番茄作為一種嚴(yán)格的自花傳粉的二倍體作物,具有明顯的雜種優(yōu)勢,番茄生產(chǎn)基本上都是應(yīng)用雜交種。目前番茄的雜交育種以人工去雄授粉的方式進(jìn)行,存在勞動(dòng)量大、雜交種純度難保證等問題,因此得到雄性不育植株對(duì)育種具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。研究人員利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)對(duì)番茄品種TB0993的雄性可育基因SR進(jìn)行定向敲除,培育出雄性不育系M。回答下列問題:
(1)研究人員用雄性不育系M與雄性可育株雜交,F(xiàn)1均表現(xiàn)為雄性可育,F(xiàn)1自交獲得的F2中雄性可育株與雄性不育株的比例為3:1。由此可知,雄性不育和雄性可育是一對(duì) 相對(duì)性狀相對(duì)性狀,由位于 細(xì)胞核細(xì)胞核(細(xì)胞質(zhì)/細(xì)胞核)內(nèi)的基因控制。
(2)研究人員將基因SR、控制葉片紫色的基因ST和花粉致死基因D三個(gè)基因緊密連鎖在一起,再利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將其整合到雄性不育系M細(xì)胞中的一條染色體的DNA上,從而獲得紫色育性恢復(fù)的保持系N。讓該保持系N自交獲得F1,則F1中紫色植株與綠色(正常)植株的比約為 1:11:1,且綠色植株的育性情況為 雄性不育雄性不育,因此可通過幼苗顏色挑選并用于雜交種子生產(chǎn)的個(gè)體。F1出現(xiàn)上述比例主要是雄性不育系M減數(shù)分裂產(chǎn)生雌、雄配子所含基因種類及活性情況不同導(dǎo)致的,其中 ⑤⑤(選擇下列編號(hào))的雄配子具有活性,④⑤④⑤(選擇下列編號(hào))的雌配子具有活性。
①不含基因D
②只含基因SR
③只含基因SR和ST
④含基因SR、ST和D
⑤不含基因SR、ST和D
(3)若讓題(2)中的F1個(gè)體間隨機(jī)授粉,其后代中綠色的個(gè)體所占的比例為 3434。
(4)實(shí)際育種中,常利用轉(zhuǎn)基因保持系N通過單倍體育種方式快速繁育雄性不育植株,試用簡要文字和箭頭寫出育種的大致流程:轉(zhuǎn)基因保持系N的花粉花藥離體培養(yǎng)單倍體植株秋水仙素處理雄性不育植株轉(zhuǎn)基因保持系N的花粉花藥離體培養(yǎng)單倍體植株秋水仙素處理雄性不育植株。
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4
3
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花藥離體培養(yǎng)
秋水仙素處理
花藥離體培養(yǎng)
秋水仙素處理
【答案】相對(duì)性狀;細(xì)胞核;1:1;雄性不育;⑤;④⑤;;轉(zhuǎn)基因保持系N的花粉單倍體植株雄性不育植株
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花藥離體培養(yǎng)
秋水仙素處理
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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