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，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上沒有EcoRⅠ、Hind Ⅲ、BamHⅠ三種限制酶的酶切位點）

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

③由實驗結(jié)果斷定突變體為T-DNA單個位點插入，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)過與野生型水稻基因組序列比對，確定T-DNA插入了2號染色體上的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是（_____）

a.對水稻品系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均出現(xiàn)雜交帶，野生型無雜交帶，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�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫中獲取、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)�入動物�?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）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(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檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。個體水平上的鑒定：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，會得到不同片段的DNA，進(jìn)行電泳后，長短不同的DNA片段會分離。

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，均出現(xiàn)雜交帶，野生型無條帶，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，而野生型無雜交帶，說明突變體為T-DNA單個位點插入。

（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，通過突變體水稻基因組與野生型水稻基因組序列比對可確定插入的部位，為實施該比對操作需要利用圖中的引物①、④對下圖突變體DNA的未知序列進(jìn)行PCR擴(kuò)增。經(jīng)過與野生型水稻基因組序列比對，確定T-DNA插入了2號染色體上的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B基因可能促進(jìn)水稻穗粒的形成。

（5）利用B基因，對近緣高品質(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。