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马铃薯抗逆相关基因SnRK2家族的克隆与功能分析马铃薯抗逆相关基因SnRK2家族的克隆与功能分析近年来，随着环境条件的不断变化和全球气候变暖的影响，农作物种植遭受逆境胁迫的情况越来越严重。
作为重要的经济作物之一，马铃薯也面临着干旱、高温、盐碱等多种逆境的威胁。
为了提高马铃薯的逆境抗性，科研人员对其抗逆相关基因进行了广泛的研究。
其中，SnRK2家族被认为是马铃薯逆境抗性的关键基因家族之一。
SnRK2家族是植物中一类重要的蛋白激酶，在植物生长发育和逆境应答中发挥着重要的调控作用。
为了进一步研究SnRK2家族在马铃薯中的功能以及其在逆境应答中的调控机制，科研人员进行了马铃薯SnRK2基因的克隆及功能分析。
首先，研究人员通过生物信息学方法，在马铃薯基因组数据库中鉴定出了多个可能与抗逆性相关的SnRK2基因。
随后，通过RT-PCR技术，从马铃薯品种中分离和克隆了SnRK2基因。
经过测序验证，并与已有的马铃薯SnRK2序列进行比对，确认了克隆得到的马铃薯SnRK2基因。
接下来，为了进一步了解SnRK2基因在马铃薯逆境应答中的功能，研究人员利用基因转化技术将马铃薯SnRK2基因导入模式植物拟南芥中。
通过对转基因拟南芥的表型观察和生理指标分析，发现马铃薯SnRK2基因的导入显著提高了拟南芥的抗旱和耐盐能力。
此外，通过基因表达分析，发现马铃薯SnRK2基因在拟南芥中的导入显著激活了一系列与逆境应答相关的基因表达。
进一步的研究显示，马铃薯SnRK2基因在拟南芥中的导入还促进了抗氧化系统的活化，提高了拟南芥对逆境胁迫下产生的活性氧的清除能力。
此外，马铃薯SnRK2基因的导入还增强了拟南芥根系的生长和发育，并提高了植株的光合效率和叶片干物质积累。
这些结果表明，马铃薯SnRK2基因在植物抗逆应答中发挥重要作用，可以改善植物对逆境胁迫的适应能力。
综上所述，研究人员通过克隆和功能分析，揭示了马铃薯抗逆相关基因SnRK2家族在植物逆境应答中的重要作用。
第31题遗传规律1．马铃薯是我国东北主要的粮食作物之一，雌雄同花，常用块茎繁殖；水稻是我国南方的主要粮食作物之一，自花传粉，提高产量的措施是利用杂种优势。
袁隆平院士一生致力于雄性不育水稻的研究，利用雄性不育水稻可以省略去雄的操作，极大地简化制种程序。
（1）如图是某马铃薯花粉形成过程中的染色体状态示意图，相关叙述错误的是。
A．图中两条染色体是同源染色体B．进行交叉互换的是非姐妹染色单体C．交叉点断裂重接发生染色体变异D．交叉点断接后不一定发生基因重组（2）马铃薯黄肉（R）对白肉（r）为显性，抗病（Y）对感病（y）为显性，现用块茎繁殖的马铃薯都是杂合子，请设计马铃薯品种间最简洁杂交育种程序，选育出黄果肉抗病的马铃薯新品种。
要求用遗传图解表示并加以简要说明。
（写出包括亲本在内的三代即可）（3）上世纪末，终于发现了雄性不育水稻突变体S，该品系水稻在长日照、高于临界温度（23℃）时表现为雄性不育；而在短日照、低于临界温度时表现为雄性可育。
①将突变体S与普通水稻杂交，获得F1表现为可育，F1自交所得的F2中可育与不可育的植株数量比为3：1，说明水稻的育性由等位基因控制，不育性状为性状。
②该不育品系称为光温敏型雄性不育系，这种类型的发现说明水稻不育性状的表现型是的结果。
③如何利用光温敏型雄性不育系进行不育系的保持和杂交种的制作？请写出简要思路；。
2．某果蝇的眼色受两对等位基因A/a和B/b控制，A/a基因位于常染色体上。
果蝇眼色的控制途径如图所示。
现有三个基因型不同的纯合果蝇品系，品系甲和品系乙均表现为白眼，品系丙表现为粉眼，实验小组利用三个品系的果蝇进行杂交实验，结果如下表所示。
回答下列问题：组别P F1一品系甲（♂）×品系丙（♀）全部表现为红眼二实验一中F1的红眼个体（♀）×品系乙（♂）红眼：白眼：粉眼＝1：2：1（1）根据杂交实验（填“一”或“二”）的结果，可以判断B/b基因位于（填“常”或“X”）染色体上，理由是。
宁夏农林科技，Ningxia Journal of Agri.and Fores.Sci.&Tech.2023，64（11）：6-11基金项目：马铃薯育种专项（2019NYYZ01-2）、国家自然科学基金（32260504）、宁夏自然科学基金（2021AAC05015）、宁夏回族自治区农业科技自主创新专项科技创新引导项目（NKYG-22-02）。
