Question

【題目】類病斑突變體是一類在沒有外界病原菌侵染情況下，局部組織自發(fā)形成壞死斑的突變體，壞死斑的產(chǎn)生基本不影響植株生長，反而會(huì)增強(qiáng)植株對病原菌抗性。

（1）將某野生型粳稻品種用甲基磺酸乙酯（EMS）___________________獲得類病斑突變體，收獲突變體種子，在溫室內(nèi)種植，隨著葉片發(fā)育逐漸出現(xiàn)病斑直至布滿葉片，收獲種子，連續(xù)多年種植，其葉片均產(chǎn)生類病斑，表明該類病斑表型可以___________________。

（2）突變體與野生型植株___________________產(chǎn)生的F1植株表型均一致，且F2中野生型和突變型植株的比例符合3∶1。表明突變體的類病斑表型受常染色體上的___________________控制。

（3）對F2群體中148個(gè)隱性單株和___________________進(jìn)行序列分析，發(fā)現(xiàn)1號(hào)染色體上A基因的非模板鏈發(fā)生了單堿基突變，如下圖所示，據(jù)此推測突變體出現(xiàn)類病斑的原因是：___________________。

（可能用到的密碼子：AUG：起始密碼子；CAA：谷氨酰胺；GAA：谷氨酸；CUU：亮氨酸；UAA：終止密碼子；AUU：異亮氨酸）

（4）進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與野生型相比，類病斑突變體對稻瘟病和白葉枯病的抗性均有所提高。提取細(xì)胞中的總RNA，在___________酶的作用下合成cDNA，然后以防御反應(yīng)相關(guān)基因P1、P2、P3的特有序列作___________進(jìn)行定量PCR，檢測這三種基因的表達(dá)量，結(jié)果如下圖所示。推測突變體抗性提高的原因是___________。

Answer 1

【答案】誘變 穩(wěn)定遺傳 正、反交 1對隱性基因 野生型植株 非模板鏈的G變?yōu)?/span>T，使密碼子由GAA變?yōu)?/span>UAA，翻譯提前終止，合成的多肽鏈變短 逆轉(zhuǎn)錄 引物 A基因的突變提高了防御基因的表達(dá)

【解析】

突變體與野生型植株正、反交產(chǎn)生的F1植株表型均一致，且F2中野生型和突變型植株的比例符合3∶1，說明野生型為顯性，突變型為隱性�；�因表達(dá)是指將來自基因的遺傳信息合成功能性基因產(chǎn)物的過程，基因表達(dá)產(chǎn)物通常是蛋白質(zhì)�；�因表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯。轉(zhuǎn)錄過程由RNA聚合酶進(jìn)行，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對的原則，合成相對應(yīng)的RNA分子。翻譯過程是以信使RNA（mRNA）為模板，指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)的過程。

（1）誘變可以提高突變的頻率，將某野生型粳稻品種用甲基磺酸乙酯（EMS）誘變獲得類病斑突變體，收獲突變體種子。連續(xù)多年種植，其葉片均產(chǎn)生類病斑，沒有出現(xiàn)性狀分離，表明該類病斑表型可以穩(wěn)定遺傳。

（2）若突變體的類病斑表型受常染色體上的1對隱性基因控制，與性別無關(guān)，因此突變體與野生型植株正、反交產(chǎn)生的F1植株表型均一致，且F2中野生型和突變型植株的比例符合3∶1。

（3）圖中的序列為野生型和突變體的序列，因此是對F2群體中148個(gè)隱性單株（突變體）和野生型植株進(jìn)行序列分析，發(fā)現(xiàn)1號(hào)染色體上A基因的非模板鏈發(fā)生了單堿基突變，如題圖所示，據(jù)此推測突變體出現(xiàn)類病斑的原因是：非模板鏈的G變?yōu)?/span>T，使密碼子由GAA（谷氨酸）變?yōu)?/span>UAA（終止密碼子），翻譯提前終止，合成的多肽鏈變短。

（4）RNA在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成cDNA。然后以防御反應(yīng)相關(guān)基因P1、P2、P3的特有序列作引物進(jìn)行定量PCR，檢測這三種基因的表達(dá)量。從圖中可知，突變體的P1、P2、P3表達(dá)量均明顯提高，推測突變體抗性提高的原因是A基因的突變提高了防御基因的表達(dá)。