野生稻是抗病、抗蟲和耐鹽等一系列有利基因的種質(zhì)資源庫。白葉枯病是水稻最嚴重的病害之一,疣粒野生稻(2n=24)則對它具有高度抗病性。疣粒野生稻與普通栽培稻02428(2n=24)雖然染色體數(shù)相同,但兩者存在生殖隔離。為了向栽培稻02428轉(zhuǎn)移疣粒野生稻對水稻白葉枯病的抗性,育種工作者在這2個種之間進行了不對稱體細胞雜交實驗。請分析并回答以下問題。
(1)將栽培稻正在發(fā)育的種子 消毒消毒(滅菌/消毒)后接種于含一定比例 生長素和細胞分裂素生長素和細胞分裂素和0.7%瓊脂粉的MS培養(yǎng)基上誘導(dǎo) 脫分化脫分化過程,產(chǎn)生愈傷組織,并選擇生長狀態(tài)較好的愈傷組織接種于特定的液體培養(yǎng)基進行100r/min的振蕩培養(yǎng),每星期傳代一次。
(2)收集懸浮培養(yǎng)物加入 纖維素酶和果膠纖維素酶和果膠酶液去壁,獲得原生質(zhì)體。用IOA(IOA可抑制植物細胞呼吸第一階段)處理栽培稻原生質(zhì)體15min,培養(yǎng)5~8d后能夠完全抑制細胞分裂(細胞仍存活)。用同種方法獲取疣粒野生稻的原生質(zhì)體,用一定強度的X射線下照射造成染色體的隨機消減,處理后的原生質(zhì)體不能進行細胞分裂(細胞仍存活)。
(3)將處理過的2個親本原生質(zhì)體按1:1的比例混合,并加入化學(xué)促融劑。由于雜種融合細胞 可通過代謝互補可恢復(fù)分裂能力可通過代謝互補可恢復(fù)分裂能力,會再生許多細胞團,最終經(jīng) 再分化再分化發(fā)育為多株再生植株。挑選再生植株的新鮮根尖,經(jīng)解離和漂洗后,進行 染色染色和 制片制片,然后置于光學(xué)顯微鏡下鏡檢,對體細胞雜種系的根尖細胞染色體記數(shù),結(jié)果表明雜種染色體的數(shù)目在27~38條之間(雜種細胞含有栽培稻02428全部的染色體)。
(4)以白葉枯病PX061和PX079為供試病原菌株檢測植株對水稻白葉枯病的抗性。選取體細胞雜種和2個親本每個植株上部的6片完全展開葉進行接種,14d后測量病斑長度。結(jié)果如表。
表1 親本和體細胞雜種株系對2個水稻白葉枯病菌株接種的抗性反應(yīng)
菌株 | 接種植株 | R | S | ||
植株數(shù) | 病斑長度/cm | 植株數(shù) | 病斑長度/cm | ||
PXO61 | 體細胞雜種系 | 27 | 1.25 | 35 | 17.66 |
02428 | 0 | - | 10 | 19.14 | |
疣粒野生稻 | 10 | 0.86 | 0 | - | |
PXO79 | 體細胞雜種系 | 30 | 0.99 | 33 | 17.49 |
02428 | 0 | - | 10 | 21.39 | |
疣粒野生稻 | 10 | 0.72 | 0 | - |
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個雜種植株對2個接種的菌株都表現(xiàn)為抗病。這些雜種植株中來自疣粒野生稻的染色體并不完全相同,說明 白葉枯病的抗性基因可能位于不同染色體上
白葉枯病的抗性基因可能位于不同染色體上
。②之前的研究發(fā)現(xiàn),若對疣粒野生稻不進行X射線照射而是直接進行原生質(zhì)體融合,得到的體細胞雜種不僅沒有把雙親的優(yōu)點結(jié)合起來,甚至失去了它們各自原有的有益特性。據(jù)此分析X射線處理疣粒野生稻隨機消除大量染色體的優(yōu)點是
防止疣粒野生稻其他性狀(或基因)對栽培稻的優(yōu)良性狀造成干擾
防止疣粒野生稻其他性狀(或基因)對栽培稻的優(yōu)良性狀造成干擾
,缺點是 可能將抗性基因所在的染色體消除(增加了篩選的工作量)
可能將抗性基因所在的染色體消除(增加了篩選的工作量)
。③獲得的抗性雜種多數(shù)都表現(xiàn)為不育,原因主要是
來自疣粒野生稻的染色體不是成對存在
來自疣粒野生稻的染色體不是成對存在
。【答案】消毒;生長素和細胞分裂素;脫分化;纖維素酶和果膠;可通過代謝互補可恢復(fù)分裂能力;再分化;染色;制片;17;白葉枯病的抗性基因可能位于不同染色體上;防止疣粒野生稻其他性狀(或基因)對栽培稻的優(yōu)良性狀造成干擾;可能將抗性基因所在的染色體消除(增加了篩選的工作量);來自疣粒野生稻的染色體不是成對存在
【解答】
【點評】
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