Question

6．為培育矮稈性狀的水稻，科研人員進行了下列研究．
（1）科研人員構(gòu)建含T-DNA的重組質(zhì)粒，在T-DNA區(qū)段中含有已知序列的潮霉素抗性基因．將水稻W(wǎng)的愈傷組織浸入含有上述重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌菌液中，20min后轉(zhuǎn)入水稻愈傷組織培養(yǎng)基培養(yǎng)，3d后轉(zhuǎn)入含潮霉素的培養(yǎng)基中篩選抗性愈傷組織．誘導(dǎo)愈傷組織的材料取自水稻W(wǎng)的未成熟胚，其原因是分化程度較低，易于脫分化．
（2）提取轉(zhuǎn)基因水稻W(wǎng)葉片細胞的總DNA，利用T-DNA區(qū)段中的潮霉素抗性基因序列設(shè)計引物，用PCR法對轉(zhuǎn)基因水稻進行分子（水平）鑒定．
（3）將抗性愈傷組織再分化形成的水稻幼苗移栽至大田，得到T₀代轉(zhuǎn)基因水稻．以（非轉(zhuǎn)基因）水稻W(wǎng)為對照，對
T₀代水稻進行表型分析，篩選得到矮稈突變體G．判斷G的矮稈突變性狀是否為可遺傳變異的常用方法是觀察G的自交后代（T₁代）是否發(fā)生性狀分離．
（4）從T₁代篩選矮稈突變體，T₂～T₄每代均種植矮稈突變體，各代植株上剪取葉片進行潮霉素抗性檢測，統(tǒng)計T₂代和T₄代潮霉素抗性和株高表型，得到如表結(jié)果．

潮霉素 抗性	世代	植株數(shù)目
		矮稈	正常株高
抗性	T2	259	0
	T4	298	0
非抗性	T2	0	80
	T4	0	92

據(jù)表分析，T₂和T₄代矮稈：正常株高均符合3：1的分離比，說明矮稈突變性狀是由一對基因控制的顯性遺傳，表中矮稈植株均表現(xiàn)潮霉素抗性，正常株高植株均表現(xiàn)為潮霉素敏感的結(jié)果說明，T-DNA以單點方式插入到水稻基因組中，使控制株高的基因失活．

Answer 1

分析 1、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的原理：農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色體的DNA上．根據(jù)農(nóng)桿菌的這一特點，如果將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以把目的基因整合到植物細胞中染色體的DNA上．
2、植物組織培養(yǎng)的過程：外植體$\stackrel{脫分化}{→}$愈傷組織$\stackrel{再分化}{→}$胚狀體→新植體．
3、分析表格：表中T₂和T₄代矮稈：正常株高均符合3：1的分離比，說明矮稈突變性狀是由一對基因控制的顯性遺傳，且表中矮稈植株均表現(xiàn)潮霉素抗性，正常株高植株均表現(xiàn)為潮霉素敏感．

解答 解：（1）農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色體的DNA上．根據(jù)農(nóng)桿菌的這一特點，如果將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以把目的基因整合到植物細胞中染色體的DNA上．在T-DNA區(qū)段中含有已知序列的潮霉素抗性基因，因此用含潮霉素的培養(yǎng)基中篩選抗性愈傷組織．誘導(dǎo)愈傷組織的材料取自水稻W(wǎng)的未成熟胚，其原因是未成熟胚的分化程度較低，易于脫分化．
（2）在T-DNA區(qū)段中含有已知序列的潮霉素抗性基因，因此提取轉(zhuǎn)基因水稻W(wǎng)葉片細胞的總DNA后，利用T-DNA區(qū)段中的潮霉素抗性基因序列設(shè)計引物，再用PCR法對轉(zhuǎn)基因水稻進行分子（水平）鑒定．
（3）愈傷組織經(jīng)過再分化過程形成幼苗．以（非轉(zhuǎn)基因）水稻W(wǎng)為對照，對T₀代水稻進行表型分析，篩選得到矮稈突變體G．判斷G的矮稈突變性狀是否為可遺傳變異的常用方法是觀察G的自交后代（T₁代）是否發(fā)生性狀分離．
（4）表中T₂和T₄代矮稈：正常株高均符合3：1的分離比，說明矮稈突變性狀是由一對基因控制的顯性遺傳；表中矮稈植株均表現(xiàn)潮霉素抗性，正常株高植株均表現(xiàn)為潮霉素敏感，這說明T-DNA以單點方式插入到水稻基因組中，使控制株高的基因失活．
故答案為：
（1）農(nóng)桿菌    潮霉素    分化程度較低，易于脫分化
（2）潮霉素抗性基因分子（水平）鑒定
（3）再分化（非轉(zhuǎn)基因）水稻W(wǎng)  是否發(fā)生性狀分離
（4）一       顯          矮稈植株均表現(xiàn)潮霉素抗性，正常株高植株均表現(xiàn)為潮霉素敏感

點評 本題結(jié)合圖標(biāo)，考查基因工程、基因分離定律等知識，要求考生識記基因工程的原理及操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細節(jié)問題；掌握基因分離定律的實質(zhì)，能結(jié)合表中數(shù)據(jù)答題，屬于考綱理解和應(yīng)用層次的考查．