學習以下材料,回答(1)~(5)題。
獼猴桃性別演化的奧秘
獼猴桃屬于雌雄異株(同一植株上只有雄花或雌花)植物,其性別決定方式為XY型。獼猴桃的祖先是兩性花(一朵花既有雄蕊又有雌蕊)植物,沒有常染色體和性染色體之分,其發生雌雄異株演化背后的分子機制是什么?
獼猴桃Y染色體上的細胞分裂素響應調節因子基因(SyGl)在發育著的雄花中特異性表達,通過減弱細胞分裂素的信號,進而抑制雄花中的心皮(本應發育為雌蕊的結構)的發育。有意思的是,在常染色體上發現了一個與SyGl基因序列高度相似的基因A。A在花器官各部分都不表達,卻只在幼嫩葉片中高表達。系統發育分析推測,SyGl可能起源于2000萬年前A的一次復制事件,原始的Y染色體因獲得A而誕生。雖然SyGl與其祖先基因A編碼的蛋白質結構相同,但由于二者在基因演化過程中啟動子的關鍵序列發生變化,導致其表達部位完全不同,基因的功能也產生了分化。
繼SyGl之后,研究人員分析獼猴桃早期花器官的轉錄組數據,發現了基因FrBy在雄蕊的花藥中特異性表達,推測FrBy本就存在于獼猴桃的祖先種基因組中,其功能缺失突變(失活)導致了X染色體的產生。為此,利用基因編輯技術將兩性花植物擬南芥和煙草中FrBy的同源基因敲除,發現其雄性不育,表型與獼猴桃雌花類似。基于上述研究,科研人員提出“SyGl和FrBy雙突變模型”,用以解釋獼猴桃性別演化機制。該研究有助于加深對植物性別演化的認識,還可用于調控作物的性別,具有重要的理論和實踐應用價值。
(1)基因SyGl和A啟動子序列的差異,使得不同組織中 RNA聚合RNA聚合酶與其結合的情況不同。SyGl決定性別涉及到的變異來源有 A、CA、C。
A.基因突變
B.基因重組
C.染色體結構變異
D.染色體數目變異
(2)根據上述信息,概括SyGl和FrBy在花芽發育為雄花過程中的作用,并完善“雙突變模型”假說的模式圖。
。
(3)下列實驗結果支持“雙突變模型”的有 BCDBCD。
A.性染色體上的FrBy和常染色體上的A起源相同
B.性染色體上的SyGl和FrBy在雄花中特異性表達
C.敲除獼猴桃雄株性染色體上的SyGl可獲得兩性花
D.轉入FrBy的獼猴桃雌株可自花傳粉產生子代
(4)若要將FrBy轉入獼猴桃雌株,請說明獲得該轉基因植株的基本技術流程。 獲得FrBy基因;構建基因表達載體;將基因表達載體導入植物細胞;檢測FrBy基因是否成功導入,選擇陽性愈傷組織,進行植物組織培養獲得植株,檢測植株的性別獲得FrBy基因;構建基因表達載體;將基因表達載體導入植物細胞;檢測FrBy基因是否成功導入,選擇陽性愈傷組織,進行植物組織培養獲得植株,檢測植株的性別。
(5)寫出植物性別決定機制的研究在實踐生產上的一項應用。 提高雌花比例,多結果實和種子,增加農作物產量/通過轉基因技術或基因編輯技術,獲得雄性不育植株,方便實現雜交育種提高雌花比例,多結果實和種子,增加農作物產量/通過轉基因技術或基因編輯技術,獲得雄性不育植株,方便實現雜交育種。


【考點】生物變異的類型綜合.
【答案】RNA聚合;A、C;
;BCD;獲得FrBy基因;構建基因表達載體;將基因表達載體導入植物細胞;檢測FrBy基因是否成功導入,選擇陽性愈傷組織,進行植物組織培養獲得植株,檢測植株的性別;提高雌花比例,多結果實和種子,增加農作物產量/通過轉基因技術或基因編輯技術,獲得雄性不育植株,方便實現雜交育種

【解答】
【點評】
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發布:2024/6/27 10:35:59組卷:8引用:1難度:0.6
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