黃瓜為雌雄同株異花植物,同一植株上既有雌花也有雄花,雌花率影響黃瓜產(chǎn)量。研究人員利用黃瓜雌雄同株純合品系甲培育出全雌株(只有雌花)純合品系乙。為確定全雌性狀形成的分子機(jī)制,研究人員進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。
(1)雌雄同株和全雌株為一對(duì)等位基因控制的相對(duì)性狀。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明全雌性狀為顯性性狀并驗(yàn)證基因分離定律,寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路 將品系甲與品系乙雜交,觀察F1的表現(xiàn)型。再將F1與親本雌雄同株黃瓜雜交,觀察子代的表現(xiàn)型及比例將品系甲與品系乙雜交,觀察F1的表現(xiàn)型。再將F1與親本雌雄同株黃瓜雜交,觀察子代的表現(xiàn)型及比例。
(2)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)控制全雌性狀的基因位于3號(hào)染色體上,品系甲、乙3號(hào)染色體上部分基因分布的情況如圖所示,同時(shí)發(fā)現(xiàn)品系乙花蕾細(xì)胞中ASC蛋白和MYB1蛋白含量顯著高于品系甲,而BCAT蛋白無顯著差異。
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ASC和MYB1基因數(shù)量多或 ASC基因和MYB1基因轉(zhuǎn)錄水平高ASC基因和MYB1基因轉(zhuǎn)錄水平高的原因,導(dǎo)致合成的相應(yīng)蛋白質(zhì)增多,進(jìn)而促進(jìn)了雌花的發(fā)育。
(3)為進(jìn)一步研究控制全雌性狀的基因,科研人員利用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)。大致的實(shí)驗(yàn)過程如下:①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)基因植株丙和丁。分別將以MYB1基因和ASC基因?yàn)榘谢蛟O(shè)計(jì)的CRISPR-Cas9系統(tǒng)基因?qū)肫废导?,得到植株丙和?。ㄖ仓瓯投〉乃腥旧w上均只有一個(gè)位點(diǎn)導(dǎo)入了CRISPRCas9系統(tǒng)基因)。轉(zhuǎn)入植株丙和丁的基因可隨配子傳遞給子代,該CRISPR-Cas9系統(tǒng)只在受精卵中發(fā)揮基因編輯作用。由此產(chǎn)生的變異變型屬于 基因突變、基因重組基因突變、基因重組。
②將植株丙和植株丁分別與品系乙進(jìn)行雜交,結(jié)果見表。
F1 親本 |
雌雄同株 | 全雌株 |
植株丙×品系乙 | 0 | 35 |
植株丁×品系乙 |
雌雄同株:全雌株1:1
雌雄同株:全雌株1:1
時(shí),則說明MYB1基因不能控制全雌性狀,而ASC基因控制全雌性狀。【考點(diǎn)】基因的分離定律的實(shí)質(zhì)及應(yīng)用.
【答案】將品系甲與品系乙雜交,觀察F1的表現(xiàn)型。再將F1與親本雌雄同株黃瓜雜交,觀察子代的表現(xiàn)型及比例;ASC和MYB1基因數(shù)量多;ASC基因和MYB1基因轉(zhuǎn)錄水平高;基因突變、基因重組;雌雄同株:全雌株1:1
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:9引用:1難度:0.6
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