Question

【题目】水稻穗粒数可影响水稻产量。研究者筛选到一株穗粒数异常突变体，并进行了相关研究。

（1）农杆菌Ti质粒上的T-DNA序列，可以从农杆菌中转移并随机插入到被侵染植物的__________中，导致被插入的基因功能丧失。研究者用此方法构建水稻突变体库，并从中筛选到穗粒数异常突变体。

（2）研究者分别用EcoRⅠ、Hind Ⅲ、BamHⅠ三种限制酶处理突变体的总DNA，用Hind Ⅲ处理野生型的总DNA，处理后进行电泳，使长短不同的DNA片段______。电泳后的DNA与DNA分子探针（含放射性同位素标记的T-DNA片段）进行杂交，得到下图所示放射性检测结果。

①由于杂交结果中___________，表明T-DNA成功插入到水稻染色体基因组中。（注：T-DNA上没有EcoRⅠ、Hind Ⅲ、BamHⅠ三种限制酶的酶切位点）

②不同酶切结果，杂交带的位置不同，这是由于________________。

③由实验结果断定突变体为T-DNA单个位点插入，依据是___________。

（3）研究者用某种限制酶处理突变体的DNA（如下图所示），用_______将两端的黏性末端连接成环，以此为模板，再利用图中的引物__________组合进行PCR，___________出T-DNA插入位置两侧的未知序列。经过与野生型水稻基因组序列比对，确定T-DNA插入了2号染色体上的B基因中。

（4）研究发现，该突变体产量明显低于野生型，据此推测B基因可能_____（填“促进”或“抑制”）水稻穗粒的形成。

（5）育种工作者希望利用B基因，对近缘高品质但穗粒数少的低产水稻品系2进行育种研究，以期提高其产量，下列思路最可行的一项是（_____）

a.对水稻品系2进行60Co照射，选取性状优良植株

b.培育可以稳定遗传的转入B基因的水稻品系2植株

c.将此突变体与水稻品系2杂交，筛选具有优良性状的植株

Answer 1

【答案】染色体DNA（或“核基因组”） 分离 突变体在不同限制酶处理时均出现杂交带，野生型无杂交带，Ti质粒有杂交带 不同限制酶处理后含T-DNA的片段长度不同 用三种不同限制酶处理都只得到一条杂交带，而野生型无杂交带 DNA连接酶 ①、④ 扩增 促进 b

【解析】

基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

（1）农杆菌Ti质粒上的T-DNA序列，可以从农杆菌中转移并随机插入到被侵染植物的染色体DNA中，导致被插入的基因功能丧失。

（2）电泳法是利用样品中各种分子带电性质和数量以及样品分子大小不同，产生的迁移速度不同而实现样品中各种分子的分离，所以用Hind Ⅲ处理野生型的总DNA后，会得到不同片段的DNA，进行电泳后，长短不同的DNA片段会分离。

①分析杂交结果可知，由于杂交结果中突变体在不同限制酶处理时，均出现杂交带，野生型无条带，Ti质粒有杂交带，表明T-DNA成功插入到水稻染色体基因组中。

②由于不同限制酶处理后含T-DNA的片段长度不同，所以不同酶切结果，杂交带的位置不同。

③由于用三种不同限制酶处理都只得到一条杂交带，而野生型无杂交带，说明突变体为T-DNA单个位点插入。

（3）连接DNA黏性末端需要用DNA连接酶。由于T-DNA的插入具有随机性，通过突变体水稻基因组与野生型水稻基因组序列比对可确定插入的部位，为实施该比对操作需要利用图中的引物①、④对下图突变体DNA的未知序列进行PCR扩增。经过与野生型水稻基因组序列比对，确定T-DNA插入了2号染色体上的B基因中。

（4）研究发现，种植后该突变体产量明显低于野生型，据此推测B基因可能促进水稻穗粒的形成。

（5）利用B基因，对近缘高品质但穗粒数少的低产水稻品系2进行育种研究，以期提高其产量，可以培育可以稳定遗传的转入B基因的水稻品系2植株。综上所述，ac不符合题意，b符合题意。