大豆原产中国，已有五千年栽培历史，古称“菽”。大豆为一年生草本，茎粗壮直立，密被褐色长硬毛。叶通常具3小叶，两性花，自然下既可自花传粉也可异花传粉。研究者在大豆突变体库中筛选出纯合突变体甲，并对其展开研究。突变体甲表现为叶皱缩型，如图1。

（1）以突变体甲与野生型大豆为亲本，进行正反交获得F₁。采用特异性引物对两亲本基因组DNA 进行PCR扩增得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。图2是用该引物对双亲及F₁植株进行PCR扩增的结果。

据结果判断，1～10中

3、4、7、9

3、4、7、9

是杂交成功获得的F₁植株；推测F₁中出现其它植株的最可能原因是

亲本发生自交

亲本发生自交

。F₁自交收获F₂，发现突变型124株、野生型380株，说明突变体甲叶型突变的遗传符合孟德尔的基因分离定律。
（2）研究发现突变体甲是7号染色体片段缺失导致的，预测该缺失范围内有6个基因（记为基因1～6）最有可能与甲的叶皱缩有关，而这6个基因在8号染色体上均有功能类似的基因（记为基因1'～6'）。为确定基因1～6中与甲的叶皱缩直接相关的基因，研究者从野生型

叶片

叶片

细胞中提取总RNA，逆转录获得cDNA 作为PCR模板，根据上述基因设计引物进行扩增。结果发现只扩增出基因1～4，以及基因1'、3'、5'、6'，故锁定基因

2、4

2、4

作为重点研究对象，后命名为基因P和基因Q。
（3）研究者将同为叶皱缩表型的突变体乙与突变体甲杂交，子代均表现为叶皱缩，说明突变体乙与突变体甲的突变位点是

相同

相同

（相同/不同）的。进一步对突变体乙的基因测序，发现仅有基因Q发生突变。为确定基因Q的功能，将该基因转入

基因Q突变（突变体乙）

基因Q突变（突变体乙）

的大豆中，若发现

转基因的突变体叶表型恢复为野生型

转基因的突变体叶表型恢复为野生型

，则可证实基因Q与叶片正常发育直接相关。
（4）研究发现基因Q与大豆叶表皮角质层的发育过程有关，角质层具有保水、抵抗病菌和昆虫侵袭等作用。请预期该研究的应用价值：

对培育抗旱、抗病虫的大豆新品种具有重要意义

对培育抗旱、抗病虫的大豆新品种具有重要意义

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