番茄光系統(tǒng)是由光合色素、脂類和蛋白質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合物，高強(qiáng)度光照射后，會(huì)受到破壞從而抑制光合作用。研究人員對(duì)番茄抗高光脅迫的系統(tǒng)調(diào)控機(jī)制進(jìn)行了相關(guān)研究。
（1）高光脅迫時(shí)，位于
類囊體（類囊體薄膜）
類囊體（類囊體薄膜）
膜（結(jié)構(gòu)）上的光系統(tǒng)，可以 吸收（吸收傳遞）
吸收（吸收傳遞）
過量光能，將其轉(zhuǎn)化為大量熱能，破壞光系統(tǒng)。而番茄會(huì)通過NPQ（一種光保護(hù)機(jī)制）散失過多熱能，避免高光脅迫造成的損傷。
（2）為研究V基因在高光條件下對(duì)NPQ機(jī)制的作用，科研人員利用病毒誘導(dǎo)基因沉默技術(shù)（VIGS技術(shù)）特異性地使V基因沉默。該技術(shù)的原理如圖1所示。
①結(jié)合信息，本實(shí)驗(yàn)中目的基因應(yīng)選用 V基因
V基因
。該目的基因可通過 PCR （人工合成）
PCR （人工合成）
技術(shù)獲得，利用 限制酶和DNA連接
限制酶和DNA連接
酶可將其與病毒載體連接，構(gòu)建重組病毒載體，轉(zhuǎn)入特殊農(nóng)桿菌中。已知普通農(nóng)桿菌能將自身Ti質(zhì)粒上的T-DNA轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞，請(qǐng)據(jù)圖1說出該過程中特殊農(nóng)桿菌的作用特點(diǎn) 無需將目的基因整合到T-DNA上，而直接可將外源重組病毒載體轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞，同時(shí)不會(huì)轉(zhuǎn)入Ti質(zhì)粒
無需將目的基因整合到T-DNA上，而直接可將外源重組病毒載體轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞，同時(shí)不會(huì)轉(zhuǎn)入Ti質(zhì)粒
。
②應(yīng)用該技術(shù)最終獲得V基因沉默番茄，與野生型番茄經(jīng)過相同高光處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2，說明 V基因的表達(dá)能夠促進(jìn)NPQ機(jī)制的激活
V基因的表達(dá)能夠促進(jìn)NPQ機(jī)制的激活
。
（3）番茄上部葉片經(jīng)高光處理后，未受光照的下部葉片中V基因表達(dá)量會(huì)隨之發(fā)生變化，從而使整株植物均可抵抗高光。推測(cè)上部葉片產(chǎn)生的HY5（一種轉(zhuǎn)錄因子）傳遞到下部葉片，導(dǎo)致V基因表達(dá)量的變化?？蒲腥藛T利用不同的番茄植株進(jìn)行嫁接實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證上述猜測(cè)。
| 分類 |
1組 |
2組 |
3組 |
| 上部葉片 |
HY5沉默植株 |
野生型 |
Ⅰ___ |
| 下部葉片 |
野生型 |
野生型 |
Ⅱ___ |
| 檢測(cè)下部葉片V基因表達(dá)量 |
①在上表橫線處完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，Ⅰ、Ⅱ的番茄植株應(yīng)分別選用
A
A
、
C
C
。
（填寫字母）
A.HY5過表達(dá)植株
B.HY5沉默植株
C.野生型植株
②若出現(xiàn)
如果出現(xiàn)下部葉片V基因的表達(dá)量1組＜2組＜3組
如果出現(xiàn)下部葉片V基因的表達(dá)量1組＜2組＜3組
的結(jié)果，則證明上述推測(cè)成立。
（4）綜上所述，請(qǐng)解釋高光脅迫時(shí)，番茄整株植物抵抗高光的分子機(jī)制
高光照射后，番茄上部受光葉片產(chǎn)生HY5，產(chǎn)生的HY5傳遞到下部未受光葉片，整體促進(jìn)V基因表達(dá)，激活NPQ機(jī)制，促進(jìn)葉片散熱，從而整株植物得以保護(hù)自身
高光照射后，番茄上部受光葉片產(chǎn)生HY5，產(chǎn)生的HY5傳遞到下部未受光葉片，整體促進(jìn)V基因表達(dá)，激活NPQ機(jī)制，促進(jìn)葉片散熱，從而整株植物得以保護(hù)自身
。
