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科研人员建立了一种新的靶向基因敲除技术——TALEN技术。TALEN技术使用的基因敲除工具是由DNA识别域和核酸内切酶两个部分组成的蛋白质。科学家发现了一种细菌蛋白质(TALE),它的二连氨基酸(NI、NG、HD、NN,其中字母N、I、G、H、D分别代表一种氨基酸)与四种碱基(A、G、C、T)有恒定的对应关系:NI识别A,NG识别T,HD识别C,NN识别G。FokⅠ是一种形成二聚体后具有核酸内切酶活性的蛋白单体。因此,可以利用TALE作为DNA识别域,用FokⅠ二聚体定点切断DNA。

科学家发现水稻植株无论是否具有光周期敏感蛋白基因P,在短日照条件下均表现为雄性可育。在长日照条件下,具有光周期敏感蛋白的水稻才能雄性可育。基因P只在单倍体花粉细胞中表达,使其能够合成淀粉。科研人员使用TALEN技术对水稻基因P进行靶向敲除,得到光敏雄性不育水稻新品种。
(1)没有与TALE蛋白结合的FokⅠ二聚体对DNA的切割应
不具有
不具有
(选填“具有”或“不具有”)类似于限制酶的“限制性”。
(2)若TALE蛋白左臂所识别的基因P的序列为“-TGACC-”,则TALE蛋白左臂对应的二连氨基酸序列应为
-NG/NN/NI/HD/HD-
-NG/NN/NI/HD/HD-
。用这种方法,可以确定TALE蛋白的氨基酸序列,进而人工合成TALE蛋白基因。然后将TALE蛋白基因与
FokI单体
FokI单体
基因进行融合,得到融合基因。
(3)科研人员用图2所示的质粒为载体,其中的潮霉素抗性基因作为标记基因,作用是
筛选转化成功的受体细胞
筛选转化成功的受体细胞
。应选用
BamHⅠ
BamHⅠ
DNA连接
DNA连接
酶将该质粒与融合基因构建为重组质粒,并将融合基因设法导入到水稻愈伤组织中,再利用
植物组织培养
植物组织培养
技术获得T0代植株。
(4)为获得光敏雄性不育转基因纯合子,科研人员将T0代植株在
日照条件种植,待其自花受粉得到T1代,再将T1代植株在
日照条件种植,并在开花期随机选择一部分植株的花粉用碘液染色后,在显微镜下观察。若观察到某植株的花粉
全部未染色成蓝色
全部未染色成蓝色
,则该植株为所需的纯合光敏雄性不育新品种。
(5)与传统的雄性不育水稻品种相比,光敏雄性不育新品种的优势在于它敲除了基因P,使其既能在
短日照
短日照
条件下实现
自交
自交
留种,又能保留在长日照条件下
雌性不育
雌性不育
的特性以便用于杂交育种。

【考点】杂交育种
【答案】不具有;-NG/NN/NI/HD/HD-;FokI单体;筛选转化成功的受体细胞;BamHⅠ;DNA连接;植物组织培养;短;长;全部未染色成蓝色;短日照;自交;雌性不育
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:32引用:1难度:0.5
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    (1)杂交育种所涉及的原理是
     

    (2)现有温敏雄性不育植株甲、乙,其雄性不育的起点温度依次为21℃、25℃(在环境温度高于起点温度时,植株可表现为雄性不育)。考虑到大田中环境温度会有波动,制备水稻杂交种子时,最好选用植株
     
    作母本进行杂交。
    (3)在高温或长日照下,光/温敏雄性不育系仍有5~10%的自交结实率,导致制备的杂交种中混有纯合子。为解决该问题,杂交制种时,选用光/温敏雄性不育系隐性纯合紫叶稻与雄性可育系显性纯合绿叶稻杂交,并在子代的秧苗期内剔除
     
    叶秧苗即可。
    (4)若水稻的大穗杂种优势性状由两对等位基因(A1A2B1B2)控制,两对基因都纯合时表现为衰退的小穗性状(A1、A2与B1、B2位于一对同源染色体上,且不考虑染色体互换)。现将某雄性不育小穗稻与雄性可育小穗稻杂交,F1全表现为大穗,F1自交,F2中杂种优势衰退率为
     
    ,故杂交水稻需要年年制种。
    (5)水稻温敏雄性不育系(T)在高温下雄性不育,低温下可育。野生型(P)在高温、低温下均可育。与P相比,研究者在T中发现Os基因发生了隐性突变。为验证Os基因突变是导致T温敏雄性不育的原因,现进行转基因实验,选择的基因和导入植株分别是
     
    (选填下列字母),预期出现的实验结果是
     
    。(选填下列字母)。
    a.P水稻来源的Os基因
    b.T水稻来源的Os基因
    c.P水稻
    d.T水稻
    e.转基因植株育性不受温度影响
    f.转基因植株高温下雄性不育

    发布:2024/12/30 20:0:2组卷:11引用:3难度:0.6
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