Question

【題目】水稻是我國最重要的糧食作物。水稻育種一方面要利用基因組育種技術和基因編輯技術加快水稻功能基因組研究成果向育種應用的轉化，另一方面要重視發掘新的重要基因，為設計育種提供“元件”。我國水稻遺傳育種經歷的3次大飛躍，離不開矮稈基因、核不育基因、抗蟲基因等許多重要基因資源的發掘和利用。請回答下列問題：

（1）科研人員在自交系A水稻田中發現一株矮化的突變體，通過自交保種發現，后代均表現為矮稈，說明此矮稈突變體為________。將此矮稈突變體分別在我國多個地區進行種植，發現株高、產量表現穩定。根據矮稈突變體的性狀表現，科研人員認為矮稈突變體具有較高的應用價值，理由是________________（至少寫出兩點）。

（2）為研究水稻核基因B的功能，科研人員將T-DNA插入B基因中，致使該基因失活，失活后的基因記為b。以野生植株和突變植株作為親本進行雜交實驗，統計母本植株的結實率，結果如下表所示。

雜交編號	親本組合	結實數/授粉的小花數	結實率
①	♀BB×bb	16/161	10%
②	♀bb×BB	78/156	50%
③	♀BB×BB	70/141	50%

表中數據表明，B基因失活使________配子育性降低。若用雜交①的F1（作父本）給雜交②的F1（作母本）授粉，預期母本植株的結實率為________，所獲得的F2植株的基因型及比例為________。

（3）科研人員將蘇云金芽胞桿菌的Bt毒蛋白基因導入水稻細胞獲得抗蟲水稻，并篩選出細胞核中含有兩個抗蟲基因的個體。請用篩選出的轉基因水稻設計一個雜交實驗，進一步確定細胞核中兩個抗蟲基因的相對位置_______________。（要寫出實驗方法并預測實驗結果及結論）

Answer 1

【答案】純合體 適應性強（適應范圍廣）；抗倒伏；產量相對穩定 雄 30% BB：Bb：bb=5：6：1 將轉基因水稻自交，觀察后代表現型及比例；若后代抗蟲植株與不抗蟲植株之比為3：1，則兩個抗蟲基因在同一條染色體上；若后代抗蟲植株與不抗蟲植株之比為1：0則兩個抗蟲基因在一對同源染色體上；若后代抗蟲植株與不抗蟲植株之比為15：1，則兩個抗蟲基因在兩條非同源染色體上

【解析】

分析表格：②③組都是BB做父本，結實率都為50%，①組是bb做父本，結實率為10%，所以可以猜測B基因失活后會使雄配子的育性降低，且BB做父本，結實率都為50%，可以得出B的雄配子中可育的占1/2；bb做父本，結實率為10%，可以得出b的雄配子中可育的占1/10。

（1）矮稈植株自交后代均為矮稈，說明該植株為純合體；矮稈植株具有抗倒伏，適應性強的特點。

（2）根據表中①可知，雄性植株B基因失活后，結實率明顯降低，所以B基因失活使雄配子育性降低。①中F1基因型為Bb，b從父代遺傳，配子為B、b，結實率分別為1/2、1/10，②中F1基因型為Bb，b從母代遺傳，配子為B、b，結實率分別為1/2、1/2，母本結實率為（1/2+1/10）×1/2=3/10，，F2植株的基因型及比例為BB：Bb：bb=5∶6∶1。

（3）欲進行基因位置的判斷，最好的方法是使水稻自交，觀察后代表現型及比例，若后代抗蟲植株與不抗蟲植株之比為3：1，則兩個抗蟲基因在同一條染色體上；若后代抗蟲植株與不抗蟲植株之比為1：0，則兩個抗蟲基因在一對同源染色體上；若后代抗蟲植株與不抗蟲植株之比為15：1，則兩個抗蟲基因在兩條非同源染色體上。