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杂交子代在生长、成活、繁殖能力等方面优于双亲的现象称为杂种优势。研究者以两性花植物一大豆为材料进行实验,探究其杂种优势的分子机理。 (1)以甲、乙两品系作为亲本进行杂交实验获得F1,分别测定亲代和F1...
题目内容:
杂交子代在生长、成活、繁殖能力等方面优于双亲的现象称为杂种优势。研究者以两性花植物一大豆为材料进行实验,探究其杂种优势的分子机理。
(1)以甲、乙两品系作为亲本进行杂交实验获得F1,分别测定亲代和F1代茎粗、一株粒重、脂肪、蛋白质的含量,结果如下表1。
表1:亲代及F1代相关数据
指标 品系 | 甲 | 乙 | 甲♂×乙♀ F1 | 甲♀×乙♂ F1 |
茎粗(mm) | 7.9 | 7.4 | 12.5 | 13.5 |
一株粒重(g) | 19.1 | 13.4 | 50.2 | 58.4 |
脂肪(%) | 19.4 | 21.9 | 20.6 | 20.8 |
蛋白质(%) | 36.5 | 34.5 | 36.8 | 37.0 |
结果表明,杂交子代F1在___________等方面表现出了杂种优势。相同两种品系的大豆正反交所得子代相关性状不一致,推测可能与___________中的遗传物质调控有关。
(2)进一步研究大豆杂种优势的分子机理,发现在大豆基因组DNA上存在着很多的 5′-CCGG-3′位点,其中的胞嘧啶在DNA甲基转移酶的催化下发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶。细胞中存在两种甲基化模式,如下图所示。
大豆某些基因启动子上存在的5′-CCGG-3′位点被甲基化,会引起基因与___________酶相互作用方式的改变,通过影响转录过程而影响生物的___________(填“基因型”或“性状”),去甲基化则诱导了基因的重新活化。
(3)基因甲基化模式可采用限制酶切割和电泳技术检测。限制酶HpaⅡ和MspⅠ作用特性如下表2。
表2: HpaⅡ和MspⅠ的作用特性
5′-CCGG-3′甲基化糢式 | HpaⅡ | MspⅠ |
未甲基化 | + | + |
半甲基化 | + | - |
全甲基化 | - | + |
备注:(“+”能切割 “-”不能切割)
①相同序列的DNA同一位点经过HpaⅡ和MspⅠ两种酶的识别切割,切割出的片段___________(填“相同”或“不同”或“不一定相同”)。通过比较两种酶对DNA的切割结果进而可以初步判断______________。
②用两种酶分别对甲、乙两亲本及F1代基因组DNA进行酶切,设计特定的___________,利用PCR技术对酶切产物进行扩增,分析扩增产物特异性条带,统计5′-CCGG-3′位点的甲基化情况,结果如下表3。
表3:亲代及F1代5′-CCGG-3′位点的甲基化统计结果
品系 | 总甲基化位点数(%) | 半甲基化位点数(%) | 全甲基化位点数(%) |
甲 | 769(56.92%) | 330(24.43%) | 439(32.49%) |
乙 | 722(58.89%) | 281(22.92%) | 441(35.97%) |
甲♂×乙♀ F1 | 603(48.86%) | 255(20.66%) | 348(28.20%) |
甲♀×乙♂ F1 | 611(48.23%) | 264(20.84%) | 347(27.39%) |
表3中所列数据说明正反交的杂种F1代均出现了___________的现象,从而使相关基因的活性________,使F1出现杂种优势。
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