Question

【題目】水稻穗粒數(shù)可影響水稻產(chǎn)量。研究者篩選到一株穗粒數(shù)異常突變體，并進(jìn)行了相關(guān)研究。

（1）農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的T-DNA序列，可以從農(nóng)桿菌中轉(zhuǎn)移并隨機(jī)插入到被侵染植物的__________中，導(dǎo)致被插入的基因功能喪失。研究者用此方法構(gòu)建水稻突變體庫(kù)，并從中篩選到穗粒數(shù)異常突變體。

（2）研究者分別用EcoRⅠ、Hind Ⅲ、BamHⅠ三種限制酶處理突變體的總DNA，用Hind Ⅲ處理野生型的總DNA，處理后進(jìn)行電泳，使長(zhǎng)短不同的DNA片段______。電泳后的DNA與DNA分子探針（含放射性同位素標(biāo)記的T-DNA片段）進(jìn)行雜交，得到下圖所示放射性檢測(cè)結(jié)果。

①由于雜交結(jié)果中___________，表明T-DNA成功插入到水稻染色體基因組中。（注：T-DNA上沒(méi)有EcoRⅠ、Hind Ⅲ、BamHⅠ三種限制酶的酶切位點(diǎn)）

②不同酶切結(jié)果，雜交帶的位置不同，這是由于________________。

③由實(shí)驗(yàn)結(jié)果斷定突變體為T-DNA單個(gè)位點(diǎn)插入，依據(jù)是___________。

（3）研究者用某種限制酶處理突變體的DNA（如下圖所示），用_______將兩端的黏性末端連接成環(huán)，以此為模板，再利用圖中的引物__________組合進(jìn)行PCR，___________出T-DNA插入位置兩側(cè)的未知序列。經(jīng)過(guò)與野生型水稻基因組序列比對(duì)，確定T-DNA插入了2號(hào)染色體上的B基因中。

（4）研究發(fā)現(xiàn)，該突變體產(chǎn)量明顯低于野生型，據(jù)此推測(cè)B基因可能_____（填“促進(jìn)”或“抑制”）水稻穗粒的形成。

（5）育種工作者希望利用B基因，對(duì)近緣高品質(zhì)但穗粒數(shù)少的低產(chǎn)水稻品系2進(jìn)行育種研究，以期提高其產(chǎn)量，下列思路最可行的一項(xiàng)是（_____）

a.對(duì)水稻品系2進(jìn)行60Co照射，選取性狀優(yōu)良植株

b.培育可以穩(wěn)定遺傳的轉(zhuǎn)入B基因的水稻品系2植株

c.將此突變體與水稻品系2雜交，篩選具有優(yōu)良性狀的植株

Answer 1

【答案】染色體DNA（或“核基因組”） 分離 突變體在不同限制酶處理時(shí)均出現(xiàn)雜交帶，野生型無(wú)雜交帶，Ti質(zhì)粒有雜交帶 不同限制酶處理后含T-DNA的片段長(zhǎng)度不同 用三種不同限制酶處理都只得到一條雜交帶，而野生型無(wú)雜交帶 DNA連接酶 ①、④ 擴(kuò)增 促進(jìn) b

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的T-DNA序列，可以從農(nóng)桿菌中轉(zhuǎn)移并隨機(jī)插入到被侵染植物的染色體DNA中，導(dǎo)致被插入的基因功能喪失。

（2）電泳法是利用樣品中各種分子帶電性質(zhì)和數(shù)量以及樣品分子大小不同，產(chǎn)生的遷移速度不同而實(shí)現(xiàn)樣品中各種分子的分離，所以用Hind Ⅲ處理野生型的總DNA后，會(huì)得到不同片段的DNA，進(jìn)行電泳后，長(zhǎng)短不同的DNA片段會(huì)分離。

①分析雜交結(jié)果可知，由于雜交結(jié)果中突變體在不同限制酶處理時(shí)，均出現(xiàn)雜交帶，野生型無(wú)條帶，Ti質(zhì)粒有雜交帶，表明T-DNA成功插入到水稻染色體基因組中。

②由于不同限制酶處理后含T-DNA的片段長(zhǎng)度不同，所以不同酶切結(jié)果，雜交帶的位置不同。

③由于用三種不同限制酶處理都只得到一條雜交帶，而野生型無(wú)雜交帶，說(shuō)明突變體為T-DNA單個(gè)位點(diǎn)插入。

（3）連接DNA黏性末端需要用DNA連接酶。由于T-DNA的插入具有隨機(jī)性，通過(guò)突變體水稻基因組與野生型水稻基因組序列比對(duì)可確定插入的部位，為實(shí)施該比對(duì)操作需要利用圖中的引物①、④對(duì)下圖突變體DNA的未知序列進(jìn)行PCR擴(kuò)增。經(jīng)過(guò)與野生型水稻基因組序列比對(duì)，確定T-DNA插入了2號(hào)染色體上的B基因中。

（4）研究發(fā)現(xiàn)，種植后該突變體產(chǎn)量明顯低于野生型，據(jù)此推測(cè)B基因可能促進(jìn)水稻穗粒的形成。

（5）利用B基因，對(duì)近緣高品質(zhì)但穗粒數(shù)少的低產(chǎn)水稻品系2進(jìn)行育種研究，以期提高其產(chǎn)量，可以培育可以穩(wěn)定遺傳的轉(zhuǎn)入B基因的水稻品系2植株。綜上所述，ac不符合題意，b符合題意。