Question

【題目】稻瘟病是由稻瘟病菌(Mp)侵染水稻引起的病害。與使用農藥相比，抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和經濟的措施。

(1)水稻對Mp表現出的抗病與感病為一對相對性狀，現有甲(R1R2r1r2r3r3)、乙(r1r1R2R2r3r3)、丙(r1r1r2r2R3R3)三個水稻抗病品種。抗病(R)對感病(r)為顯性，三對抗病基因位于不同染色體上。根據基因的DNA序列設計特異性引物，用PCR方法可將樣本中的R1、r1、R2、r2、R3、r3區分開。這種方法可用于抗病品種選育中基因型的鑒定。

①甲品種與感病品種雜交后，對F1、F2不同植株的R1、r1進行PCR擴增。已知R1比r1片段短，擴增結果如圖。推測在F1、F2中均會出現的植株是_____，F2中可穩定遺傳的抗病植株是____。

②為了將甲、乙、丙三個品種中的抗病基因整合，選育新的純合抗病植株，下列育種步驟的正確排序是_______。

a.甲×乙，得到F1

b. R1 r1R2r2r3r3植株×丙，得到不同基因型的子代

c.用PCR方法選出R1R2R2R2R3R3植株

d.用PCR方法選出R1r1R2r2R3r3植株，然后自交得到不同基因型的子代

(2)研究發現，水稻的抗病表現不僅需要自身抗病基因(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蛋白與相應的A蛋白結合，抗病反應才能被激活。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依次為_________。

Answer 1

【答案】3 1 a、b、d、c 抗病、感病(或不抗病)

【解析】

結合題意可知，要獲得純合的新品種，應選擇具有不同優良性狀的親本雜交，將優良性狀集中在同一植株上。然后通過自交的方法得到不同基因型的子代，再用PCR技術篩選出純合子植株。

（1）①根據PCR擴增結果，結合“R1比r1片段短”分析可知，植株1的DNA片段只有1種，其大小與標準DNA片段的200bp接近，故植株1的基因型為R1R1；植株2的DNA片段只有1種，其大小與標準DNA片段的400bp接近，故植株2的基因型為r1r1；植株3的DNA片段有2種，其大小分別與標準DNA片段的200bp和400bp接近，故植株3的基因型為R1r1。甲品種與感病品種雜交，即R1R1r2r2r3r3×r1r1r2r2r3r3→F1 (R1r1r2r2r3r3)，F1自交，即R1r1r2r2r3r3 F2 (1R1R1r2r2r3r3∶2R1r1r2r2r3r3∶1r1r1r2r2r3r3)。因此，F1、F2中均會出現植株3，F2中抗病植株為植株1和植株3，可穩定遺傳的是植株1。

②為了將甲、乙、丙三個品種中的抗病基因整合，選育新的純合抗病植株R1R1R2R2R3R3，先用甲（R1R1r2r2r3r3）與乙（r1r1R2R2r3r3）雜交，得到F1（R1r1R2r2r3r3）。再用F1（R1r1R2r2r3r3）和丙（r1r1r2r2 R3R3）雜交，得到不同基因型的子代（R1r1R2r2R3r3、R1r1r2r2R3r3、r1r1R2r2R3r3、r1r1r2r2R3r3）。用PCR方法選出基因型為R1r1R2r2R3r3植株。然后，基因型為R1r1R2r2R3r3植株自交得到不同基因型的子代。再用PCR方法選出基因型為R1R1R2R2R3R3植株。因此，育種步驟的正確排序為a、b、d、c。

（2）由“只有R蛋白與相應的A蛋白結合，抗病反應才能被激活”可知，r1r1R2R2R3R3可合成R2和R3蛋白，被基因型為a1a1A2A2a3a3的Mp侵染時，R2與A2蛋白結合，抗病反應被激活，水稻表現出抗病性。R1R1r2r2R3R3可合成R1和R3蛋白，被基因型為a1a1A2A2a3a3的Mp侵染時，沒有A1和A3蛋白與相應的R1和R3蛋白結合，抗病反應未被激活，水稻表現出感病性。