自交不亲和性是指某植物的雌性两性机能正常，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，却无法自家产生后代．（1）烟草的自交不亲和性

Question

自交不亲和性是指某植物的雌性两性 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，却无法自家产生后代．

（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，以上复等位基因的出现说明___．
（2）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规律：

亲本组合	S3S4♂S1S2♀	S1S2自交	S1S2♂S2S3♀	S4S5♂S5S6♀
花粉管萌发情况	S3、S4花粉管都能伸长	S1、S2花粉管都不能伸长	只有S3花粉管能伸长	只有花粉管能伸长

现将基因型为S₂S₃的花粉授于基因型为S₂S₄的烟草，则子代的基因型为___．自然条件下，烟草不存在S系列基因的纯合个体，结合表格说出理由：___
（3）研究发现，烟草的自交能育对自交不亲和为显性，种子的褐色对黄色为显性，且两对性状可独立遗传．现有黄粒自交不亲和与纯种的褐粒自交能育种子少量，请完成下面培育稳定遗传的黄粒种子的实验：
①将黄粒与褐粒种子分别种植．开花前，将由___种子发育成的植株套袋，开花期授以由___种子发育成的植株的花粉，获得种子．
②种植种子，开花季节取其花药进行培养获得单倍体幼苗．然后用___进行处理，继续培养得正常植株．
③开花前将所有正常植株___处理，收获种子后保留___性状即可．
（4）研究又发现，S基因控制合成S核酸酶和S蛋白因子的两个部分，前者在雌蕊中表达后者在花粉管中表达，传粉后，雌蕊产生的S核酸酶进入花粉管中，与对应的S因子特异性结合，进而将花粉管中的rRNA降解，据此分析花粉管不能伸长的直接原因是___．
（5）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S₂所在II号染色体上，但不清楚具体位置．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基因之外的其他部位．
用遗传图解分析I情况___（转基因亲本基因型S₄M，亲本表现型不做要求）．

Answer 1

（1）复等位基因的出现说明基因突变具有不定向性．
（2）若基因型为S₂S₃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S₃的花粉，子代基因型为 S₂S₃、S₃S₄．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．
（3）本实验是为获得能稳定遗传的黄粒种子，而现有的种子是黄粒自交不亲和与纯种褐粒自交能育，所以采用黄粒与褐粒杂交获得种子，由于黄粒是自交不亲和，所以需要将黄粒种子发育的植株套袋，防止其它植株的花粉进行传粉，在开花其授以褐粒种子发育植株的花粉，获得F₁种子．F₁表现型为自交能育褐色．F₁能产生四种配子，用花药离体培养获得单倍体幼苗，然后用一定浓度的秋水仙素处理，可获得正常纯合子植株，分别为黄色杂交不亲和、黄色杂交亲和、褐色杂交不亲和、褐色杂交亲和．所以在开花前将所有正常植株套袋处理，能产生种子的黄粒性状为能稳定遗传的植株，保留其种子即可．
（4）rRNA是组成核糖体的重要成分，而S基因控制合成S核酸酶进入花粉管中，与对应的S因子特异性结合，进而将花粉管中的rRNA降解，导致核糖体无法合成，进而无法合成蛋白质，最终导致花粉管不能伸长．
（5）该实验的目的是判断导入基因的位置，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．如果M基因插入到S₂基因中使该基因失活，则后代中抗病个体占50%；如果M基因插入到S₂基因之外的其他部位，S₂无法进行完成受精，后代中无抗病个体．遗传图解如下：

故答案为：
（1）基因突变具有不定向性
（2）S₂S₃、S₃S₄ 花粉所含S基因与母本的任何一个S基因种类相同，花粉管就不能完成受精
（3）①黄粒   褐粒②一定浓度秋水仙素（适宜的低温）③套袋    黄粒
（4）缺少核糖体，无法合成蛋白质
（5）父本    50%     0