Question

杂交水稻虽然性状优良，但在有性繁殖过程中，具有高产等优良特性会出现分离。由此，杂交作物的后代（杂种植物）无法保持同样的优良性状。在研究过程中，科研人员发现了一个关键的B基因，为探究其作用，进行了如下研究。

（1）绿色荧光蛋白基因（GFP）在紫外光或蓝光激发下，会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。将绿色荧光蛋白基因（GFP）与野生型水稻的B基因利用____________酶形成融合基因，转入到普通水稻获得转基因水稻（B-GFP），该变异属于___________。

（2）将野生型水稻与转基因水稻进行杂交或自交，授粉2．5小时后，利用免疫荧光技术检测胚中B基因的表达情况，请完成下表和问题。

杂交组合	♀B—GFP×♂野生型	♀野生型×♂B—GFP	♀B—GFP×♂B—GFP
预期结果	具荧光：无荧光=1：1	_____________
实际结果	无荧光	全部具荧光	1/2具荧光

根据结果可知只有来自________________________（父本/母本）的B基因表达，而出现了上述实验现象，并没有表现出________________________定律的特征。

（3）研究人员进一步检测授粉6．5小时后的受精卵，发现来自于母本的B基因也开始表达。由此推测，可能是来自于父本B基因的表达__________________（促进/抑制）后期来自于母本中的该基因的表达，从而启动胚的发育。

（4）研究人员设想：可以使野生型水稻（杂种植物）在未受精的情况下，诱发卵细胞中B基因表达，发育为胚。研究人员进行了如下图操作，请你根据技术操作及相关知识回答问题：

①卵原细胞经M技术处理后进行____________________分裂形成卵细胞。

②精细胞参与了形成_____________________的过程，卵细胞在未受精情况下发育为新个体，该育种方式的优势是_________________________。

Answer

（限制酶）DNA连接 基因重组 具荧光：无荧光=3：1 父本 基因的分离 促进 有丝 胚乳 未受精情况下卵细胞发育成胚，保护野生型水稻（杂种植物）优良性状不发生性状分离

【解析】

1.限制性核酸内切酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。

DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的则是平末端。

2.DNA连接酶将两个双链DNA片段缝合起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

（1）将绿色荧光蛋白基因（GFP）与野生型水稻的B基因利用DNA连接酶形成融合基因，转入到普通水稻获得转基因水稻（B-GFP）。这过程中标记基因、目的基因与受体细胞内的基因的重新组合，属于基因重组。

（2）根据上述实验结果可知，只有来自父本的B基因表达。♀B-GFP×♂B-GFP杂交，即Bb×Bb，子代的基因型及比例为B_∶bb=3∶1，表现型为具荧光∶无荧光=3∶1，而实际结果是具荧光∶无荧光=1∶1，说明上述实验并没有表现出基因分离定律的特征。

（3）由（2）题的分析可知，授粉2.5小时后，来自父本的B基因表达，而来自于母本的B基因在授粉6.5小时后开始表达，由此推测，可能是来自于父本B基因的表达促进后期来自于母本中的该基因的表达，从而启动胚的发育。

（4）①对题图分析可知，卵原细胞经M技术处理后进行有丝分裂形成卵细胞。

②对题图分析可知，精细胞与两个极核形成胚乳。卵细胞在未受精情况下发育为新个体，不经过有性繁殖，保护了野生型水稻（杂种植物）优良性状不发生性状分离。