Question

15．棉花的纖維有白色的，也有紫色的；植株有因高酚而抗蟲的，也有低酚不抗蟲的，控制這兩對性狀的基因分別位于不同的同源染色體上，彩色棉作為一種具有天然顏色的特殊棉花，它不需要染色就可制成各種原色棉布，低酚棉是一種特殊類型的棉花品種，具有棉纖維酚含量低，對人體皮膚無負影響的優點，但低酚棉由于酚含量低，使得低酚棉的抗蟲能力普遍下降．現有白色低酚不抗蟲棉及紫色高酚抗蟲棉的兩種純合品種，欲培育出紫色低酚抗蟲棉品種，某育種機構設計的育種方案如圖所示，請回答該方案中的相關問題：

（1）從理論上講，F₂群體中的基因型、表現型及其中純種依次為9、4、4種．截止F₂的這一階段在育種工作上經常采用，它依據的遺傳原理是基因重組．
（2）要制備出所需要的轉基因細胞，作為其中的受體細胞應從表現型為紫色低酚不抗蟲 的棉株上獲得；而作為所用的目的基因，一般應先在細胞外形成重組DNA（或重組質粒）再導入受體細胞；為檢測目的基因是否導入，一般是通過標記基因 是否表達予以確定．
（3）由轉基因細胞培育紫色低酚抗蟲棉的過程，所采用的生物工程技術為植物組織培養；其理論依據是細胞全能性．
（4）用此方案培育的這種品種不一定是純合體，若要快速獲得紫色低酚抗蟲棉的純合體，可通過單倍體育種，具體操作方法是先用紫色低酚抗蟲棉的花藥離體培養得單倍體幼苗，冉用秋水仙素處理成純合體．

Answer 1

分析 分析題圖：圖示為紫色低酚抗蟲棉品種的培育過程，即先用白色低酚不抗蟲棉及紫色高酚抗蟲棉的兩種純合品種雜交，得到F₁，F₁再自交得到F₂；采用基因工程技術將毒蛋白基因導入F₂的離體細胞中；最后采用植物組織培養技術將轉基因細胞培育成轉基因植株．

解答 解：（1）白色低酚不抗蟲棉及紫色高酚抗蟲棉的兩種純合品種雜交所得F₁為雙雜合子，根據基因自由組合定律，雙雜合子自交所得F₂群體中，有9種基因型，4種表現型，純合子基因型有四種．雜交育種的原理是基因重組．
（2）紫色低酚不抗蟲是選育的優良性狀，因此要制備出所需要的轉基因細胞，作為其中的受體細胞應從表現型為 紫色低酚不抗蟲的棉株上獲得；將目的基因導入受體細胞之前，應先在細胞外通過基因表達載體的構建形成重組質粒．為檢測目的基因是否導入，一般是通過標記基因是否表達予以確定．
（3）將轉基因細胞培育成紫色低酚抗蟲棉，需要采用植物組織培養技術，該技術的原理是植物細胞的全能性．
（4）要快速獲得紫色低酚抗蟲棉的純合體，應采用單倍體育種方法，即先用紫色低酚抗蟲棉的花藥離體培養得單倍體幼苗，再用秋水仙素處理成純合體．
故答案為：
（1）9、4、4     基因重組
（2）紫色低酚不抗蟲      重組DNA（或重組質粒）  標記基因
（3）植物組織培養  細胞全能性
（4）單倍體       先用紫色低酚抗蟲棉的花藥離體培養得單倍體幼苗，冉用秋水仙素處理成純合體

點評 本題結合遺傳圖解，考查基因自由組合定律的實質及應用、育種、基因工程及細胞工程等相關知識，要求考生掌握基因自由組合定律的實質，能運用逐對分析法進行簡單的計算；識記幾種常見的育種方法的原理、過程等知識；識記基因工程的操作步驟及植物組織培養技術的應用．