【题目】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♀

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___________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(%)

769(56.92%)

330(24.43%)

439(32.49%)

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。

 0  163536  163544  163550  163554  163560  163562  163566  163572  163574  163580  163586  163590  163592  163596  163602  163604  163610  163614  163616  163620  163622  163626  163628  163630  163631  163632  163634  163635  163636  163638  163640  163644  163646  163650  163652  163656  163662  163664  163670  163674  163676  163680  163686  163692  163694  163700  163704  163706  163712  163716  163722  163730  170175 

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