作者简介：巩檑（1981—），男，宁夏石嘴山人，理学博士，副研究员，主要从事马铃薯分子育种相关研究。
收稿日期：2023-09-06习近平总书记指出，“中国人的饭碗必须牢牢地端在自己手里”。
马铃薯具有适应性广、高产潜力大、营养全面等多种优势，不仅是三大主粮作物之外的重要补充，而且因主食和加工产品产业开发前景十分广阔，将给我国粮食安全提供更多保障。
我国70%左右的马铃薯集中种植于资源条件有限的西北、西南等地区，作为当地重要的粮食作物、经济作物和饲料作物，为地区经济发展贡献重要力量，已成为重要的支柱产业。
国家统计数据显示，自2015年我国农业部启动马铃薯主粮化战略以来，全国种植面积稳定在475.8万hm 2左右，单产逐年上升，2019年平均单产为3804.7kg/hm 2（折合原粮）。
2022年，我国马铃薯制品进出口总额5.41亿美元，其中出口4.24亿美元。
马铃薯产业对巩固脱贫攻坚成果、促进乡村产业振兴、粮食安全战略保障国家经济安全等方面均具有重要意义。
近5年马铃薯基因组及重要性状基因研究进展巩檑宁夏农林科学院农业生物技术研究中心，宁夏银川750002摘要：马铃薯是保障我国粮食安全的重要补充。
高质量的参考基因组和重要性状形成基因是分子育种工作的两个核心要素。
相对于水稻、小麦、玉米等作物分子育种的迅猛发展，马铃薯还处于常规育种向分子育种的转型阶段，尤其需要构建高质量参考基因组，挖掘并充分利用重要性状调控基因在辅助育种中的作用。
简要总结了近5年上述两方面的国内外研究现状和重要成果，简要分析了我国马铃薯分子育种面临的瓶颈问题，以期为马铃薯遗传育种等研究提供参考。
专题16 植物细胞工程专题分析➢题型解读本专题常结合动物细胞工程进行综合性考查，常出现在简答题中的某一问。
结合现代科学技术的实践应用进而培养学生的科学思维和社会责任感。
➢考向分析围绕细胞的全能性、植物组织培养、植物体细胞杂交技术进行考查，重点考查学生的实践应用能力。
➢答题技巧作答本专题时，需具备一定的理解能力，并牢记课本的重要知识点，通过一定的习题练习形成思维定势，从而迅速准确的作答。
对点训练一、单选题1．（2023·辽宁·模拟预测）马铃薯普通栽培种是同源四倍体，这使得马铃薯的杂交育种变得十分困难。
植物细胞工程技术为马铃薯育种提供了可行的育种方案。
下列有关植物细胞工程的说法，错误的是（）A．利用茎尖分生组织培养脱毒苗，使植株具备抗病毒的能力，产品质量得到提高B．利用普通马铃薯的花粉进行组织培养，可以获得含有2个染色体组的马铃薯C．利用原生质体融合实现体细胞杂交，可以克服远缘杂交不亲和的障碍，充分利用遗传资源D．利用培养的愈伤组织进行诱变育种，可以显著提高变异频率，获得有用的突变体【答案】A【详解】A、利用茎尖分生组织培养的是脱毒苗，但脱毒苗并不具有抗病毒的能力，A错误；B、由题可知，马铃薯是四倍体，其花粉含有2个染色体组，经过花药离体培养后的植株含有2个染色体组，B正确；C、不同生物之间存在生殖隔离，不能通过有性方式繁殖后代，通过植物体细胞杂交技术，可以实现不同生物之间的细胞融合，克服远缘杂交不亲和的障碍，充分利用遗传资源，C正确；D、愈伤组织细胞分裂比较旺盛，利用培养的愈伤组织进行诱变育种，可以显著提高变异频率，获得有用的突变体，D正确。
故选A。
2．某种植物组织培养的过程如下图所示，其中甲、乙、丙、丁代表4个不同培养阶段。
下列叙述正确的是（）A．上述过程属于体细胞胚发生途径，此过程涉及植物组织的脱分化和再分化B．甲阶段和乙阶段培养基中的营养成分不同，但生长调节剂种类和配比相同C．丙阶段，将丛状苗分株后移栽到只有生长素没有细胞分裂素的培养基上生根D．丁阶段，试管苗移栽前需在蛭石和珍珠岩等介质上锻炼，增强对低湿、弱光的适应能力【答案】C【详解】A、图示过程为器官发生途径，A错误；B、甲阶段和乙阶段培养基生长调节剂种类和配比不同，B错误；C、与发芽培养基相比，诱导根分化需要较低的细胞分裂素浓度，可以只有生长素没有细胞分裂素，C正确；D、试管苗移栽前需在蛭石和珍珠岩等介质上锻炼，增强对低湿、强光的适应能力，D错误。
果树三倍体的选育途径及育种中存在的问题及展望作者：张西英来源：《中国教育技术装备》2010年第10期1 前言三倍体生物与其他多倍体相比,其营养生长通常是最好的。
现对果树三倍体育种的主要途径、鉴定方法以及三倍体育种中应注意的问题进行分析和总结,以期为三倍体育种的进一步研究提供基础资料。
2 果树三倍体的选育途径2.1 从自然突变中选育三倍体目前市场上常见的三倍体果树品种中,有许多是从自然突变选育出来的。
