Question

【題目】水稻是我國最重要的糧食作物。稻瘟病是由稻瘟病菌（Mp）侵染水稻引起的病害，嚴(yán)重危害我國糧食生產(chǎn)安全。與使用農(nóng)藥相比，抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和經(jīng)濟(jì)的措施。

（1）水稻對Mp表現(xiàn)出的抗病與感病為一對相對性狀，為判斷某抗病水稻是否為純合子，可通過觀察其自交子代是否發(fā)生______來確定。

（2）現(xiàn)有甲（R1R1r2r2r3r3） 、乙（r1r1R2R2r3r3）、丙（r1r1 r2r2R3R3）三個水稻抗病品種�？共。�R）對感�。�r）為顯性，三對抗病基因位于不同染色體上。為了在較短時間內(nèi)將甲、乙、丙三個品種中的抗病基因整合，選育新的純合抗病植株（R1R1 R2R2 R3R3） ，請完善下列育種步驟：

①甲×乙，得到F1；

②將F1的花藥離體培養(yǎng)，獲得______植株幼苗；

③用一定濃度的______處理幼苗，篩選R1R1 R2R2 r3r3植株；

④R1R1 R2R2 r3r3×丙，得到F2；

⑤將F2再通過②③過程，篩選出植株R1R1 R2R2 R3R3，理論上講，該純合抗病植株所占的比例為______。

（3）研究發(fā)現(xiàn)，水稻的抗病表現(xiàn)不僅需要白身抗病基因（R1、R2、R3等）編碼的蛋白，也需要Mp基因（A1、A2、A3等）編碼的蛋白。只有R蛋白與相應(yīng)的A蛋白結(jié)合（例如R1蛋白與A1蛋白結(jié)合……），抗病反應(yīng)才能被激活。若基因型為R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻，被基因型為a1a1A2A2a3a3的Mp侵染，推測這兩種水稻的抗病性表現(xiàn)依次為______、_____。

（4）研究人員每年用Mp（A1A1a2a2a3a3）人工接種水稻品種甲（R1R1 r2r2r3r3），幾年后甲品種喪失了抗病性，檢測水稻的基因未發(fā)現(xiàn)變異。推測甲品種抗病性喪失的原因是______。

（5）水稻種植區(qū)的Mp是由不同基因型組成的群體。大面積連續(xù)種植某個含單一抗病基因的水稻品種，將會引起Mp種群______，使該品種抗病性逐漸減弱直至喪失，無法在生產(chǎn)中繼續(xù)使用。

Answer 1

【答案】性狀分離 單倍體 秋水仙素 1/8 感病 抗病 Mp的A1基因發(fā)生了突變 （A類）基因（型）頻率改變

【解析】

由題中信息可知，三對抗病基因位于不同染色體上，說明三對等位基因的遺傳遵循基因自由組合定律；為了在較短時間內(nèi)將甲、乙、丙三個品種中的抗病基因整合，選育新的純合抗病植株（R1R1 R2R2 R3R3），可以選用單倍體育種的方法。

（1）水稻的抗病與感病符合同一種生物的同一性狀的不同表現(xiàn)型，是一對相對性狀；通過觀察自交子代是否發(fā)生性狀分離來確定純合子、雜合子的情況；

（2）②用花藥離體培養(yǎng)的方法得到的是單倍體植株幼苗；

③得到單倍體幼苗后，再用秋水仙素處理幼苗，使其染色體數(shù)目加倍；

⑤由題意可知，由R1R1 R2R2 r3r3×丙，得到的F2的基因型為R1r1R2r2R3r3，其花粉有23=8種，其中R1R2R3的花粉所占比例為1/8，再通過②③過程，篩選出植株R1R1 R2R2 R3R3的比例為1/8；

（3）基因型為R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻被基因型a1a1A2A2a3a3為的Mp侵染，因只有R蛋白與相應(yīng)的A蛋白結(jié)合，抗病反應(yīng)才能被激活，基因型為R1R1r2r2R3R3的水稻沒有R2蛋白與Mp的A2蛋白結(jié)合，抗病反應(yīng)不能被激活；基因型為r1r1R2R2R3R3的水稻中有與A2蛋白結(jié)合的相應(yīng)的R2蛋白，抗病反應(yīng)能被激活，因此這兩種水稻的抗病性表現(xiàn)依次為感病、抗��；

（4）每年用Mp（A1A1a2a2a3a3）人工接種水稻品種甲（R1R1r2r2r3r3），幾年后甲品種喪失了抗病性，由于水稻的基因沒有變異，只能是Mp（A1A1a2a2a3a3）的A1基因發(fā)生突變，使甲品種R1蛋白沒有A1蛋白與之結(jié)合，抗病反應(yīng)不能被激活，喪失抗性；

（5）由于Mp有多種不同基因型的個體，而單一抗病類型的水稻只對其中一種Mp有抗性，長期種植這一種類型將會引起Mp種群中其他類型的個體大量繁殖，其A類基因頻率改變，該品種不能對其他類型的Mp有抗性，導(dǎo)致其抗病性逐漸減弱直至喪失，無法再生產(chǎn)中繼續(xù)使用；