黃瓜是雌雄同株異花植物,全雌株(只有雌花)和雌雄同株這一對(duì)相對(duì)性狀分別由D和d基因控制,位于2號(hào)染色體。黃瓜果皮綠色和黃色分別由A和a基因控制,位于3號(hào)染色體。已知A或a基因所在的染色體異常時(shí),含異常染色體的花粉不能參與受精。現(xiàn)有基因型為Aadd的品系甲和基因型為AaDD的品系乙,品系甲細(xì)胞中控制果皮顏色的染色體異常,如圖1。請(qǐng)回答下列問題:
(1)根據(jù)圖1可知,品系甲發(fā)生了 染色體結(jié)構(gòu)染色體結(jié)構(gòu)變異。若要確定品系甲細(xì)胞中A基因是否在異常染色體上,可讓該品系植株自花傳粉。若自交子代表現(xiàn)型及比例為 果皮綠色:黃色=1:1果皮綠色:黃色=1:1,則A基因在異常染色體上。
(2)品系甲、乙2號(hào)染色體上局部基因情況如圖2所示,同時(shí)發(fā)現(xiàn)品系乙花蕾細(xì)胞中ASC基因和MYBI基因的mRNA含量顯著高于品系甲,而BCAT基因的mRNA無顯著差異。由上述結(jié)果推測(cè),品系乙可能由于 ASC和MYB1基因數(shù)量多或ASC基因和MYB1基因轉(zhuǎn)錄水平高,表達(dá)相應(yīng)的蛋白質(zhì)量更多ASC和MYB1基因數(shù)量多或ASC基因和MYB1基因轉(zhuǎn)錄水平高,表達(dá)相應(yīng)的蛋白質(zhì)量更多,從而促進(jìn)了雌花的發(fā)育。
(3)為進(jìn)一步確定控制全雌性狀的基因,研究人員利用CRISPR-Cas9系統(tǒng)對(duì)相關(guān)基因進(jìn)行編輯。該系統(tǒng)的核心組成包括gRNA和Cas9蛋白,gRNA可以識(shí)別并結(jié)合靶基因,引導(dǎo)Cas9蛋白對(duì)靶基因進(jìn)行剪切,進(jìn)而破壞靶基因結(jié)構(gòu)。由于品系乙難以被直接編輯,研究人員以品系甲為背景選育了轉(zhuǎn)基因植株丙和?。▓D3),分別與品系乙進(jìn)行雜交,結(jié)果見表。轉(zhuǎn)入植株丙和丁的基因可隨配子傳遞給子代,表達(dá)的CRISPR-Cas9系統(tǒng)可在受精卵中發(fā)揮基因編輯作用。
F1親本 | 全雌株 | 雌雄同株 |
植株丙×品系乙 | 15 | 18 |
植株丁×品系乙 | ? | ? |
1:1
1:1
,含有轉(zhuǎn)入基因的配子形成受精卵后,細(xì)胞中的 ASCa 和ASCb
ASCa 和ASCb
基因結(jié)構(gòu)被破壞,表現(xiàn)為 雌雄同株
雌雄同株
,不含有轉(zhuǎn)入基因的配子形成受精卵后,表現(xiàn)為 全雌株
全雌株
。②植株丁與品系乙雜交結(jié)果為
全雌株
全雌株
,說明MYBI基因不是控制全雌性狀的基因。【答案】染色體結(jié)構(gòu);果皮綠色:黃色=1:1;ASC和MYB1基因數(shù)量多或ASC基因和MYB1基因轉(zhuǎn)錄水平高,表達(dá)相應(yīng)的蛋白質(zhì)量更多;1:1;ASCa 和ASCb;雌雄同株;全雌株;全雌株
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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