Question

【題目】水稻斑點葉突變體在葉片或葉鞘上形成類似于病斑的斑點，研究斑點葉突變體對揭示植物的抗病反應機理具有重要意義。

（1）經甲基磺酸乙酯（EMS）誘變獲得斑點葉突變體s1和s2，分別同野生型雜交，結果如下表所示：

雜交組合	F1表現型	F2群體
		野生型株數	突變型株數
s1 × 野生型	野生型	171	56
s2 × 野生型	野生型	198	68

說明突變性狀由單一____________性基因控制。

（2）在s1突變位點的上、下游設計引物，PCR擴增后測序，如下圖所示：

s1發生的堿基替換是____________。

（3）與野生型相比，s2突變位點具有相應限制酶的識別序列。PCR獲得的對應DNA片段用該限制酶處理后電泳，s2的條帶是下圖中的____________。

（4）結合突變位點進一步分析，s1和s2是水稻E基因突變所致，體現了基因突變的____________性。s1突變使得轉錄產物加工形成的mRNA編碼區域多出4個堿基，從而造成____________。s2突變導致E蛋白中一個苯丙氨酸變成半胱氨酸，已知苯丙氨酸的密碼子為UUU、UUC；半胱氨酸的密碼子為UGU、UGC，推知s2發生的堿基對替換為____________。

（5）水稻患白葉枯病時會在葉片上出現病斑，已知水稻E基因功能缺失表現出對白葉枯病原菌很好的抗性。為研究s1、s2突變體是否具有抗白葉枯病的性狀，設計了如下實驗：從每株s1、s2突變體選取發育狀況一致的全部展開葉片各1片，接種白葉枯病菌，一段時間后測量并比較病斑的長度。請評價此實驗設計的合理性并說明理由____________。

（6）基于上述研究成果，提出一種預防白葉枯病的方法。_________

Answer 1

【答案】隱 G→A ② 不定向或隨機 （從突變位點對應的氨基酸開始出現）氨基酸種類、數目、排列順序的變化 不合理，沒有對照組、缺少重復實驗 利用RNAi技術（反義RNA）阻止野生型水稻E基因的翻譯、獲取具有抗白葉枯病基因的轉基因水稻等　

【解析】

經甲基磺酸乙酯（EMS）誘變獲得斑點葉突變體s1和s2，分別同野生型雜交，后代F1表現型均為野生型，說明野生型對突變型為顯性，F2群體中野生型：突變型＝3:1，說明該性狀的遺傳符合分離定律。

（1）由分析可知：突變性狀由單一隱性基因控制。

（2）分析圖示中野生型序列和s1突變序列，發現由右到左的第4個堿基有不同，故s1發生的堿基替換是G→A。

（3）與野生型相比，s2突變位點具有相應限制酶的識別序列。PCR獲得的對應DNA片段用該限制酶處理后電泳，則s2突變序列會被限制酶切割，s2的條帶是下圖中的②。

（4）s1和s2是水稻E基因突變所致，體現了基因突變的不定向或隨機性。s1突變使得轉錄產物加工形成的mRNA編碼區域多出4個堿基，從而會造成（從突變位點對應的氨基酸開始出現）氨基酸種類、數目、排列順序的變化。s2突變導致E蛋白中一個苯丙氨酸變成半胱氨酸，可能是mRNA上UUU變成UGU或UUC變成UGC，故推知s2發生的堿基對替換為。

（5）實驗目的為研究s1、s2突變體（E基因功能缺失）是否具有抗白葉枯病的性狀，故自變量為突變體的種類，因變量為抗性性狀，需要設計一組對照組和兩組實驗組且要進行多次和多組平行實驗。

（6）根據 “已知水稻E基因功能缺失表現出對白葉枯病原菌很好的抗性”分析可知：可以利用RNAi技術（反義RNA）阻止野生型水稻E基因的翻譯、獲取具有抗白葉枯病基因的轉基因水稻等。