Question

【題目】（20分）玉米自交系（遺傳穩(wěn)定的育種材料）B具有高產(chǎn)、抗病等優(yōu)良性質(zhì)，但難以直接培育成轉(zhuǎn)基因植株，為使其獲得抗除草劑性狀，需依次進(jìn)行步驟I、II試驗(yàn)。

Ⅰ．獲得抗除草劑轉(zhuǎn)基因玉米自交系A(chǔ)，技術(shù)路線如下圖。

（1）為防止酶切產(chǎn)物自身環(huán)化，構(gòu)建表達(dá)載體需用2種限制酶，選擇的原則是______（單選）。

①Ti質(zhì)粒內(nèi)，每種限制酶只有一個(gè)切割位點(diǎn)

②G基因編碼蛋白質(zhì)的序列中，每種限制酶只有一個(gè)切割位點(diǎn)

③酶切后，G基因形成的兩個(gè)黏性末端序列不相同

④酶切后，Ti質(zhì)粒形成的兩個(gè)黏性末端序列相同

A．①③ B．①④ C．②③ D．②④

（2）下表是4種玉米自交系幼胚組織培養(yǎng)不同階段的結(jié)果。據(jù)表可知，細(xì)胞脫分化時(shí)使用的激素是_______________，自交系_______________的幼胚最適合培養(yǎng)成愈傷組織作為轉(zhuǎn)化受體。

（3）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化愈傷組織時(shí)，T-DNA攜帶插入其內(nèi)的片段轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞。篩選轉(zhuǎn)化的愈傷組織，需使用含_____________________的選擇培養(yǎng)基。

（4）轉(zhuǎn)化過(guò)程中，愈傷組織表面常殘留農(nóng)桿菌，導(dǎo)致未轉(zhuǎn)化愈傷組織也可能在選擇培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。含有內(nèi)含子的報(bào)告基因只能在真核生物中正確表達(dá)，其產(chǎn)物能催化無(wú)色物質(zhì)K呈現(xiàn)藍(lán)色。用K分別處理以下愈傷組織，出現(xiàn)藍(lán)色的是_______________（多選）。

A．無(wú)農(nóng)桿菌附著的未轉(zhuǎn)化愈傷組織

B．無(wú)農(nóng)桿菌附著的轉(zhuǎn)化愈傷組織

C．農(nóng)桿菌附著的未轉(zhuǎn)化愈傷組織

D．農(nóng)桿菌附著的轉(zhuǎn)化愈傷組織

（5）組織培養(yǎng)獲得的轉(zhuǎn)基因植株（核DNA中僅插入一個(gè)G基因）進(jìn)行自交，在子代含G基因的植株中，純合子占_____________。繼續(xù)篩選，最終選育出抗除草劑純合自交系A(chǔ)。

II．通過(guò)回交使自交系B獲得抗除草劑性狀

（6）抗除草劑自交系A(chǔ)（GG）與自交系B雜交產(chǎn)生F1，然后進(jìn)行多輪回交（下圖）。自交系B作為親本多次回交的目的是使后代______________。

（7）假設(shè)子代生活力一致，請(qǐng)計(jì)算上圖育種過(guò)程F1、H1、H2、H3各代中含G基因植株的比例，并在圖1中畫(huà)出對(duì)應(yīng)的折線圖。若回交后每代不進(jìn)行鑒定篩選，直接回交，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫(huà)出相應(yīng)的折線圖。

（8）下表是鑒定含G基因植株的4種方法。請(qǐng)預(yù)測(cè)同一后代群體中，4種方法檢出的含G基因植株的比例，從小到大依次是________。

方法 檢測(cè)對(duì)象 檢測(cè)目標(biāo) 檢出的含G基因植株的比例

PCR擴(kuò)增 基因組DNA G基因 x1 分子雜交 總mRNA G基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 x2 抗原-抗體雜交 總蛋白質(zhì) G基因編碼的蛋白質(zhì) x3 噴灑除草劑 幼苗 抗除草劑幼苗 x4

