Question

水稻基因组中的 B 基因仅在体细胞（2n）和精子中正常表达，在卵细胞中不转 录。科研人员为研究 B 基因表达对卵细胞的影响，设计了如下实验。据图回答问题：

（1）B 基因在水稻卵细胞中不转录，推测其可能的原因是卵细胞中____。

A．含 B 基因的染色体缺失    B．DNA 聚合酶失活

C．B 基因发生了基因突变    D．B 基因的启动子无法启动转录

（2）从水稻体细胞或____中提取总 RNA，构建____文库，进而获得 B 基因编码 蛋白的序列。将该序列与 Luc 基因（表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光）连接成融 合基因 B-LUC（表达的蛋白质能保留两种蛋白质各自的功能），然后构建重组表达载体。

（3）在图示过程中，过程____中 T-DNA 整合到受体细胞染色体 DNA 上，过程____在培养基中应加入卡那霉素。（填写序号）。对获得的转基因植株鉴定筛选的方法为_______________________。

（4）图中转基因植株未成熟种子中有存在由未受精的卵细胞发育形成的胚，而一般情况下水 稻卵细胞在未受精时不进行发育，由此表明____________________________________________。

（5）现有甲（R1R1r2r2r3r3）、乙（r1r1R2R2r3r3）、丙（r1r1r2r2R3R3）三个水稻抗病品种，抗病（R）对感病（r）为显性，三对抗病基因位于不同染色体上。根据基因的 DNA 序列设计特异性引物，用 PCR 方法可将样本中的 R1、r1、R2、r2、R3、r3 区分开。这 种方法可用于抗病品种选育中基因型的鉴定。 甲品种与感病品种杂交后，对 F₂ 不同植 株的 R1、r1 进行 PCR 扩增。已知 R1 比 r1 片段短。从扩增结果（下图）推测可抗病的 植株有_______________。

（6）将目的基因导入植物细胞除图示的农杆菌转化法，还可以用________________________________________法。

Answer

D 精子 cDNA ② ① 以Luc 基因为模板设计探针进行 DNA 分子杂交；以 B 基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的 mRNA 杂交； 检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光 B 基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚 1 和 3 基因枪法、花粉管通道法

【解析】

分析图1：①表示将基因表达载体导入农杆菌细胞；②表示利用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞。
分析图2：R1比r1片段短，则植株1只含有R1，植株3同时含有R1和r1，植株2只含有r1。

（1）基因转录需要启动子、终止子等调控因子发挥作用，因此B基因在水稻卵细胞中不转录的可能原因是卵细胞中B基因的启动子无法启动转录，故选D。
（2）由于B基因仅在体细胞（2n）和精子中正常表达，因此从水稻体细胞或精子中提取总RNA，通过逆转录法获得cDNA，进而构建cDNA文库。
（3）在农杆菌侵染植物细胞时，T-DNA整合到受体细胞的染色体DNA上，即过程②中；首先要将基因表达载体导入农杆菌，在培养基中应加入卡那霉素筛选出含有重组质粒的农杆菌，即过程①。对获得的转基因植株鉴定筛选的方法为：以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交；以B基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交；检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光。
（4）图中转基因植株未成熟种子中有存在由未受精的卵细胞发育形成的胚，而一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育，再结合题干信息“水稻基因组中的B基因仅在体细胞（2n）和精子中正常表达，在卵细胞中不转录。”可知B基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚。
（5）甲品种（R1R1）与感病品种（r1r1）杂交后F1为R1r1，F1自交得到F2，对F2不同植株的R1、r1进行PCR扩增，已知R1比r1片段短，则植株1只含有R1，植株3同时含有R1和r1，植株2只含有r1．由于含有R1的植株能抗病，因此根据图2扩增结果可知可抗病的植株有1和3。
（6）将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法。