Question

11．某自花且闭花授粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状．抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因（D、d，E、e）控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎． 现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种．
请回答：
（1）自然状态下该植物一般都是纯 合子．亲本感病矮茎的基因型是rrDDEE．
（2）若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F₂中分离出抗病矮茎个体，再经连续自交手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种．若只考虑茎的高度，F₂中分离出来的个体自交产生的F₃的表现型及比例为矮茎：中茎：高茎=25：10：1．
（3）若采用单倍体育种，利用的遗传学原理是基因重组与染色体变异，先把上述两个亲本杂交，从F₁中取花粉来做，最后符合要求的个体比例为$\frac{1}{8}$．

Answer 1

分析 根据题意分析可知：抗病性和茎的高度是独立遗传的性状，遵循基因的自由组合定律．利用感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，培育纯合的抗病矮茎品种的方法有：诱变育种、杂交育种和单倍体育种．
诱变育种能大幅度改变育种进程，但是基因突变是不定向的，成功率低；杂交育种虽然时间比较长，但是方法比较简单；单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限，只是技术比较复杂，应用到花药离体培养和秋水仙素处理等手段．

解答 解：（1）由于该植物是自花且闭花授粉植物，所以在自然状态下一般都是纯合子，则亲本感病矮茎的基因型是rrDDEE．
（2）如果采用杂交育种的方式，将上述两个亲本杂交，得F₁，F₁自交所得F₂中选出抗病矮茎个体（D_E_R_），再通过连续自交及逐代淘汰的手段，最终获得能稳定遗传的抗病矮茎品种（DDEERR）．一般情况下，控制性状的基因数量越多，需进行多次的自交和筛选操作才能得到所需的纯合品种．若只考虑茎的高度，F₁（DdEe）在自然状态下繁殖即自交后，F₂中表现型及比例为9矮茎（9D_E_）：6中茎（3D_ee、3ddE_）、1高茎（1ddee），F₂中分离出来的个体自交产生的F₃的表现型及比例为（D_E_1+2×$\frac{3}{4}$×2+4×$\frac{9}{16}$）：中茎（D_ee4×$\frac{3}{4}$×$\frac{1}{4}$+1+2×$\frac{3}{4}$、ddE_4×$\frac{3}{4}$×$\frac{1}{4}$+1+2×$\frac{3}{4}$）、高茎（1ddee4×$\frac{1}{16}$+2×$\frac{1}{4}$×2+1），=25：10：1．
（3）若采用单倍体育种的方式获得所需品种，首先需将花药进行离体培养得到单倍体，继而使用秋水仙素对其进行处理使其染色体数目加倍，该过程涉及的原理有细胞的全能性及染色体变异．从F₁中取花粉来做，最后符合要求的个体比例为$\frac{1}{8}$． 
故答案为：
（1）纯　　  rrDDEE
（2）抗病矮茎      矮茎：中茎：高茎=25：10：1   
（3）基因重组与染色体变异   $\frac{1}{8}$

点评 本题考查了生物学育种中的杂交育种、诱变育种、单倍体育种等相关知识，意在考查考生识记和理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成一定知识网络的能力．