Question

【题目】稻瘟病是由稻瘟病菌(Mp)侵染水稻引起的病害。与使用农药相比，抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和经济的措施。

(1)水稻对Mp表现出的抗病与感病为一对相对性状，现有甲(R1R2r1r2r3r3)、乙(r1r1R2R2r3r3)、丙(r1r1r2r2R3R3)三个水稻抗病品种。抗病(R)对感病(r)为显性，三对抗病基因位于不同染色体上。根据基因的DNA序列设计特异性引物，用PCR方法可将样本中的R1、r1、R2、r2、R3、r3区分开。这种方法可用于抗病品种选育中基因型的鉴定。

①甲品种与感病品种杂交后，对F1、F2不同植株的R1、r1进行PCR扩增。已知R1比r1片段短，扩增结果如图。推测在F1、F2中均会出现的植株是_____，F2中可稳定遗传的抗病植株是____。

②为了将甲、乙、丙三个品种中的抗病基因整合，选育新的纯合抗病植株，下列育种步骤的正确排序是_______。

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方法选出R1R2R2R2R3R3植株

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

(2)研究发现，水稻的抗病表现不仅需要自身抗病基因(R1、R2、R3等)编码的蛋白，也需要Mp基因(A1、A2、A3等)编码的蛋白。只有R蛋白与相应的A蛋白结合，抗病反应才能被激活。若基因型为r1r1R2R2R3R3和R1R1r2r2R3R3的水稻，被基因型为a1a1A2A2a3a3的Mp侵染，推测这两种水稻的抗病性表现依次为_________。

Answer 1

【答案】3 1 a、b、d、c 抗病、感病(或不抗病)

【解析】

结合题意可知，要获得纯合的新品种，应选择具有不同优良性状的亲本杂交，将优良性状集中在同一植株上。然后通过自交的方法得到不同基因型的子代，再用PCR技术筛选出纯合子植株。

（1）①根据PCR扩增结果，结合“R1比r1片段短”分析可知，植株1的DNA片段只有1种，其大小与标准DNA片段的200bp接近，故植株1的基因型为R1R1；植株2的DNA片段只有1种，其大小与标准DNA片段的400bp接近，故植株2的基因型为r1r1；植株3的DNA片段有2种，其大小分别与标准DNA片段的200bp和400bp接近，故植株3的基因型为R1r1。甲品种与感病品种杂交，即R1R1r2r2r3r3×r1r1r2r2r3r3→F1 (R1r1r2r2r3r3)，F1自交，即R1r1r2r2r3r3 F2 (1R1R1r2r2r3r3∶2R1r1r2r2r3r3∶1r1r1r2r2r3r3)。因此，F1、F2中均会出现植株3，F2中抗病植株为植株1和植株3，可稳定遗传的是植株1。

②为了将甲、乙、丙三个品种中的抗病基因整合，选育新的纯合抗病植株R1R1R2R2R3R3，先用甲（R1R1r2r2r3r3）与乙（r1r1R2R2r3r3）杂交，得到F1（R1r1R2r2r3r3）。再用F1（R1r1R2r2r3r3）和丙（r1r1r2r2 R3R3）杂交，得到不同基因型的子代（R1r1R2r2R3r3、R1r1r2r2R3r3、r1r1R2r2R3r3、r1r1r2r2R3r3）。用PCR方法选出基因型为R1r1R2r2R3r3植株。然后，基因型为R1r1R2r2R3r3植株自交得到不同基因型的子代。再用PCR方法选出基因型为R1R1R2R2R3R3植株。因此，育种步骤的正确排序为a、b、d、c。

（2）由“只有R蛋白与相应的A蛋白结合，抗病反应才能被激活”可知，r1r1R2R2R3R3可合成R2和R3蛋白，被基因型为a1a1A2A2a3a3的Mp侵染时，R2与A2蛋白结合，抗病反应被激活，水稻表现出抗病性。R1R1r2r2R3R3可合成R1和R3蛋白，被基因型为a1a1A2A2a3a3的Mp侵染时，没有A1和A3蛋白与相应的R1和R3蛋白结合，抗病反应未被激活，水稻表现出感病性。