對(duì)Hn繼續(xù)篩選，最終選育出高產(chǎn)、抗病、抗除草劑等優(yōu)良性狀的玉米自交系

Answer 1

【答案】（1）A （2）2,4—D 乙 （3）除草劑 （4）BD （5）1/3

（6）積累越來(lái)越多自交系B的遺傳物質(zhì)/優(yōu)良性狀

（7）

（8）X4，X3，X2，X1

【解析】（1）質(zhì)粒作為將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞的載體，每種限制酶的切割位點(diǎn)最好只有一個(gè)，否則切割后會(huì)導(dǎo)致基因缺失，影響基因的表達(dá)；限制酶的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)位于DNA上，G基因編碼的序列是蛋白質(zhì)，沒(méi)有限制酶的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)；雙酶切后，G基因和Ti質(zhì)粒形成的兩個(gè)黏性末端序列均不相同。故選A。（2）細(xì)胞脫分化形成愈傷組織，由結(jié)果可知，使用2,4-D時(shí)愈傷組織形成率最高。比較4個(gè)自交系，甲自交系中芽的分化率比較低，丙自交系中根的誘導(dǎo)率比較低，丁自交系中愈傷組織形成率比較低，乙自交系中愈傷組織形成率、芽的分化率和根的誘導(dǎo)率都相對(duì)較高，故最適合培養(yǎng)成愈傷組織作為轉(zhuǎn)化受體。（3）獲得抗除草劑轉(zhuǎn)基因玉米自交系A(chǔ)，則篩選轉(zhuǎn)化的愈傷組織，需使用含除草劑的選擇培養(yǎng)基。（4）含有內(nèi)含子的報(bào)告基因位于農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T-DNA中，無(wú)農(nóng)桿菌附著的未轉(zhuǎn)化愈傷組織不含內(nèi)含子的報(bào)告基因，不會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色；不論有無(wú)農(nóng)桿菌附著，轉(zhuǎn)化愈傷組織中都含有Ti質(zhì)粒，含內(nèi)含子的報(bào)告基因，出現(xiàn)藍(lán)色；農(nóng)桿菌附著的未轉(zhuǎn)化愈傷組織，含內(nèi)含子的報(bào)告基因位于農(nóng)桿菌中，農(nóng)桿菌屬于原核生物，其中的報(bào)告基因不能正確表達(dá)，不會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色。故選BD。（5）由于轉(zhuǎn)基因植株的核DNA中僅插入一個(gè)G基因，設(shè)基因型為GO，自交后代含G基因的植株基因型為GG或GO，比例為1:2，純合子占1/3。（6）回交是指雜交后代與自交系B雜交，會(huì)使后代積累越來(lái)越多自交系B的遺傳物質(zhì)/優(yōu)良性狀。（7）自交系B不含抗除草劑基因，設(shè)基因型為OO，則自交系A(chǔ)（GG）與之雜交得F1，基因型為GO，都含有G基因，再與自交系B（OO）回交得H1，基因型為GO和OO，比例為1:1，含有G基因的植株占1/2，篩選去除基因型為OO的植株后，剩余的都是基因型為GO的植株，再回交，則與H1結(jié)果相同，含有G基因的植株占1/2。若不篩選，則1/2GO、1/2OO植株回交得H2，基因型為1/4GO、3/4OO，含有G基因的植株占1/4，1/4GO，3/4OO植株回交得H3，基因型為1/8GO、7/8OO，含有G基因的植株占1/8。（8）G基因?qū)�入受體受體細(xì)胞后，不一定轉(zhuǎn)錄形成mRNA，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA不一定翻譯形成相應(yīng)的蛋白質(zhì)，翻譯形成相應(yīng)的蛋白質(zhì)，不一定表現(xiàn)出抗除草劑性狀，所以檢測(cè)出含G基因植株的比例由大到大依次是X4，X3，X2，X1。