虽然自然突变发生的频率很低,但这些突变形成的天然多倍体,成为直接发掘并利用其进行育种的丰富的自然源泉。
1)从果树的实生苗中选育三倍体。
果树在生长过程中,由于温度骤变等自然胁迫而引起体细胞或生殖细胞发生突变,可自然产生多倍体,生殖细胞突变的结果是产生了2n配子,从而产生了三倍体、四倍体或更高倍性的种子。
目前已从柑橘、枇杷等种子选育出了三倍体植株。
2)从果树芽变中选育三倍体。
芽变是体细胞突变的一种。
突变发生在芽的分生组织细胞中,当芽萌发长成枝条,并在性状上与品种类型不同而被人们发现时,即为芽变。
芽变又分为基因突变和染色体变异,其中有少数三倍体枝条的产生,如山楂品种大金星、伏里红、西丰伏和赞皇大枣等均系芽变三倍体。
2.2 通过有性杂交培育三倍体利用有性杂交进行三倍体选育,最常用的方法是二倍体与四倍体间的杂交,目前三倍体育种大都采用这种方法;也有利用未减数2n配子进行三倍体育种,但2n 配子的自然发生频率较低,因此利用2n配子进行三倍体育种存在一定困难。
近年来有不少关于提高2n花粉比率的研究报道。
1)利用二倍体与四倍体杂交选育三倍体。
二倍体与四倍体的杂交目前仍是获得三倍体的最有效途径,市场上的三倍体葡萄、苹果、柑橘等,如京早晶、红标无核葡萄,路奥、北斗、新金冠苹果等均系杂交产生。
研究表明用四倍体作母本,二倍体作父本时,容易得到发育完全的种子,其中约30%是三倍体;相反,用二倍体作母本,则正常的单倍性雌配子受精产生的三倍体胚几乎全部退化,有时不能产生种子或极少产生种子。
二倍体杂种优势马铃薯育种的展望李颖;李广存;李灿辉;屈冬玉;黄三文【摘要】Potato breeding process is slow, mainly due to its tetraploid genetic characteristics. It takes large selection programmes on progeny plants derived from crosses between tetraploid potato cultivars to select a clone that has the right balance between unfavourable al eles and compensating al eles at the same or at other loci. The clonal propagation of potato offers important agronomic and genetic advantages. However, clonal propagation has more drawbacks, where true potato seed production can make up for these deficiencies. In order to achieve continuous progress in potato breeding, an alternative system should be developed that is based on the structural removal of unfavourable al eles. Diploid breeding can"purge"the detrimental al eles by constantly selfing to elite inbred lines for F1 seed production. The availability of genome sequence and re-sequencing leads diploid F1 breeding to be the hot topic. However, the hurdle in the development of diploid potato inbred lines is self-incompatibility and inbreeding depression. We are working on fine-mapping of an S locus inhibitor gene, and transferring the gene to elite cultivars. In addition, we focus on dissecting the inbreeding depression by re-sequencing doubled haploid popualtion, which would be essential for further genetic study of inbreeding loads in potato. The research wil facilitate the setup of the diploid F1 breeding system in potato that wil give birth to the Green Revolution of the potato industry.