Question

6．为培育矮秆性状的水稻，科研人员进行了下列研究．
（1）科研人员构建含T-DNA的重组质粒，在T-DNA区段中含有已知序列的潮霉素抗性基因．将水稻W的愈伤组织浸入含有上述重组质粒的农杆菌菌液中，20min后转入水稻愈伤组织培养基培养，3d后转入含潮霉素的培养基中筛选抗性愈伤组织．诱导愈伤组织的材料取自水稻W的未成熟胚，其原因是分化程度较低，易于脱分化．
（2）提取转基因水稻W叶片细胞的总DNA，利用T-DNA区段中的潮霉素抗性基因序列设计引物，用PCR法对转基因水稻进行分子（水平）鉴定．
（3）将抗性愈伤组织再分化形成的水稻幼苗移栽至大田，得到T₀代转基因水稻．以（非转基因）水稻W为对照，对
T₀代水稻进行表型分析，筛选得到矮秆突变体G．判断G的矮秆突变性状是否为可遗传变异的常用方法是观察G的自交后代（T₁代）是否发生性状分离．
（4）从T₁代筛选矮秆突变体，T₂～T₄每代均种植矮秆突变体，各代植株上剪取叶片进行潮霉素抗性检测，统计T₂代和T₄代潮霉素抗性和株高表型，得到如表结果．

潮霉素 抗性	世代	植株数目
		矮秆	正常株高
抗性	T2	259	0
	T4	298	0
非抗性	T2	0	80
	T4	0	92

据表分析，T₂和T₄代矮秆：正常株高均符合3：1的分离比，说明矮秆突变性状是由一对基因控制的显性遗传，表中矮秆植株均表现潮霉素抗性，正常株高植株均表现为潮霉素敏感的结果说明，T-DNA以单点方式插入到水稻基因组中，使控制株高的基因失活．

Answer 1

分析 1、农杆菌转化法的原理：农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上．根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上．
2、植物组织培养的过程：外植体$\stackrel{脱分化}{→}$愈伤组织$\stackrel{再分化}{→}$胚状体→新植体．
3、分析表格：表中T₂和T₄代矮秆：正常株高均符合3：1的分离比，说明矮秆突变性状是由一对基因控制的显性遗传，且表中矮秆植株均表现潮霉素抗性，正常株高植株均表现为潮霉素敏感．

解答 解：（1）农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上．根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上．在T-DNA区段中含有已知序列的潮霉素抗性基因，因此用含潮霉素的培养基中筛选抗性愈伤组织．诱导愈伤组织的材料取自水稻W的未成熟胚，其原因是未成熟胚的分化程度较低，易于脱分化．
（2）在T-DNA区段中含有已知序列的潮霉素抗性基因，因此提取转基因水稻W叶片细胞的总DNA后，利用T-DNA区段中的潮霉素抗性基因序列设计引物，再用PCR法对转基因水稻进行分子（水平）鉴定．
（3）愈伤组织经过再分化过程形成幼苗．以（非转基因）水稻W为对照，对T₀代水稻进行表型分析，筛选得到矮秆突变体G．判断G的矮秆突变性状是否为可遗传变异的常用方法是观察G的自交后代（T₁代）是否发生性状分离．
（4）表中T₂和T₄代矮秆：正常株高均符合3：1的分离比，说明矮秆突变性状是由一对基因控制的显性遗传；表中矮秆植株均表现潮霉素抗性，正常株高植株均表现为潮霉素敏感，这说明T-DNA以单点方式插入到水稻基因组中，使控制株高的基因失活．
故答案为：
（1）农杆菌    潮霉素    分化程度较低，易于脱分化
（2）潮霉素抗性基因分子（水平）鉴定
（3）再分化（非转基因）水稻W  是否发生性状分离
（4）一       显          矮秆植株均表现潮霉素抗性，正常株高植株均表现为潮霉素敏感

点评 本题结合图标，考查基因工程、基因分离定律等知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节问题；掌握基因分离定律的实质，能结合表中数据答题，属于考纲理解和应用层次的考查．