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、HindⅢ、BamHⅠ三種限制酶處理突變體的總DNA，用HindⅢ處理野生型的總DNA，處理后進行電泳，使長短不同的DNA片段分離。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）進行雜交，得到如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、HindⅢ、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_____________________________不同。

③由實驗結(jié)果判斷突變體為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________組合進行PCR，擴增出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”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進行育種研究，以期提高其產(chǎn)量，下列思路最可行的是（_________）。

a．對水稻品系2進行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”） 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 不同酶切后含T-DNA的片段長度 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 促進 b

【解析】

本題考查基因工程的相關(guān)知識。電泳是指帶電顆粒在電場的作用下發(fā)生遷移的過程。電泳技術(shù)就是利用在電場的作用下，由于待分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)以及分子本身大小、形狀等性質(zhì)的差異，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度，從而對樣品進行分離、鑒定或提純的技術(shù)。

（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。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）①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不同酶切結(jié)果，雜交帶的位置不同，這是由于不同酶切后含T-DNA的片段長度不同。
③由實驗結(jié)果判斷突變體為T-DNA單個位點插入，依據(jù)是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。
（3）研究者用某種限制酶處理突變體的DNA，用DNA連接酶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①、④組合進行PCR，擴增出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基因可能促進水稻穗粒的形成。
（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進行育種研究，以期提高其產(chǎn)量，可行的思路是培育可以穩(wěn)定遺傳的轉(zhuǎn)入B基因的水稻品系2植株，故選b。