Question

水稻为两性花，花小，若要进行杂交育种，工作量大。水稻的宽叶（A）对窄叶（a）、有芒（B）对无芒（b）、抗病（T）对感病（t）为完全显性，三对等位基因独立遗传，不考虑突变和交叉互换。请回答下列问题：

（1）杂交水稻的育种原理是________。现有宽叶（甲）和窄叶（乙）两个纯系水稻品种间行种植，若要获得甲为父本，乙为母本的杂交种子，需对________（填“甲”或“乙”）植株进行________（操作）并套袋隔离。

（2）仅考虑A、a与T、t两对等位基因，某杂合子亲本自交得F₁，F₁的表现型及比例为宽叶抗病：宽叶感病：窄叶抗病：窄叶感病=7：1：3：1。若F₁出现该比例的原因是亲本中某种基因型的花粉不育，则该不育花粉的基因型是________，F₁宽叶抗病水稻中基因型为双杂合的个体所占的比例为________。

（3）若以二倍体无芒感病水稻（bbtt）与四倍体有芒抗病水稻（ BBBBTTTT）为育种材料，培育纯合的二倍体无芒抗病水稻（bbTT），请写出实验思路：________________________________。

Answer

基因重组 乙 （人工）去雄 At 3/7 实验思路：对四倍体有芒抗病水稻（ BBBBTTTT）的花药进行离体培养获得基因型为BBTT的有芒抗病水稻；让该有芒抗病水稻与二倍体无芒感病水稻（bbtt）杂交得到基因型为BbTt的水稻，即F1；让F1自交得F2，从F2中选取无芒抗病水稻（bbT_），让其连续自交直至不发生性状分离，筛选获得纯合的二倍体无芒抗病水稻（bbTT）或取F1的花药进行离体培养，并用秋水仙素处理单倍体幼苗，最后筛选出纯合的二倍体无芒抗病水稻（bbTT）

【解析】

基因分离定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。

（1）杂交水稻的育种原理是基因重组。现有宽叶（甲）和窄叶（乙）两个纯系水稻品种间行种植，若要获得甲为父本，乙为母本的杂交种子，则需对母本乙植株进行去雄并套袋操作，以避免外来花粉的干扰。

（2）仅考虑A、a与T、t两对等位基因，某杂合子亲本自交得F1，F1的表现型及比例为宽叶抗病∶宽叶感病∶窄叶抗病∶窄叶感病=7∶1∶3∶1，该比例与9∶3∶3∶1相比，宽叶抗病和宽叶感病植株各少了两份。根据棋盘法分析可知，应该是少了其中的一行或一列导致后代数量减少，结合棋盘会发现，应是亲本中基因型为At的花粉不育，F1宽叶抗病水稻中基因型为1AATT、1AATt、3AaTt、2AaTT，则双杂合的个体所占的比例为3/7。

（3）若以二倍体无芒感病水稻（bbtt）与四倍体有芒抗病水稻（ BBBBTTTT）为育种材料，培育纯合的二倍体无芒抗病水稻（bbTT），若按照正常杂交育种思路分析则需要获得基因型为BBTT的水稻，故首先对四倍体有芒抗病水稻（ BBBBTTTT）的花药进行离体培养获得基因型为BBTT的有芒抗病水稻；让该有芒抗病水稻与二倍体无芒感病水稻（bbtt）杂交得到基因型为BbTt的水稻，即F1；让F1自交得F2，从F2中选取无芒抗病水稻（bbT_），让其连续自交直至不发生性状分离，从而筛选获得纯合的二倍体无芒抗病水稻（bbTT）或取F1的花药进行离体培养，并用秋水仙素处理单倍体幼苗，最后筛选出纯合的二倍体无芒抗病水稻（bbTT）。