Question

【題目】水稻的育性由一對等位基因M、m控制，基因型為MM和Mm的個體可產生正常的雌、雄配子，基因型為mm的個體只能產生正常的雌配子，表現為雄性不育，基因M可使雄性不育個體恢復育性。通過轉基因技術將基因M與雄配子致死基因A、藍色素生成基因D一起導入基因型為mm的個體中，并使其插入到一條不含m基因的染色體上，如下圖所示�；�因D的表達可使種子呈現藍色，無基因D的種子呈現白色。該方法可以利用轉基因技術大量培育不含轉基因成分的雄性不育個體。請回答問題：

（1）基因型為mm的個體與育性正常的非轉基因個體雜交，子代出現的基因型為有____________。

（2）上圖所示的轉基因個體自交得到F1，請寫出遺傳圖解______________。F1中雄性可育（能產生可育雌、雄配子）的種子顏色為_______________。

（3）F1個體之間隨機授粉得到種子中，可育的占比為_________________，據種子顏色可快速辨別雄性不育種子和轉基因雄性可育種子。

（4）若轉入的基因D由于突變而不能表達，將該種轉基因植株和雄性不育植株間行種植，使其隨機授粉也能挑選出雄性不育種子，方法是從____________植株上挑選種子。但該方法只能將部分雄性不育種子選出，原因是__________________________。因此生產中需利用基因D正常的轉基因植株大量獲得雄性不育種子。

Answer 1

【答案】Mm、mm 藍色 1/4 雄性不育 轉基因植株所結的種子既有雄性可育的也有雄性不育的，且均為白色無法區分

【解析】

1、根據題干信息分析，水稻的育性由一對等位基因M、m控制，基因型為MM和Mm的個體可產生正常的雌、雄配子，而基因型為mm的個體雄性不育，只能產生正常的雌配子；基因M可使雄性不育個體恢復育性，基因A為雄配子致死基因，基因D控制藍色素形成。

2、據圖分析，轉基因個體細胞中，將A、D、M導入m基因所在染色體的同一條非同源染色體上，該個體的基因型為ADMmm。

（1）由于基因型為mm的個體雄性不育，因此其在育種過程中只能作為母本；該個體與育性正常的非轉基因個體（MM或Mm）雜交，子代可能出現的因型為Mm、mm。

（2）上圖所示的轉基因個體基因型為ADMmm，由于A基因為雄配子致死基因，所以該個體可以產生m、ADMm兩種雌配子，但是只能產生m一種雄配子，因此后代的基因型為ADMmm、mm，遺傳圖解如圖所示：。F1中雄性可育（能產生可育雌、雄配子）的基因型為ADMmm，基因D的表達可使種子呈現藍色，所以其種子顏色為藍色。

（3）根據以上分析已知，F1中雄性可育的基因型為ADMmm，雌性的基因型及比例為ADMmm∶mm=1∶1，雄性個體只能產生m一種雄配子，雌性個體產生的配子種類和比例為m∶ADMm=3∶1，雌雄個體隨機交配產生的后代中雄性可育的基因型為ADMmm（藍色），雄性不育的基因型為mm（白色），可育的占比為1/4，不育的占3/4。由于雄性可育個體和雄性不育個體的種子顏色不同，因此可以根據后代種子的顏色快速辨別雄性不育種子和轉基因雄性可育種子。

（4）將該種轉基因植株ADMmm和雄性不育植株mm間行種植，使其隨機授粉，若轉入的基因D由于突變而不能表達，因為轉基因植株ADMmm含有雄性可育基因M的雄配子致死，授給雄性不育植株mm的花粉都不含有M基因，故在雄性不育植株上收集的種子都是雄性不育的（mm）種子，即為符合生產要求的種子。由于轉基因植株ADMmm自交既可以產生ADMmm雄性可育的，又可以產生mm雄性不育的，由于D基因不表達，所以轉基因植株自交后代的所有種子均為白色，不能區分雄性可育和雄性不可育，所以生產中需利用基因D正常的轉基因植株大量獲得雄性不育種子，即白色的都是雄性不育種子。