Question

【題目】研究者以引進(jìn)的白菜雜交種（2n=20）為材料，利用單倍體育種技術(shù)獲得一全株黃化的白菜突變品系乙，并對(duì)其突變性狀的生理和遺傳特性進(jìn)行了研究。

（1）白菜的綠葉與黃葉是一對(duì)_____；在實(shí)驗(yàn)中綠葉品系甲也是利用上述白菜雜交種的花粉培育而來。

（2）研究者檢測了甲乙兩品系白菜的光合特性相關(guān)指標(biāo)及葉綠體的超微結(jié)構(gòu)，結(jié)果如下。

據(jù)上述兩方面結(jié)果推測，相對(duì)品系甲而言，品系乙凈光合速率下降的原因可能是由于_____所致。

（3）葉綠素生物合成途徑如圖 1。為繼續(xù)探究突變品系乙葉綠素含量減少的原因，研究者對(duì)上述兩品系的葉片葉綠素生物合成中間代謝產(chǎn)物含量進(jìn)行了測定，結(jié)果如圖 2。

根據(jù)測定結(jié)果推測，品系乙黃化突變體葉綠素生物合成主要受阻于_____的過程，說明突變基因影響了葉綠素生物合成代謝通路的相關(guān)基因表達(dá)。

（4）研究者欲研究品系乙黃化突變基因的遺傳方式，進(jìn)行了如圖 3 雜交實(shí)驗(yàn)， 根據(jù)雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測，綠葉與黃葉是由位于_____的兩對(duì)等位基因控制。

（5）為進(jìn)一步對(duì)突變基因進(jìn)行定位，需分別構(gòu)建只含有單對(duì)突變基因的純合品系。過程如下：從 F2 中選取_____葉植株單株自交，每株自交后代稱為一個(gè)F3 株系，然后在子代性狀及分離比為_________的 F3 株系中，選取綠葉植株單株自交，獲得未發(fā)生性狀分離的株系，即為目標(biāo)品系。本研究成果可為今后探明基因互作調(diào)控植株黃化的分子機(jī)制奠定基礎(chǔ)。

Answer 1

【答案】相對(duì)性狀 捕獲光能的光合色素含量降低；葉綠體內(nèi)部基粒片層稀疏（類囊體數(shù)目減少） 谷氨酰-tRNA→δ-氨基乙酰丙酸（ALA），原葉綠素酸酯(Pchlide)→葉綠素 非同源染色體 綠 綠葉∶黃葉≈3∶1

【解析】

由表格中數(shù)據(jù)可知，品系乙的總?cè)~綠素含量、類胡蘿卜素含量和凈光合速率均低于品系甲。圖 1是葉綠素的生物合成途徑，圖2中品系甲的ALA、PBG、CoprogenⅢ高于品系乙，而品系乙的原葉綠素酸酯(Pchlide)、和Mg-ProtoⅨ高于品系甲，圖3中的F2中綠葉：黃葉=15:1，說明綠葉與黃葉是由位于非同源染色體上的兩對(duì)等位基因控制。

（1）白菜的綠葉與黃葉是一對(duì)相對(duì)性狀，該實(shí)驗(yàn)中綠葉品系甲作為對(duì)照組。

（2）相對(duì)于品系甲而言，品系乙的總?cè)~綠素含量和類胡蘿卜素含量都低于品系甲，或者類囊體數(shù)目減少，所以捕獲的光能減少造成品系乙凈光合速率下降。

（3）由圖中信息可知，品系乙的ALA含量顯著低于品系甲，所以推測品系乙的谷氨酰-tRNA →δ-氨基乙酰丙酸（ALA）的過程受阻，導(dǎo)致δ-氨基乙酰丙酸（ALA）的含量減少，品系乙的Pchlide含量顯著高于品系甲，推測品系乙的原葉綠素酸酯(Pchlide)→葉綠素的過程受阻，導(dǎo)致原葉綠素酸酯含量升高。

（4）根據(jù)子二代的表現(xiàn)型比例為15:1，該比例為9:3:3:1的變式，所以得知綠葉與黃葉是由位于非同源染色體上的兩對(duì)等位基因控制。

（5）假設(shè)兩對(duì)等位基因?yàn)?/span>A、a和B、b，則只含有單對(duì)突變基因的純合品系為基因型AAbb和aaBB的植株，從F2中選出Aabb和aaBb，其自交后代自交不發(fā)生性狀分離即為所需，故需要從 F2中選取綠葉個(gè)體即A-B-、A-bb、aaB-，使其各自自交后，選后代性狀分離比為綠葉：黃葉≈3:1為F3株系，在該F3 株系中，選取綠葉植株單株自交，獲得未發(fā)生性狀分離的株系，即為目標(biāo)品系。本研究成果可為今后探明基因互作調(diào)控植株黃化的分子機(jī)制奠定基礎(chǔ)。