Question

【題目】請(qǐng)用遺傳變異知識(shí)解決以下育種問(wèn)題。

Ⅰ.油菜容易被胞囊線蟲(chóng)侵染造成減產(chǎn)，蘿卜具有抗線蟲(chóng)病基因。

（1）自然界中，油菜與蘿卜存在____________，無(wú)法通過(guò)雜交，產(chǎn)生可育后代。

（2）科研人員以蘿卜和油菜為親本雜交，通過(guò)下圖所示途徑獲得抗線蟲(chóng)病油菜。

①F1植株高度不育，秋水仙素作用于連續(xù)分裂細(xì)胞，通過(guò)____________使染色體數(shù)目加倍，形成異源多倍體。

②將異源多倍體與親本油菜雜交（回交），獲得BC1。BC1在形成配子時(shí)R染色體組中的染色體會(huì)隨機(jī)進(jìn)入到配子中，用BC1與油菜再一次雜交，得到的BC2植株群體的染色體數(shù)目最多為____________。

③獲得的BC2植株個(gè)體間____________（是、否）存在胞囊線蟲(chóng)抗性的個(gè)體差異。

（3）從BC2植株中篩選到胞囊線蟲(chóng)抗性強(qiáng)的個(gè)體后，使其抗性基因穩(wěn)定轉(zhuǎn)移到油菜染色體中并盡快排除蘿卜染色體的方法是________________________。

Ⅱ.秈稻和粳稻為亞洲栽培水稻的兩個(gè)亞種（品系），秈粳種間雜種具有較大優(yōu)勢(shì)。讓純種秈稻為母本，粳稻為父本雜交得到F1，但F1存在不育或半不育現(xiàn)象，結(jié)實(shí)率不為100%。為探究F1雜種不育的原因，提出二種假說(shuō)，做了如下實(shí)驗(yàn)探究：

假說(shuō)一：秈稻和粳稻染色體的結(jié)構(gòu)存在差異，使F1染色體配對(duì)不正常。

假說(shuō)二：秈稻細(xì)胞質(zhì)中存在某種基因，從而引起配子發(fā)育異常。

（1）在顯微鏡下觀察F1的減數(shù)分裂____________時(shí)期，染色體的結(jié)構(gòu)和形態(tài)是正常的，否定假說(shuō)一。

（2）用____________雜交，觀察后代可育程度，發(fā)現(xiàn)其與F1差異不顯著，否定假說(shuō)二。

（3）科研人員經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，其原理為：水稻6號(hào)染色體連鎖的2個(gè)基因，分別為G3、G4，7號(hào)染色體上有G5基因，在秈稻中G3、G4、G5基因有功能，可表示為3+4+5+；粳稻則相反，三個(gè)基因均沒(méi)有功能，表示為3+4+5+。在配子中，有功能的G5和G4基因一起，構(gòu)成殺手基因，而有功能的G3基因（3+）的配子則不會(huì)被殺死，行使保護(hù)者的作用。分析F1結(jié)實(shí)率不為100%的原因____________________________________。

Answer 1

【答案】 生殖隔離 抑制紡錘體形成 47 是 與油菜多代雜交（回交） 聯(lián)會(huì)（四分體、減數(shù)第一次分裂） 純種粳稻為母本，秈稻為父本 F1在形成配子時(shí)6號(hào)染色體間的非姐妹染色單體間發(fā)生了交叉互換，形成了3+4+5+的配子

【解析】試題分析：根據(jù)題意和圖示分析可知：Ⅰ、油菜和蘿卜雜交，F(xiàn)1植株屬于蘿卜AACC和油菜RR為親本的各自花藥AC×R的細(xì)胞融合ACR，用秋水仙素處理使染色體形成異源多倍體AACCRR，2n=56；異源多倍體AACCRR形成的配子為ACR與親本油菜AACC形成的配子為AC雜交（回交），獲得BC1�；�因型為AACCR，2n=28+19=47由于BC1細(xì)胞中的染色體組成為AACCR。Ⅱ、讓純種秈稻為母本，粳稻為父本雜交得到F1，但F1存在不育或半不育現(xiàn)象，結(jié)實(shí)率不為100%。

Ⅰ、（1）自然界中，油菜與蘿卜存在生殖隔離，無(wú)法通過(guò)雜交，產(chǎn)生可育后代。

（2）①F1植株高度不育，秋水仙素作用于連續(xù)分裂細(xì)胞，通過(guò)抑制細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體的形成使染色體數(shù)目加倍，形成異源多倍體。

②將異源多倍體AACCRR形成的配子為ACR與親本油菜AACC形成的配子為AC雜交（回交），獲得BC1，基因型為AACCR，2n=28+19=47，BC1細(xì)胞中的染色體組成為AACCR，也就是2n=38+9，因?yàn)椤癇C1在形成配子時(shí)R染色體組中的染色體會(huì)隨機(jī)進(jìn)入到配子中”用BC1=38+9與油菜2n=38再一次雜交，得到的BC2植株群體的染色體數(shù)目為38+0～38+9，所以得到的BC2植株群體的染色體數(shù)目最多為 47。

③獲得的BC2植株個(gè)體間存在胞囊線蟲(chóng)抗性的個(gè)體差異，其原因是不同植株獲得的R（基因組）的染色體不同。

（3）從BC2植株中篩選到胞囊線蟲(chóng)抗性強(qiáng)的個(gè)體后，使其抗性基因穩(wěn)定轉(zhuǎn)移到油菜染色體中，并盡快排除蘿卜染色體的方法是與油菜多代雜交。

Ⅱ（1））結(jié)構(gòu)變異的四種類型可以通過(guò)觀察減數(shù)分裂的聯(lián)會(huì)時(shí)期染色體的形態(tài)進(jìn)行判斷。在顯微鏡下觀察F1減數(shù)第一次時(shí)期染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)或行為變化是正常的，而假說(shuō)一中“秈稻和粳稻染色體的結(jié)構(gòu)存在差異，使F1染色體配對(duì)不正常”，因此能否定假說(shuō)一。

（2）如果是細(xì)胞核基因遺傳，則正反交結(jié)果基本一致，如果是細(xì)胞質(zhì)基因遺傳，則正反交結(jié)果不一致。

題干的雜交組合是“純種秈稻為母本，粳稻為父本雜交”，則反交的雜交組合是“純種粳稻為母本，秈稻為父本

”；比較正反交后代可育程度，發(fā)現(xiàn)其差異不顯著，而假說(shuō)二中“水稻細(xì)胞質(zhì)中存在某種蛋白或酶，影響秈粳雜合核基因組的功能，從而引起配子發(fā)育異�！保�因此否定假說(shuō)二。

（3）純種秈稻的基因型，純種粳稻的基因型為，F(xiàn)1的基因型為，

①如果6號(hào)染色體間的非姐妹染色單體間不發(fā)生交叉互換，產(chǎn)生的配子類型：

①、②、

③、④

②如果6號(hào)染色體間的非姐妹染色單體間發(fā)生了交叉互換，產(chǎn)生的配子類型：

①、②、

③、④、

⑤、⑥、

⑦、⑧

而基因型為這樣的卵細(xì)胞是不結(jié)實(shí)的，因此F1結(jié)實(shí)率不為100%。