正常后代的是丙，乙、丁的花药离体培养成幼苗由于细胞染色体联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞，从而不能产生正常的后代。

(5)马和驴杂交产生的骡子，不能繁殖后代的原因是细胞中无同源染色体；联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞(或不同物种间存在生殖隔离)。

答案：(1)女　患病　21三体综合征(先天性愚型)

(2)7　单倍体(答二倍体不给分)

(3)秋水仙素　茎秆粗壮；叶片、果实、种子都比较大；糖类、蛋白质等营养物质含量增加(答出2条即可)

(4)丙

(5)细胞中无同源染色体；联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞(或不同物种间存在生殖隔离)

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李振声院士获得了2006年度国家最高科技奖，其主要成就是实现了小麦同偃麦草的远缘杂交，培育出了多个小偃麦品种，请回答下列有关小麦遗传育种的问题。

(1)如果小偃麦早熟(A)对晚熟(a)是显性，抗干热(B)对不抗干热(b)是显性(两对基因自由组合)，在研究这两对相对性状的杂交实验中，以某亲本与双隐性纯合子杂交，F₁代性状分离比为1∶1，请写出此亲本可能的基因型：________________________________。

(2)如果决定小偃麦抗寒与不抗寒的一对基因在叶绿体DNA上，若以抗寒晚熟与不抗寒早熟的纯合亲本杂交，要得到抗寒早熟个体，需用表现型为____________的个体作母本，该纯合的抗寒早熟个体最早出现在________代。
(3)小偃麦有蓝粒品种，如果有一蓝粒小偃麦变异株，籽粒变为白粒，经检查，体细胞缺少一对染色体，这属于染色体变异中的________变异，如果将这一变异小偃麦同正常小偃麦杂交，得到的F₁代自交，请分别分析F₂代中出现染色体数目正常与不正常个体的原因：____________。
(4)除小偃麦外，我国也实现了普通小麦与黑麦的远缘杂交。
下图所示是我国育种学家培育异源八倍体小黑麦的过程。请据图分析回答：

①A、B、D、R四个字母代表________________。
②F₁之所以不育，是因为_________________________。
③将F₁人工诱变成多倍体的常用方法是___________。
④八倍体小黑麦的优点是__________________。

答案(1)AaBB、Aabb、AABb、aaBb　

(2)抗寒晚熟　F₂(或子二)
(3)数目　F₁代通过减数分裂能产生正常与不正常的两种配子，正常配子相互结合产生正常的F₂代，不正常配子相互结合、正常配子与不正常配子结合产生不正常的F₂代
(4)①四个染色体组　②F₁产生配子时，减数分裂过程中联会紊乱，染色体不能两两配对　③用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗　④耐土地贫瘠，耐寒冷，面粉白，蛋白质含量高等

编辑：小呆呆