水稻是我国最重要的粮食作物。稻瘟病是由稻瘟病菌(Mp)侵染水稻引起的病害,严重危害我国粮食生产安全。与使用农*...
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水稻是我国最重要的粮食作物。稻瘟病是由稻瘟病菌(Mp)侵染水稻引起的病害,严重危害我国粮食生产安全。与使用农*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__________。为判断某抗病水稻是否为纯合子,可通过观察自交子代____________来确定。
(2)现有*(R1R1r2r2r3r3)、乙(r1r1R2R2r3r3)、*(r1r1r2r2R3R3)三个水稻抗病品种,抗病(R)对感病(r)为显*,三对抗病基因位于不同染*体上。根据基因的DNA序列设计特异*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*品种与感病品种杂交后,对F2不同植株的R1、r1进行PCR扩增。已知R1比r1片段短。从扩增结果(下图)推测可抗病的植株有____________。
②为了在较短时间内将*、乙、*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.*×乙,得到F1
b.用PCR方法选出R1R1R2R2R3R3植株
c.R1r1R2r2r3r3植株×*,得到不同基因型的子代
d.用PCR方法选出R1r1R2r2R3r3植株,然后自交得到不同基因型的子代
(3)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*表现依次为___________。
(4)研究人员每年用Mp(A1A1a2a2a3a3)人工接种水稻品种*(R1R1r2r2r3r3),几年后*品种丧失了抗病*,检测水稻的基因未发现变异。推测*品种抗病*丧失的原因是______________。
(5)水稻种植区的Mp是由不同基因型组成的群体。大面积连续种植某个含单一抗病基因的水稻品种,将会引起Mp种群__________,使该品种抗病*逐渐减弱直至丧失,无法在生产中继续使用。
(6)根据本题所述水稻与Mp的关系,为避免水稻品种抗病*丧失过快,请从种植和育种两个方面给出建议__________________________。
【回答】
*状 *状是否分离 1和3 a、c、d、b 感病、抗病 Mp的A1基因发生了突变 (A类)基因(型)频率改变 将含有不同抗病基因的品种轮换/间隔种植;将多个不同抗病基因通过杂交整合到一个品种中
【解析】【分析】该题主要考查遗传定律的应用、基因、蛋白质与*状的关系及育种方法的有关知识。要获得纯合的新品种,结合题意,首先通过不同品种杂交,将不同的抗*结合到一起,再通过自交使之出现纯合子,最后用PCR技术筛选出纯合子植株作为稳定遗传的新品种。
【详解】(1)水稻的抗病与感病符合同一种生物的同一*状的不同表现型,是一对相对*状;通过观察自交子代是否发生*状分离来确定纯合子、杂合子的情况;
(2)①*品种与感病品种杂交后,对不同植株的R1、r1进行PCR扩增。已知R1比r1片段短。从扩增结果分析,植株1只有和M的200bp的基因相同的基因,基因型为R1R1,植株3有和M相同的基因,基因型为R1r1,植株2只有和M的400bp的基因相同的基因,基因型为r1r1,所以1和3为抗病植株,2为感病植株;
②为了在较短时间内选育新的纯合抗病植株,先让*、乙杂交得到子一代,再用子一代(R1r1R2r2r3r3)植株与*(r1r1r2r2R3R3)杂交,得到四种不同基因型的子代,然后用PCR方法选出R1r1R2r2R3r3植株,然后自交得到9种不同基因型的子代, 最后用PCR方法选出R1R1R2R2R3R3植株;
(3)基因型为R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻被基因型a1a1A2A2a3a3为的Mp侵染,因只有R蛋白与相应的A蛋白结合,抗病反应才能被激活,基因型为R1R1r2r2R3R3的水稻没有R2蛋白与Mp的A2蛋白结合,抗病反应不能被激活;基因型为r1r1R2R2R3R3的水稻中有与A2蛋白结合的相应的R2蛋白,抗病反应能被激活,因此这两种水稻的抗病*表现依次为感病、抗病;
(4)每年用Mp(A1A1a2a2a3a3)人工接种水稻品种*(R1R1r2r2r3r3.),几年后*品种丧失了抗病*,由于水稻的基因没有变异,只能是 Mp(A1A1a2a2a3a3)的A1基因发生突变,使*品种R1蛋白没有A1蛋白与之结合,抗病反应不能被激活,丧失抗* ;
(5)由于Mp有多种不同基因型的个体,而单一抗病类型的水稻只对其中一种Mp有抗*,长期种植这一种类型将会引起Mp种群中其他类型的个体大量繁殖,其A基因频率升高,该品种不能对其他类型的Mp有抗*,导致其抗病*逐渐减弱直至丧失,无法再生产中继续使用;
(6)为避免单一抗病类型的水稻品种抗病*丧失过快,可以将不同水稻抗病品种(*、乙、*)混种;育种时培养同时含有多对抗*基因的纯合子品种(如R1R1R2R2R3R3)。
【点睛】其一要抓住“只有R蛋白与相应的A蛋白结合,抗病反应才能被激活”这一条件,才能判断感病和抗病类型;其二单一抗病类型的水稻客观上对Mp起到选择作用,导致其他类型的Mp留下来,其中的A基因频率升高,这种水稻对这些Mp没有抗*,在生产上就没有价值了。
知识点:基因的自由组合定律
题型:综合题
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