Question

【题目】水稻是我国最重要的粮食作物。水稻育种一方面要利用基因组育种技术和基因编辑技术加快水稻功能基因组研究成果向育种应用的转化，另一方面要重视发掘新的重要基因，为设计育种提供“元件”。我国水稻遗传育种经历的3次大飞跃，离不开矮秆基因、核不育基因、抗虫基因等许多重要基因资源的发掘和利用。请回答下列问题：

（1）科研人员在自交系A水稻田中发现一株矮化的突变体，通过自交保种发现，后代均表现为矮秆，说明此矮秆突变体为________。将此矮秆突变体分别在我国多个地区进行种植，发现株高、产量表现稳定。根据矮秆突变体的性状表现，科研人员认为矮秆突变体具有较高的应用价值，理由是________________（至少写出两点）。

（2）为研究水稻核基因B的功能，科研人员将T-DNA插入B基因中，致使该基因失活，失活后的基因记为b。以野生植株和突变植株作为亲本进行杂交实验，统计母本植株的结实率，结果如下表所示。

杂交编号	亲本组合	结实数/授粉的小花数	结实率
①	♀BB×bb	16/161	10%
②	♀bb×BB	78/156	50%
③	♀BB×BB	70/141	50%

表中数据表明，B基因失活使________配子育性降低。若用杂交①的F1（作父本）给杂交②的F1（作母本）授粉，预期母本植株的结实率为________，所获得的F2植株的基因型及比例为________。

（3）科研人员将苏云金芽胞杆菌的Bt毒蛋白基因导入水稻细胞获得抗虫水稻，并筛选出细胞核中含有两个抗虫基因的个体。请用筛选出的转基因水稻设计一个杂交实验，进一步确定细胞核中两个抗虫基因的相对位置_______________。（要写出实验方法并预测实验结果及结论）

Answer 1

【答案】纯合体 适应性强（适应范围广）；抗倒伏；产量相对稳定 雄 30% BB：Bb：bb=5：6：1 将转基因水稻自交，观察后代表现型及比例；若后代抗虫植株与不抗虫植株之比为3：1，则两个抗虫基因在同一条染色体上；若后代抗虫植株与不抗虫植株之比为1：0则两个抗虫基因在一对同源染色体上；若后代抗虫植株与不抗虫植株之比为15：1，则两个抗虫基因在两条非同源染色体上

【解析】

分析表格：②③组都是BB做父本，结实率都为50%，①组是bb做父本，结实率为10%，所以可以猜测B基因失活后会使雄配子的育性降低，且BB做父本，结实率都为50%，可以得出B的雄配子中可育的占1/2；bb做父本，结实率为10%，可以得出b的雄配子中可育的占1/10。

（1）矮秆植株自交后代均为矮秆，说明该植株为纯合体；矮秆植株具有抗倒伏，适应性强的特点。

（2）根据表中①可知，雄性植株B基因失活后，结实率明显降低，所以B基因失活使雄配子育性降低。①中F1基因型为Bb，b从父代遗传，配子为B、b，结实率分别为1/2、1/10，②中F1基因型为Bb，b从母代遗传，配子为B、b，结实率分别为1/2、1/2，母本结实率为（1/2+1/10）×1/2=3/10，，F2植株的基因型及比例为BB：Bb：bb=5∶6∶1。

（3）欲进行基因位置的判断，最好的方法是使水稻自交，观察后代表现型及比例，若后代抗虫植株与不抗虫植株之比为3：1，则两个抗虫基因在同一条染色体上；若后代抗虫植株与不抗虫植株之比为1：0，则两个抗虫基因在一对同源染色体上；若后代抗虫植株与不抗虫植株之比为15：1，则两个抗虫基因在两条非同源染色体上。