Question

【题目】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，为判断某抗病水稻是否为纯合子，可通过观察其自交子代是否发生______来确定。

（2）现有甲（R1R1r2r2r3r3） 、乙（r1r1R2R2r3r3）、丙（r1r1 r2r2R3R3）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。为了在较短时间内将甲、乙、丙三个品种中的抗病基因整合，选育新的纯合抗病植株（R1R1 R2R2 R3R3） ，请完善下列育种步骤：

①甲×乙，得到F1；

②将F1的花药离体培养，获得______植株幼苗；

③用一定浓度的______处理幼苗，筛选R1R1 R2R2 r3r3植株；

④R1R1 R2R2 r3r3×丙，得到F2；

⑤将F2再通过②③过程，筛选出植株R1R1 R2R2 R3R3，理论上讲，该纯合抗病植株所占的比例为______。

（3）研究发现，水稻的抗病表现不仅需要白身抗病基因（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（例如R1蛋白与A1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______、_____。

（4）研究人员每年用Mp（A1A1a2a2a3a3）人工接种水稻品种甲（R1R1 r2r2r3r3），几年后甲品种丧失了抗病性，检测水稻的基因未发现变异。推测甲品种抗病性丧失的原因是______。

（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______，使该品种抗病性逐渐减弱直至丧失，无法在生产中继续使用。

Answer 1

【答案】性状分离 单倍体 秋水仙素 1/8 感病 抗病 Mp的A1基因发生了突变 （A类）基因（型）频率改变

【解析】

由题中信息可知，三对抗病基因位于不同染色体上，说明三对等位基因的遗传遵循基因自由组合定律；为了在较短时间内将甲、乙、丙三个品种中的抗病基因整合，选育新的纯合抗病植株（R1R1 R2R2 R3R3），可以选用单倍体育种的方法。

（1）水稻的抗病与感病符合同一种生物的同一性状的不同表现型，是一对相对性状；通过观察自交子代是否发生性状分离来确定纯合子、杂合子的情况；

（2）②用花药离体培养的方法得到的是单倍体植株幼苗；

③得到单倍体幼苗后，再用秋水仙素处理幼苗，使其染色体数目加倍；

⑤由题意可知，由R1R1 R2R2 r3r3×丙，得到的F2的基因型为R1r1R2r2R3r3，其花粉有23=8种，其中R1R2R3的花粉所占比例为1/8，再通过②③过程，筛选出植株R1R1 R2R2 R3R3的比例为1/8；

（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性表现依次为感病、抗病；

（4）每年用Mp（A1A1a2a2a3a3）人工接种水稻品种甲（R1R1r2r2r3r3），几年后甲品种丧失了抗病性，由于水稻的基因没有变异，只能是Mp（A1A1a2a2a3a3）的A1基因发生突变，使甲品种R1蛋白没有A1蛋白与之结合，抗病反应不能被激活，丧失抗性；

（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有抗性，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类基因频率改变，该品种不能对其他类型的Mp有抗性，导致其抗病性逐渐减弱直至丧失，无法再生产中继续使用；