% 马铃薯育种进程缓慢主要是由马铃薯四倍体遗传特性决定的。
第1节杂交育种与诱变育种【典例导悟】【典例1】有两株玉米甲〔aabb〕与乙〔aabb〕分别发生了基因突变，甲植株为Aabb，乙植株为aaBb，A、B基因控制着优良性状，答复以下问题：〔1〕假设想获得优良性状纯合个体可采用杂交育种方法吗？〔写出思路即可〕〔2〕假设为了到达培育〔AaBb〕杂交种的目的，设计育种方案。
〔写出思路即可〕【思路点拨】此题主要考察常规育种的原理及特点，应从以下几个方面入手分析：【自主解答】〔1〕杂交育种可产生新的基因型，实现的是基因重组，由于亲本中分别含有A、B基因，所以通过杂交后可使两个优良性状的基因组合到一个个体上，通过自交使之纯合。
〔2〕要想持续得到杂交种子，得有相应的纯合亲本做为保存种，假设想较快得到纯合的保存种那么用单倍体育种的方法。
【互动探究】题目中〔1〕与〔2〕所用育种方法相比各自有哪些缺点？提示：题目〔1〕中培养纯合子所需时间长，〔2〕中培育杂交种那么需年年制种，且技术复杂，本钱高。
【典例2】〔2021·深圳高一检测〕如图示某种农作物品种①和②培育出⑥的几种方法，有关说法错误的选项是Ⅲ培育形成④常用的方法是花药离体培养Ⅵ常用一定浓度的秋水仙素处理④的幼苗①直接形成⑤的过程必须经过基因突变①和②培育能稳定遗传的品种⑥的最快途径是Ⅰ→Ⅴ【标准解答】选D。
此题主要考察各种育种方法的原理及优点，分析如下：其中杂交育种操作比单倍体育种要简单，但相比之下要费时。
【学业达标训练】1.2021年春晚，我国航天科研工作者手捧“太空花〞展现于国人面前。
以下相关表达不正确的选项是( )“太空花〞的原理是基因突变“太空花〞C.“太空花〞是地球上原本不存在的物种D.“太空花〞的出现丰富了自然界的基因种类【解析】选C。
“太空花〞的出现是由于控制该性状的基因发生了突变，产生了新的基因，从而丰富了自然界中基因的种类，而并未产生新物种，只是个别性状的改变，由于基因突变具有低频性、不定向性，所以实验植物并未都长成如愿的“太空花〞。
马铃薯育种的方式马铃薯是一种全球重要的粮食作物，而马铃薯育种则是为了改进其产量、耐逆性和抗病能力等各个方面。
下面将介绍几种马铃薯育种的方式。
1.人工杂交人工杂交是通过植物育种学知识，选取优良品种进行人工授粉配对，来获得更优质高产的优良品种。
这项技术被广泛应用于马铃薯育种中。
在人工杂交过程中，首先选择出若干个基础品种后，在控制传粉的情况下进行杂交，然后收集结果进行筛选。
与其他方法相比，人工杂交的成本相对较低，可操作性也很简单。
2.质量选择质量选择是以选择优质种子的方式进行“有机育种”，即以小育大，只保留生长中充满活力的种子，以培养长势更健康的苗。
它也被看作是马铃薯育种领域的一项主要成果之一。
另外，利用多目标反向选择，同样可以快速且有效地选出表现优异的种子。
3.基因编辑技术基因编辑技术是一项新兴的育种领域。
利用现代生物学手段(CRISPR-Cas9)直接对马铃薯底层遗传信息进行编辑和精细调整，实现性状特异性定向选育，同时也利用可编篡纸基因警醒马铃薯抵御入侵的病菌、病毒等生物的能力的提升，如此在保证中高产镰刀菌素食味道的前提下，大幅降低防治成本及食品处理过程产生的有害物质数量.4.分子标记分子标记法是要选择某些与目标性状相关的基因区段，来筛选更优品种。
这个技术模式相对于人工杂交来说，筛选出重要性状的时间更加简短。
然而，在将该方法集成到更为复杂的育种工作链之中会变得困难，因此还需要不断地针对研究结果作出不断更新的反思，从而不断完善建立于分子标记基础上的马铃薯育种方法。
总之，以上这些方式是目前马铃薯育种中比较常见的技术。
马铃薯所在行业正以显着的速度发展，因此也需要持续不断地研究更好的育种方法，以应对日益加剧的气候变化等因素。
通过这些技术的运用，相信未来可以将马铃薯品种推向一个全新的高峰。
