四川2025自考[生物育種技術(shù)]種子生物學(xué)案例題專練一、案例分析題（每題15分，共2題）案例一（15分）背景材料：四川省作為國(guó)家重要糧食生產(chǎn)區(qū)，近年來(lái)在雜交水稻育種中廣泛應(yīng)用了分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)。某科研團(tuán)隊(duì)針對(duì)川中丘陵地區(qū)的主栽雜交水稻品種“川優(yōu)668”，發(fā)現(xiàn)其部分F?代群體在高溫脅迫下出現(xiàn)種子發(fā)芽率顯著下降的現(xiàn)象。通過(guò)分子標(biāo)記分析，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)與耐熱性相關(guān)的QTL（數(shù)量性狀位點(diǎn)）標(biāo)記在部分個(gè)體中缺失。結(jié)合四川夏季高溫多濕的氣候特點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃利用該標(biāo)記篩選并培育耐熱性更強(qiáng)的新雜交組合。問(wèn)題：1.分析該案例中QTL標(biāo)記在雜交水稻耐熱性育種中的應(yīng)用原理及優(yōu)勢(shì)。2.結(jié)合四川氣候特點(diǎn)，提出利用QTL標(biāo)記篩選耐熱性雜交水稻新組合的具體技術(shù)路線。3.從種子生物學(xué)角度，簡(jiǎn)述高溫脅迫對(duì)種子發(fā)芽率的影響機(jī)制及應(yīng)對(duì)策略。案例二（15分）背景材料：四川省綿陽(yáng)市某種子企業(yè)引進(jìn)了抗蟲轉(zhuǎn)基因棉花品種“科棉12”，但在2023年夏季遭遇棉鈴蟲（Helicoverpaarmigera）爆發(fā)性危害，導(dǎo)致部分棉田種子產(chǎn)量和品質(zhì)下降。經(jīng)調(diào)查，棉鈴蟲對(duì)轉(zhuǎn)基因抗蟲蛋白產(chǎn)生了一定程度的抗性。企業(yè)需緊急制定綜合防控方案，包括調(diào)整種子處理方法、優(yōu)化栽培管理技術(shù)等。問(wèn)題：1.分析棉鈴蟲對(duì)轉(zhuǎn)基因棉花產(chǎn)生抗性的生物學(xué)機(jī)制，并提出種子生物學(xué)層面的防控對(duì)策。2.結(jié)合四川棉區(qū)生態(tài)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一套“抗蟲基因+生物防治”的種子處理方案，并說(shuō)明其作用原理。3.從種子貯藏角度，簡(jiǎn)述抗蟲轉(zhuǎn)基因棉花種子在貯藏過(guò)程中可能面臨的問(wèn)題及解決方法。答案與解析案例一答案（15分）1.QTL標(biāo)記在雜交水稻耐熱性育種中的應(yīng)用原理及優(yōu)勢(shì)（5分）：-原理：QTL標(biāo)記是控制數(shù)量性狀的微效基因位點(diǎn)，通過(guò)分子標(biāo)記連鎖分析，可間接選擇攜帶目標(biāo)QTL的個(gè)體，避免傳統(tǒng)表型選擇的耗時(shí)性。耐熱性受多基因控制，QTL標(biāo)記能精準(zhǔn)定位耐熱基因，提高育種效率。-優(yōu)勢(shì)：-早期篩選：F?代即可通過(guò)PCR檢測(cè)QTL標(biāo)記，無(wú)需等待表型成熟。-精準(zhǔn)定位：可區(qū)分主效QTL與微效QTL，優(yōu)化基因組合。-環(huán)境適應(yīng)性：四川高溫多濕環(huán)境需耐熱性育種，QTL標(biāo)記可定向改良適應(yīng)性。2.篩選耐熱性雜交水稻新組合的技術(shù)路線（5分）：-步驟1：提取F?代群體DNA，利用耐熱性QTL標(biāo)記進(jìn)行分型，篩選攜帶目標(biāo)QTL的個(gè)體。-步驟2：對(duì)篩選出的個(gè)體進(jìn)行溫室高溫脅迫試驗(yàn)，測(cè)定發(fā)芽率、幼苗存活率等指標(biāo)，驗(yàn)證耐熱性。-步驟3：選育耐熱性強(qiáng)的單株，構(gòu)建分子標(biāo)記輔助選擇群體，連續(xù)3代優(yōu)化基因聚合。-步驟4：結(jié)合四川實(shí)際種植環(huán)境，進(jìn)行多點(diǎn)試驗(yàn)，最終篩選出綜合性狀優(yōu)異的新組合。3.高溫脅迫對(duì)種子發(fā)芽率的影響機(jī)制及應(yīng)對(duì)策略（5分）：-影響機(jī)制：-酶活性抑制：高溫導(dǎo)致種子內(nèi)α-淀粉酶、過(guò)氧化物酶等活性下降，影響物質(zhì)分解。-膜系統(tǒng)破壞：熱激導(dǎo)致細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化，影響離子平衡與萌發(fā)調(diào)控。-水分散失加速：高溫促進(jìn)種子蒸騰作用，導(dǎo)致萌發(fā)能量不足。-應(yīng)對(duì)策略：-分子層面：轉(zhuǎn)育抗熱基因，如熱激蛋白（HSP）基因。-貯藏層面：降低貯藏溫度（如5℃），控制濕度（≤60%）。-栽培層面：選育早熟品種，避免高溫時(shí)段播種。案例二答案（15分）1.棉鈴蟲抗性機(jī)制及種子生物學(xué)防控對(duì)策（5分）：-抗性機(jī)制：棉鈴蟲通過(guò)基因突變、代謝酶進(jìn)化（如酯酶、葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶）降低抗蟲蛋白敏感性，或改變?nèi)∈承袨槔@過(guò)抗性。-防控對(duì)策：-種子層面：添加生物殺蟲劑（如蘇云金芽孢桿菌Bt），延緩抗性進(jìn)化。-基因?qū)用妫恨D(zhuǎn)育多基因抗性品種（如Bt+蛋白酶抑制基因）。2.“抗蟲基因+生物防治”種子處理方案（5分）：-方案：棉種浸種前先用Bt懸浮液（1000IU/mL）處理12小時(shí)，隨后拌入1%印楝素粉末。-原理：Bt蛋白直接殺蟲，印楝素干擾昆蟲生長(zhǎng)發(fā)育，協(xié)同降低抗性風(fēng)險(xiǎn)。四川棉區(qū)高溫需選擇速效型制劑。3.抗蟲棉花種子貯藏問(wèn)題及解決方法（5分）：-問(wèn)題：抗蟲蛋白易失活（高溫、氧化）、種子發(fā)芽率下降（代謝紊亂）。-解決方法：-低溫貯藏：4℃冷藏延緩