如何理解烟草等植物的自交不亲和

如何理解烟草等植物的自交不亲和？

自交不亲和

问题的提出

一个基因如果存在多种等位基因的形式，这种现象就称为复等位基

因。复等位基因除了教材上提到的A B O血型之外，还有复等位现

象就是植物的自交不亲和。

自交不亲和示意图

问题：如何理解有些植物的自交不亲和？

大多数高等植物是雌雄同株的，其中有些能正常自花授粉，但有部分植物如烟草等是自交不育的。

在烟草中至少有15个自交不亲和基因S1、S2、……S15构成一个复等位系列，相互间没有显隐性关系。

在烟草中，基因型为S1S2的植株的花粉会受到具有相同基因型S1S2的植株的花柱所抑阻，花粉不能萌发，但基因型为S1S2的花粉落在S2S3的柱头上时，S2的花粉受到仰阻，而S1的花粉不被抑阻，因而可以参加受精，生成S1S2和S2S3的合子（如图）。

自交不亲和可以分为三种：

由于自交不亲和性，同一基因型的花粉落在同一基因型的柱头上是不能授精的，这在生产实践中就产生了这样一个问题，很多果树如苹果、梨、桃等都是通过扦插或是嫁接进行营养繁殖产生，它们的基因型是相同的，如果这些果树是自交不亲和的，那么整个果园的结实率就很低。

在这种情况下，通过在果园里添种一些不同基因型系列的授粉植物来供应合适基因型的花粉，从而可促使正常结实。

试题：自交不亲和性是指某一植物的雌雄两性机能正常，但不能进行自花传粉或同一品系内异花传粉的现象。如某品种烟草为二倍体雌雄同株植物，却无法自交产生后代。请回答问题：

（1）烟草的自交不亲和性是由位于一对同源染色体上的复等位基因（S1、S2…S15）控制，烟草的花粉只有通过花粉管伸长（花粉管由花粉萌发产生）输送到卵细胞所在处，才能完成受精。下表为不亲和基因的作用机制：

将基因型为S1S4的花粉授于基因型为S2S4的烟草，则子代的基因型为；若将上述亲本进行反交，子代的基因型为。自然条件下，烟草不存在S系列基因的纯合个体，分析原因是。

（2）科学家将某抗病基因M成功导入基因型为S2S4的烟草体细胞，经植物组织培养后获得成熟的抗病植株。如图，已知M基因成功导入到所在Ⅱ号染色体上，但不知道是否插入到S2基因内部。现以该植株为（父本或母本），与基因型为S1S2的个体杂交，根据子代中的抗病个体的比例确定M基因的具体位置。

Ⅰ．若后代中抗病个体占，则说明M基因插入到S2基因中使该基因失活。

Ⅱ．若后代中抗病个体占，则说明M基因插入到S2基因之外的其它部位。

答案：

（1）S1S2和S1S4；S1S2和S2S4；如果花粉所含S基因与母本的任何一个S基因种类相同，花粉管就不能伸长完成受精

（2）父本50%0

解析：

（1）①若基因型为S1S2的花粉授予基因型为S2S4的烟草，S2S4的烟草产生的卵细胞是S2和S4，所以只能接受S1的花粉，子代基因型为S1S2和S1S4。如进行反交，则卵细胞为S1和S2所以只能接受S4的花粉，子代基因型为S1S4和S2S4；由分析可知，当花粉所含S基因与卵细胞的S基因种类相同时，花粉管就不能伸长完成受精，所以自然条件下，烟草不存在S系列基因的纯合个体。

（2）科学家将某抗病基因M成功导入基因型为S2S4的烟草体细胞，经植物组织培养后获得成熟的抗病植株。如图所示，已知M基因成功导入到Ⅱ号染色体上，但不清楚具体位置。现以该植株为父本，与基因型为S1S2的母本杂交，根据子代中的抗病个体的比例确定M基因的具体位置。若后代中抗病个体占50%，则说明M基因插入到S2基因中使该基因失活；若后代中无抗病个体，则M基因插入到S2基因以外的其他位置。