Question

油菜是一种常见的经济作物，科学家应用多种育种技术，培育出无芥酸、抗除草剂、抗虫等油菜新品种。

（1）油菜芥酸含量受两对等位基因（D、d和E、e）控制，隐性个体菜油中不含芥酸，每个显性基因可以使菜油中芥酸含量增加10%，且具有累加效应。则油菜所榨菜油中芥酸含量最高可达        。现有两个菜油中芥酸含量均为20%的纯合子油菜品种，如何简单快捷地培育出无芥酸油菜新品种，请用遗传图解写出育种流程。

（2）抗除草剂油菜的培育可应用诱变育种方法或转基因技术。前者是利用物理、化学因素提高           。后者应用的原理是           。

（3）科研人员以纯合的抗线虫病（一对等位基因控制）萝卜和不抗线虫病油菜为亲本杂交，通过下图所示途径获得抗线虫病油菜。

①F₁植株由于减数第一次分裂时染色体不能________，因而高度不育。用         处理，形成异源多倍体。

②将异源多倍体与亲本油菜杂交（回交），获得BC₁。BC₁细胞中的染色体组成可表示为____    ____（用方框中字母表示）。BC₁在产生配子时，R染色体组中的染色体随机分配到细胞任意一极，其它染色体组中的染色体分配正常,用BC₁与油菜再一次杂交，得到的BC₂植株群体的染色体数目范围为_______。

③选择染色体数为39的抗线虫病BC₂植株自交，正常情况下后代表现型及比例为         。若染色体数为38的后代植株也具有抗线虫病的特性，则可能原因是            。

Answer

（1）40% 遗传图解

（2）基因突变率和染色体畸变率 基因重组

（3）①配对（联会） 秋水仙素 ②AACCR 38-47 ③抗线虫病：不抗线虫病=3:1 抗线虫病基因易位到油菜染色体上

【解析】（1）油菜芥酸含量受两对等位基因（D、d和E、e）控制，隐性个体菜油中不含芥酸，每个显性基因可以使菜油中芥酸含量增加10%，且具有累加效应。则油菜所榨菜油中芥酸含量最高（基因型为DDEE）可达10%x4=40%。现有两个菜油中芥酸含量均为20%的纯合子油菜品种（基因型为DDee和ddEE），要简单快捷地培育出无芥酸油菜新品种（基因型为ddee），可用杂交育种的方式进行育种，其遗传图解为：

。

（2）抗除草剂油菜的培育可应用诱变育种方法或转基因技术，前者是利用物理、化学因素提高基因突变率和染色体畸变率，后者应用的原理是基因重组。

（3）①由于油菜和萝卜是两个不同物种，杂交产生的F1植株由于减数第一次分裂时染色体不能配对联会，因而高度不育；用秋水仙素处理后，形成异源多倍体（AACCRR）可育。

②将异源多倍体（AACCRR）与亲本油菜（AACC）杂交（回交），获得BC1，则BC1细胞中的染色体组成可表示为AACCR。BC1在产生配子时，若R染色体组中的染色体随机分配到细胞任意一极，其它染色体组中的染色体分配正常，则BC1可产生染色体组成及比例为ACR:AC=1:1，故用BC1与油菜（AACC）再一次杂交，得到的BC2植株群体的染色体组成及比例为AACCR:AACC=1:1，因此BC2植株群体的染色体数目范围为38-47。

③根据上述分析可知，选择染色体数为39的抗线虫病BC2植株（染色体组成为AACCR，即有38条染色体来源于油菜，1条染色体来源于萝卜且含有抗线虫病基因）自交，正常情况下后代染色体组成及比例为AACCRR: AACCR:AACC=1:2:1，故子代表现型及比例为抗线虫病：不抗线虫病=3:1。若染色体数为38的后代植株也具有抗线虫病的特性，则可能原因是抗线虫病基因易位到油菜染色体上。

【考点定位】生物育种及自由组合定律的应用

【名师点睛】

1．育种的类型、原理及优缺点比较：

名称

原理

优点

缺点

杂交

育种

基因

重组

使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上，即“集优”

①育种时间长

②局限于同一种或亲缘关系较近的个体

诱变

育种

基因

突变

提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状

有利变异少，需处理大量实验材料（有很大盲目性）

单倍体

育种

染色体数

目变异

明显缩短育种年限，子代均为纯合子，加速育种进程

技术复杂且需与杂交育种配合

多倍体

育种

染色体数

目变异

操作简单，能较快获得所需品种

所获品种发育延迟，结实率低，一般只适用于植物

基因

工程

育种

基因

重组

能定向地改变生物遗传性状；目的性强；育种周期短；克服了远缘杂交不亲和的障碍

技术复杂，安全性问题多

2．杂交育种的一般操作步骤

①培育显性纯合子品种：

植物：选取双亲（P）杂交（♀× ♂）―→F1F2―→选出表现型符合要求的个体F3……选出稳定遗传的个体推广种植。

动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1―→F1雌雄个体交配―→获得F2―→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。

②培育隐性纯合子品种：

选取双亲（P）杂交（♀× ♂）―→F1F2―→选出表现型符合要求的个体种植推广。

③培育杂合子品种：

在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。其特点是利用杂种优势，品种高产、抗性强，但种子只能种一年。培育基本步骤如下：

选取符合要求的纯种双亲（P）杂交（♀× ♂）―→F1（即为所需品种）。