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 ___________。(簡要寫出實驗方法，并預測實驗結果及結論)

Answer 1

【答案】純合體 矮桿突變體具有較強的抗倒伏能力和較高的光能利用率, 雄 30% 5：6：1 讓該細胞核中含有兩個抗蟲基因（設為D）的個體自交，統計子代表現型和比例。若后代抗蟲：不抗蟲=3：1，說明兩個抗蟲基因位于同一條染色體上；若后代全為抗蟲，說明兩個抗蟲基因位于一對同源染色體的兩條染色體上；若后代抗蟲：不抗蟲=15：1，說明兩個抗蟲基因位于兩對同源染色體上

【解析】

1、純合個體自交后代不發生性狀分離。

2、一對基因位于一對同源染色體上，遵循基因分離定律，若兩個抗蟲基因位于兩對同源染色體上，則遵循自由組合定律。

（1）純種個體能穩定遺傳。矮稈突變體通過自交保種，后代均表現為矮稈，說明此矮稈突變體為純合體。

（2）由實驗可知①和②組是實驗組，③組是對照組。表中數據分析可知，②和③的結實率相同，而親本①中的雄性親本是bb，其結實數特別低，根據基因B失活后是b基因，可推測是雄配子育性嚴重降低導致結實率降低。根據做出的假設和表格中的結實率，如果讓雜交①的F1即Bb給雜交②的F1即Bb授粉，雄配子是1/2B和1/2b，雌配子是1/2B和1/2b，當雄配子含B時母本結實率是50%，當雄配子含b時母本結實率是10%，子代中有1/4BB、1/4Bb、1/4Bb、1/4bb，所以預期結實率應是1/4×50%+1/4×50%+1/4×10%+1/4×10%=30%，子代中BB：Bb：bb=（1/4×50%）：（1/4×50%+1/4×10%）：（1/4×10% ）=5：6：1。

（3）讓該細胞核中含有兩個抗蟲基因（設為D）的個體自交，統計子代表現型和比例。如果兩個抗蟲基因位于同一條染色體上，產生的配子類型及比例是含有2個D配子和不含有D的配子之比是1：1，自交后代表現型及比例是抗蟲植株與不抗蟲植株之比為3：1；如果兩個D基因位于一對同源染色體的兩條染色體上，產生的配子都含有D，自交后代都具有抗蟲基因，因此都能抗蟲；如果兩個抗蟲基因分別位于2對同源染色體上，則在遺傳過程中遵循自由組合定律，自交后代不抗蟲個體的比例是1/4×1/4=1/16，故抗蟲個體：不抗蟲個體=15：1。