2026届新高考生物热点复习-“水稻杂交育种”

2026届新高考生物热点复习水稻杂交育种现代水稻育种最重要的方向是品质育种和抗病育种。香稻因其独特的香味和商品价值是品质育种的重要方向;稻瘟病严重影响水稻产量,培育抗稻瘟病水稻是抗性育种重要方向。02香稻的香味基因(fgr隐性基因)是非香味基因(Fgr)第二个外显子缺失7个碱基对,导致编码的甜菜碱醛脱氢酶活性丧失,前体物质γ氨基丁醛积累,进而合成了香味物质2-AP,水稻表型为香稻。位于水稻12号染色体上的Pi-ta是重要的显性抗稻瘟病基因,编码细胞质膜受体蛋白,抗性基因Pi-ta与感性基因pi-ta的编码产物仅有一个氨基酸的差异,即第918位氨基酸由丙氨酸变异为丝氨酸。其抗病机理是:Pi-ta基因的编码产物能与稻瘟病菌AVR-Pita蛋白相互作用引发抗病反应。任务一基因对性状的的控制

香米形成机制抗稻瘟病形成机制情境1Fgr第二外显子碱基对

01甜菜碱醛脱氢酶活性

01氨基丁醛积累，2-AP

0香稻1pi-ta编码序列碱基对

01受体蛋白空间结构

01与AVR-Pita

增强01抗病1缺失丧失增多替换改变相互作用基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。基因通过控制蛋白质的结构，直接控制生物体的性状。02任务二

利用杂交育种培育新品种现有稻花香2号(有香味基因fgr基因,简写为f,无稻瘟病抗性)和扬粳9538(含Pi-ta抗性基因,简写为T,无香味),如何利用两个纯合品种培育既有香味又抗稻瘟病的新品种?（两对等位基因独立遗传，利用遗传图解的方式，写出育种思路）稻花香2号（fftt）扬粳9538（FFTT）

×FfTt（无香味抗病）

PF1⊗F2F

T

01ffT

01F

tt01fftt（有香味抗病）连续不断自交ffTT1遗传图解水稻常见品种除了纯合子还有杂合子（即杂交种），杂合子具有杂种优势（在生长、产量、抗逆性等方面显著优于双亲的现象）,要得到杂交种，育种专家需要每年制种。如何解决去雄的问题？邓兴旺教授利用基因编辑技术敲除控制水稻核雄性可育关键基因MS-X(简称M),获得雄性不育系A(m/m)。科学家再把M与基因P(使花粉失活)、R(红色荧光蛋白基因)紧密连锁构建的融合基因,与Ti质粒连接,构建表达载体,转化雄性不育水稻,获得了转基因雄性可育系B。情境2小组讨论以下几个问题：1.雄性不育系A在育种中的作用和意义?杂交育种中作为母本,减少了去雄的麻烦,降低生产成本。2.转基因雄性可育系B有何特点?雄性可育并发红色荧光3.转基因雄性可育系B自交后代有荧光和无荧光种子的比例为?用棋盘法解释4.转基因雄性可育系B为何被称为智能雄性可育系？①通过颜色判定是转基因可育系还是不育系,红色荧光为可育系,不发荧光为不育系;②通过自交即可得到转基因雄性不育系,实现转基因可育系遗传,又可以得到雄性不育系,可用于杂交育种中的母本;③转入的基因不会随着花粉传播,保证了生物安全。

雌配子雄配子m-MPRmm-MPRm×mm-MPRmm（红色荧光可育）（无荧光雄性不育）雄性不育系解决了去雄的问题,但是依然需要代代杂交育种,是否有更好的办法保持水稻杂种优势?任务三

无融合生殖水稻情境3

2019年1月4日,中国农科院水稻所王克剑带领的团队利用基因编辑技术建立了无融合生殖体系,成功获得籼粳杂交稻“春优84”的克隆种子,实现了杂交稻无融合生殖从0到1的关键突破,使杂种优势得以保持。编辑的4个相关基因为;①SPO11-1:在减数分裂I前期介导DNA双链断裂,引起同源染色体之间重组交换,SPO11-1突变会严重影响减数分裂的重组过程。②REC8:编码减数分裂特异的凝集因子基因,该基因突变导致着丝粒凝聚力下降,姐妹染色单体在减数分裂I后期提前分离,同源染色体不分离。③OSD1:调控减数分裂I进入减数分裂Ⅱ的关键基因,该基因缺失将会阻止减数第二次分裂,产生二倍体配子。④MTL:编码花粉特异表达的磷脂酶合成基因，诱导单倍体形成。该基因突变会引起花粉发育过程中活性氧剧增,雄配子染色体呈现碎片化。1.阅读资料,结合减数分裂模型图分析4个基因突变对减数分裂的影响。2.小组合作完成“春优84”的克隆种子繁殖过程图。““春优84””的克隆种子繁殖过程

杂交稻“春优84”减数分裂基因编辑雌配子

个染色体组

2

雄配子

染色体

1碎片化“春优84”的克隆种子

0203王克剑研究员的克隆种子实现水