Question

【題目】葉色變異指葉色表現(xiàn)型發(fā)生異常，葉綠素含量發(fā)生改變。此類變異通常會影響光合作用，往往導致減產(chǎn)，甚至引起植株死亡。科研人員在粳稻品種Kitaake的轉(zhuǎn)基因組織培養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)了一種白條紋突變體，命名為st11，該突變體在分蘗前葉片表現(xiàn)正常，從分蘗期開始新長出的葉片表現(xiàn)為白色條紋，且該性狀一直持續(xù)到成熟期。

（1）葉色突變在水稻中比較常見，來源一般包括自然突變和________�，F(xiàn)有水稻葉色突變體主要包括白化、黃化、淡綠、斑馬葉等多種表型，體現(xiàn)了基因突變________的特點。

（2）為判斷st11主要生產(chǎn)特性是否發(fā)生改變，研究人員檢測了野生型（WT）與st11的平均株高和結(jié)實率，得到了以下如圖1、圖2結(jié)果，該結(jié)果說明________。

（3）科研人員選取了22株突變體，檢測潮霉素抗性（T-DNA中標記基因），結(jié)果如下圖3，推測該突變不是由T-DNA插入引起，是發(fā)生于轉(zhuǎn)基因組織培養(yǎng)過程中。做出該判斷的依據(jù)是________。

通過構(gòu)建分離群體進行遺傳分析，發(fā)現(xiàn)st11與野生型雜交后F1均表現(xiàn)正常葉色，且F2群體中正常葉：白條紋=3：1。上述結(jié)果表明突變體st11的白條紋性狀是由________基因控制的。

（4）經(jīng)初步試驗，確定st11定位于1號染色體。為進一步確認基因位點，利用五個重要分子標記RM10076、RM10048、Ⅰ-14、Ⅰ-10、Ⅰ-26對F2中284個白條紋單株進行分析，統(tǒng)計交換情況，結(jié)果如下表。

分子標記	Ⅰ-26	Ⅰ-10	Ⅰ-14	RM10048	RM10076
交換次數(shù)	3	0	3	3	16

據(jù)表中數(shù)據(jù)推測，st11基因更靠近分子標記________。

（5）經(jīng)過后續(xù)研究，研究人員最終確定st11基因位置并成功獲取了該基因，請結(jié)合所學知識及題目信息，簡要描述st11基因在實際生產(chǎn)生活的應用前景________。（答出一點即可）

Answer 1

【答案】人工誘變 不定向性（多方向性） St11（突變體）在（平均株高、結(jié)實率等）主要生產(chǎn)特性上（與野生型無明顯差異）未發(fā)生明顯改變 部分突變個體未表現(xiàn)潮霉素抗性 隱性 Ⅰ-10 作為葉色標記應用于育種過程（協(xié)助篩選不同基因組成的個體等）；培育觀賞植物（作為目的基因?qū)�入觀賞植物培育新品種）；利用突變體研究葉色突變機理（色素形成、葉綠體發(fā)育等）

【解析】

基因突變的特點：基因突變具有普遍性、低頻性（個體的基因突變率低，但種群中個體數(shù)多，其突變率較高）、隨機性、不定向性、多害少利性。

（1）葉色突變在水稻中比較常見，來源一般包括自然突變和人工誘變。水稻葉色突變體主要包括白化、黃化、淡綠、斑馬葉等多種表型，體現(xiàn)了基因突變具有不定向性（多方向性）的特點。

（2）結(jié)合圖示可知，St11（突變體）在平均株高、結(jié)實率等主要生產(chǎn)特性上，與野生型無明顯差異，說明St11在主要生產(chǎn)特性上未發(fā)生明顯改變。

（3）由圖可知，1表示潮霉素抗性陽性單株對照，2為潮霉素抗性陰性單株對照，3-24與1和2對照可知，有些突變株未表現(xiàn)潮霉素抗性，可推測該突變不是由T-DNA插入引起的，而是發(fā)生于轉(zhuǎn)基因組織培養(yǎng)過程中。st11與野生型雜交后F1均表現(xiàn)正常葉色，且F2群體中正常葉∶白條紋=3∶1，可表明突變體st11的白條紋性狀是由隱性基因控制的。

（4）標記基因與st11基因越靠近，發(fā)生交換的概率越小，根據(jù)圖表可知，st11基因與Ⅰ-10更靠近。

（5）st11基因在實際生產(chǎn)生活中的應用前景為：可作為葉色標記應用于育種過程（協(xié)助篩選不同基因組成的個體等）；培育觀賞植物（作為目的基因?qū)�入觀賞植物培育新品種）；利用突變體研究葉色突變機理（色素形成、葉綠體發(fā)育等）。