Question

20．T-DNA可能隨機插入植物基因組內，導致被插入基因發(fā)生突變．用此方法誘導擬南芥產生突變體的過程如下：種植野生型擬南芥，待植株形成花蕾時，將地上部分浸入農桿菌（其中的T-DNA上帶有抗除草劑基因）懸浮液中以實現(xiàn)轉化．在適宜條件下培養(yǎng)，收獲種子（稱為T₁代）．
（1）為促進植株側枝發(fā)育以形成更多的花蕾，需要去除頂芽．
（2）為篩選出已轉化的個體，需將T₁代播種在含（一定濃度的）除草劑的培養(yǎng)基上生長，成熟后自交，收獲種子（稱為T₂代）．
（3）為篩選出具有抗鹽性狀的突變體，需將T₂代播種在含（一定濃度的）鹽的培養(yǎng)基上，獲得所需個體．
（4）經過多代種植獲得能穩(wěn)定遺傳的抗鹽突變體．為確定抗鹽性狀是否由單基因突變引起，需將該突變體與野生型植株進行雜交，再自交1代后統(tǒng)計性狀分離比．
（5）若上述T-DNA的插入造成了基因功能喪失，從該突變體的表現(xiàn)型可以推測野生型基因的存在導致植物的抗鹽性降低．
（6）根據(jù)T-DNA的已知序列，利用PCR技術可以擴增出被插入的突變體基因片段．其過程是：提取植株的DNA，用DNA連接酶限制酶處理后，再用DNA連接酶將獲得的DNA片段連接成環(huán)（如圖2），以此為模板，從圖中A、B、C、D四種單鏈DNA片斷中選取B、C作為引物進行擴增，得到的片斷將用于獲取該基因的全序列信息．

Answer 1

分析 頂端優(yōu)勢是指頂芽優(yōu)先生長，而側芽受到抑制的現(xiàn)象．
因為要擴增的是被插入基因片段，所以應提取突變體植株的DNA．將DNA片段連接起來的酶是DNA連接酶．圖示中表示出了DNA合成方向是：引物A是順時針方向，那么，B、D就是逆時針方向，C也是順時針方向．利用A、D這對引物擴增的將是T-DNA片段，而利用B、C這對引物擴增的才是被插入的基因片段．

解答 解：（1）頂芽的存在可導致頂端優(yōu)勢，進而影響側枝上花蕾的形成，所以需要除去頂芽，以促進植株側枝發(fā)育以形成更多的花蕾．
（2）野生型擬南芥是否被農桿菌轉化，可在個體水平進行檢測，看它是否具有抗除草劑性狀．因此可將其種植在含除草劑的培養(yǎng)基中．
（3）為篩選出具有抗鹽性狀的突變體，需將T₁代播種在含鹽的培養(yǎng)基上，獲得所需個體．經過多代種植獲得能穩(wěn)定遺傳的抗鹽突變體．
（4）單基因突變引起的變異，其遺傳符合基因分離定律，就可用變異株與野生型植株雜交，而后自交，統(tǒng)計自交后代性狀分離比進行判斷．如果出現(xiàn)3：1的分離比，則為單基因突變．
（5）由（3）中“抗鹽性狀的突變體”信息知：野生型基因的存在導致植物的抗鹽性降低．
（6）T-DNA存在于誘導形成的擬南芥突變體植株的DNA中．DNA連接酶可將不同的DNA片段進行連接．因為DNA兩條鏈反向平行，由圖示環(huán)狀DNA外側鏈DNA合成方向可判斷，DNA擴增過程所選的引物應為B、C，這樣可確保被插入的基因片段得到復制．要注意DNA兩條單鏈反向平行，B、C作為引物可保證插入的基因片段優(yōu)先復制．
故答案為：
（1）頂芽
（2）（一定濃度的）除草劑
（3）（一定濃度的）鹽
（4）野生型    1
（5）降低
（6）突變體    DNA連接酶       B、C

點評 本題以轉基因擬南芥的培養(yǎng)過程為信息載體，考查了基因工程和遺傳定律的相關知識，意在考查考生的識圖能力和理解能力，具有一定的難度．