Question

（题文）（题文）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__________。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）现有甲（R₁R₁r₂r₂r₃r₃）、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．用PCR方法选出R₁R₁R₂R₂R₃R₃植株

c．R₁r₁R₂r₂r₃r₃植株×丙，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（R₁R₁r₂r₂r₃r₃），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。

（6）根据本题所述水稻与Mp的关系，为避免水稻品种抗病性丧失过快，请从种植和育种两个方面给出建议__________________________。

Answer

（1）性状 性状是否分离

（2）①1和3 ②a、c、d、b

（3）感病、抗病

（4）Mp的A1基因发生了突变

（5）（A类）基因（型）频率改变

（6）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】该题主要考查遗传定律的应用、基因、蛋白质与性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，将不同的抗性结合到一起，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。

（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）①甲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，先让甲、乙杂交得到子一代，再用子一代（R1r1R2r2r3r3）植株与丙（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基因频率升高，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；

（6）为避免单一抗病类型的水稻品种抗病性丧失过快，可以将不同水稻抗病品种（甲、乙、丙）混种；育种时培养同时含有多对抗性基因的纯合子品种（如R1R1R2R2R3R3）。