Question

【題目】（20分）玉米自交系（遺傳穩定的育種材料）B具有高產、抗病等優良性質，但難以直接培育成轉基因植株，為使其獲得抗除草劑性狀，需依次進行步驟I、II試驗。

Ⅰ．獲得抗除草劑轉基因玉米自交系A，技術路線如下圖。

（1）為防止酶切產物自身環化，構建表達載體需用2種限制酶，選擇的原則是______（單選）。

①Ti質粒內，每種限制酶只有一個切割位點

②G基因編碼蛋白質的序列中，每種限制酶只有一個切割位點

③酶切后，G基因形成的兩個黏性末端序列不相同

④酶切后，Ti質粒形成的兩個黏性末端序列相同

A．①③ B．①④ C．②③ D．②④

（2）下表是4種玉米自交系幼胚組織培養不同階段的結果。據表可知，細胞脫分化時使用的激素是_______________，自交系_______________的幼胚最適合培養成愈傷組織作為轉化受體。

（3）農桿菌轉化愈傷組織時，T-DNA攜帶插入其內的片段轉移到受體細胞。篩選轉化的愈傷組織，需使用含_____________________的選擇培養基。

（4）轉化過程中，愈傷組織表面常殘留農桿菌，導致未轉化愈傷組織也可能在選擇培養基上生長。含有內含子的報告基因只能在真核生物中正確表達，其產物能催化無色物質K呈現藍色。用K分別處理以下愈傷組織，出現藍色的是_______________（多選）。

A．無農桿菌附著的未轉化愈傷組織

B．無農桿菌附著的轉化愈傷組織

C．農桿菌附著的未轉化愈傷組織

D．農桿菌附著的轉化愈傷組織

（5）組織培養獲得的轉基因植株（核DNA中僅插入一個G基因）進行自交，在子代含G基因的植株中，純合子占_____________。繼續篩選，最終選育出抗除草劑純合自交系A。

II．通過回交使自交系B獲得抗除草劑性狀

（6）抗除草劑自交系A（GG）與自交系B雜交產生F1，然后進行多輪回交（下圖）。自交系B作為親本多次回交的目的是使后代______________。

（7）假設子代生活力一致，請計算上圖育種過程F1、H1、H2、H3各代中含G基因植株的比例，并在圖1中畫出對應的折線圖。若回交后每代不進行鑒定篩選，直接回交，請在圖2中畫出相應的折線圖。

（8）下表是鑒定含G基因植株的4種方法。請預測同一后代群體中，4種方法檢出的含G基因植株的比例，從小到大依次是________。

方法 檢測對象 檢測目標 檢出的含G基因植株的比例

PCR擴增 基因組DNA G基因 x1 分子雜交 總mRNA G基因轉錄產物 x2 抗原-抗體雜交 總蛋白質 G基因編碼的蛋白質 x3 噴灑除草劑 幼苗 抗除草劑幼苗 x4

對Hn繼續篩選，最終選育出高產、抗病、抗除草劑等優良性狀的玉米自交系

Answer 1

【答案】（1）A （2）2,4—D 乙 （3）除草劑 （4）BD （5）1/3

（6）積累越來越多自交系B的遺傳物質/優良性狀

（7）

（8）X4，X3，X2，X1

【解析】（1）質粒作為將目的基因導入受體細胞的載體，每種限制酶的切割位點最好只有一個，否則切割后會導致基因缺失，影響基因的表達；限制酶的識別序列和切割位點位于DNA上，G基因編碼的序列是蛋白質，沒有限制酶的識別序列和切割位點；雙酶切后，G基因和Ti質粒形成的兩個黏性末端序列均不相同。故選A。（2）細胞脫分化形成愈傷組織，由結果可知，使用2,4-D時愈傷組織形成率最高。比較4個自交系，甲自交系中芽的分化率比較低，丙自交系中根的誘導率比較低，丁自交系中愈傷組織形成率比較低，乙自交系中愈傷組織形成率、芽的分化率和根的誘導率都相對較高，故最適合培養成愈傷組織作為轉化受體。（3）獲得抗除草劑轉基因玉米自交系A，則篩選轉化的愈傷組織，需使用含除草劑的選擇培養基。（4）含有內含子的報告基因位于農桿菌Ti質粒的T-DNA中，無農桿菌附著的未轉化愈傷組織不含內含子的報告基因，不會出現藍色；不論有無農桿菌附著，轉化愈傷組織中都含有Ti質粒，含內含子的報告基因，出現藍色；農桿菌附著的未轉化愈傷組織，含內含子的報告基因位于農桿菌中，農桿菌屬于原核生物，其中的報告基因不能正確表達，不會出現藍色。故選BD。（5）由于轉基因植株的核DNA中僅插入一個G基因，設基因型為GO，自交后代含G基因的植株基因型為GG或GO，比例為1:2，純合子占1/3。（6）回交是指雜交后代與自交系B雜交，會使后代積累越來越多自交系B的遺傳物質/優良性狀。（7）自交系B不含抗除草劑基因，設基因型為OO，則自交系A（GG）與之雜交得F1，基因型為GO，都含有G基因，再與自交系B（OO）回交得H1，基因型為GO和OO，比例為1:1，含有G基因的植株占1/2，篩選去除基因型為OO的植株后，剩余的都是基因型為GO的植株，再回交，則與H1結果相同，含有G基因的植株占1/2。若不篩選，則1/2GO、1/2OO植株回交得H2，基因型為1/4GO、3/4OO，含有G基因的植株占1/4，1/4GO，3/4OO植株回交得H3，基因型為1/8GO、7/8OO，含有G基因的植株占1/8。（8）G基因導入受體受體細胞后，不一定轉錄形成mRNA，轉錄形成的mRNA不一定翻譯形成相應的蛋白質，翻譯形成相應的蛋白質，不一定表現出抗除草劑性狀，所以檢測出含G基因植株的比例由大到大依次是X4，X3，X2，X1。