Question

【題目】水稻斑點(diǎn)葉突變體在葉片或葉鞘上形成類似于病斑的斑點(diǎn)，研究斑點(diǎn)葉突變體對(duì)揭示植物的抗病反應(yīng)機(jī)理具有重要意義。

（1）經(jīng)甲基磺酸乙酯（EMS）誘變獲得斑點(diǎn)葉突變體s1和s2，分別同野生型雜交，結(jié)果如下表所示：

雜交組合	F1表現(xiàn)型	F2群體
		野生型株數(shù)	突變型株數(shù)
s1 × 野生型	野生型	171	56
s2 × 野生型	野生型	198	68

說(shuō)明突變性狀由單一____________性基因控制。

（2）在s1突變位點(diǎn)的上、下游設(shè)計(jì)引物，PCR擴(kuò)增后測(cè)序，如下圖所示：

s1發(fā)生的堿基替換是____________。

（3）與野生型相比，s2突變位點(diǎn)具有相應(yīng)限制酶的識(shí)別序列。PCR獲得的對(duì)應(yīng)DNA片段用該限制酶處理后電泳，s2的條帶是下圖中的____________。

（4）結(jié)合突變位點(diǎn)進(jìn)一步分析，s1和s2是水稻E基因突變所致，體現(xiàn)了基因突變的____________性。s1突變使得轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物加工形成的mRNA編碼區(qū)域多出4個(gè)堿基，從而造成____________。s2突變導(dǎo)致E蛋白中一個(gè)苯丙氨酸變成半胱氨酸，已知苯丙氨酸的密碼子為UUU、UUC；半胱氨酸的密碼子為UGU、UGC，推知s2發(fā)生的堿基對(duì)替換為____________。

（5）水稻患白葉枯病時(shí)會(huì)在葉片上出現(xiàn)病斑，已知水稻E基因功能缺失表現(xiàn)出對(duì)白葉枯病原菌很好的抗性。為研究s1、s2突變體是否具有抗白葉枯病的性狀，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：從每株s1、s2突變體選取發(fā)育狀況一致的全部展開(kāi)葉片各1片，接種白葉枯病菌，一段時(shí)間后測(cè)量并比較病斑的長(zhǎng)度。請(qǐng)?jiān)u價(jià)此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性并說(shuō)明理由____________。

（6）基于上述研究成果，提出一種預(yù)防白葉枯病的方法。_________

Answer 1

【答案】隱 G→A ② 不定向或隨機(jī) （從突變位點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氨基酸開(kāi)始出現(xiàn)）氨基酸種類、數(shù)目、排列順序的變化 不合理，沒(méi)有對(duì)照組、缺少重復(fù)實(shí)驗(yàn) 利用RNAi技術(shù)（反義RNA）阻止野生型水稻E基因的翻譯、獲取具有抗白葉枯病基因的轉(zhuǎn)基因水稻等　

【解析】

經(jīng)甲基磺酸乙酯（EMS）誘變獲得斑點(diǎn)葉突變體s1和s2，分別同野生型雜交，后代F1表現(xiàn)型均為野生型，說(shuō)明野生型對(duì)突變型為顯性，F2群體中野生型：突變型＝3:1，說(shuō)明該性狀的遺傳符合分離定律。

（1）由分析可知：突變性狀由單一隱性基因控制。

（2）分析圖示中野生型序列和s1突變序列，發(fā)現(xiàn)由右到左的第4個(gè)堿基有不同，故s1發(fā)生的堿基替換是G→A。

（3）與野生型相比，s2突變位點(diǎn)具有相應(yīng)限制酶的識(shí)別序列。PCR獲得的對(duì)應(yīng)DNA片段用該限制酶處理后電泳，則s2突變序列會(huì)被限制酶切割，s2的條帶是下圖中的②。

（4）s1和s2是水稻E基因突變所致，體現(xiàn)了基因突變的不定向或隨機(jī)性。s1突變使得轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物加工形成的mRNA編碼區(qū)域多出4個(gè)堿基，從而會(huì)造成（從突變位點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氨基酸開(kāi)始出現(xiàn)）氨基酸種類、數(shù)目、排列順序的變化。s2突變導(dǎo)致E蛋白中一個(gè)苯丙氨酸變成半胱氨酸，可能是mRNA上UUU變成UGU或UUC變成UGC，故推知s2發(fā)生的堿基對(duì)替換為。

（5）實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑檠芯?/span>s1、s2突變體（E基因功能缺失）是否具有抗白葉枯病的性狀，故自變量為突變體的種類，因變量為抗性性狀，需要設(shè)計(jì)一組對(duì)照組和兩組實(shí)驗(yàn)組且要進(jìn)行多次和多組平行實(shí)驗(yàn)。

（6）根據(jù) “已知水稻E基因功能缺失表現(xiàn)出對(duì)白葉枯病原菌很好的抗性”分析可知：可以利用RNAi技術(shù)（反義RNA）阻止野生型水稻E基因的翻譯、獲取具有抗白葉枯病基因的轉(zhuǎn)基因水稻等。