玉米是我國乃至全球總產(chǎn)量最高的糧食作物,玉米植株一般為雌雄同株異花,同時(shí)也存在只有雄花序的雄株和只有雌花序的雌株。玉米的性別由獨(dú)立遺傳的兩對等位基因(E/e和T/t)控制;其中E和T同時(shí)存在時(shí),表現(xiàn)為雌雄同株異花;僅有T而沒有E時(shí),表現(xiàn)為雄株;t隱性純合時(shí),表現(xiàn)為雌株。
(1)選取雌雄同株純合子和雌株進(jìn)行雜交,獲得F1后自交得到F2。若F2中不出現(xiàn)雄株,則親本的基因型分別為
EETT×EEtt
EETT×EEtt
;若F2中出現(xiàn)雄株,則親本的基因型分別為 EETT×eett
EETT×eett
。
(2)若一雄株與一雌株雜交,子代中雌株占,則親本可能的基因型有 eeTt×Eett或eeTt×eett或eeTt×EEtt
eeTt×Eett或eeTt×eett或eeTt×EEtt
(寫出兩種基因型組合)。
(3)培育抗除草劑玉米可有效降低玉米種植中的勞動總量。草甘膦是目前世界上使用最廣泛的除草劑,EPSPS基因是常用的抗草甘膦基因。分析回答下列問題:
①EPSPS基因某條鏈的末端序列如圖1:
采用PCR技術(shù)獲取和擴(kuò)增EPSPS基因時(shí),所需要的兩種引物序列分別為 5'-CTTGGATGAT-3'和5'-TCTGTTGAAT-3'
5'-CTTGGATGAT-3'和5'-TCTGTTGAAT-3'
(標(biāo)出5'和3'端)。
②如表為相關(guān)限制酶及其識別序列,圖2為經(jīng)切割得到的目的基因及末端(除黏性末端序列外,其他堿基序列省略),圖3為所使用的質(zhì)粒,其中Tetr、Ampr為標(biāo)記基因。
限制酶 |
BamHⅠ |
BclⅠ |
SmaⅠ |
Sau3AⅠ |
識別位點(diǎn)及切割位點(diǎn) |
-G↓GATCC- |
-T↓GATCG- |
-CCC↓GGG- |
-↓GATC- |
據(jù)圖3可知,將EPSPS基因?qū)胗衩准?xì)胞的方法為
農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法
農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法
;對質(zhì)粒進(jìn)行酶切應(yīng)選用的兩種限制酶為
BclⅠ和SmaⅠ
BclⅠ和SmaⅠ
。
③用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化玉米幼胚后,向培養(yǎng)基中加入草甘膦篩選出成功導(dǎo)入目的基因的幼胚。提取培養(yǎng)后的植株DNA,進(jìn)行目的基因的檢測和鑒定,從玉米細(xì)胞提取DNA過程中,加入預(yù)冷的酒精的目的是
析出DNA(使DNA形成沉淀)
析出DNA(使DNA形成沉淀)
。
④如表為鑒定含EPSPS基因植株的4種方法。預(yù)測同一后代群體中,4種方法檢出的含EPSPS基因植株的比例從小到大依次是
X4、X3、X2、X1
X4、X3、X2、X1
。
方法 |
檢測對象 |
檢測目標(biāo) |
檢出的含G基因植株的比例 |
PCR擴(kuò)增 |
基因組DNA |
EPSPS基因 |
X1 |
分子雜交 |
總mRNA |
EPSPS基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 |
X2 |
抗原—抗體雜交 |
總蛋白質(zhì) |
EPSPS基因編碼的蛋白質(zhì) |
X3 |
噴灑除草劑 |
幼苗 |
抗草甘膦幼苗 |
X4 |