23. 番茄是世界主要蔬菜之一,为严格的自花授粉作物,杂种优势能极大提高番茄的产量、抗病及抗逆表现,因此番茄生产基本上都是应用杂交种。
(1)科学家获得了位于4号染色体的ps-2基因隐性突变体,表现为雄性不育,在杂交育种时,选育雄性不育植株的优点是
___________。
(2)番茄野生型为雄性可育,突变体甲和突变体乙均为雄性不育(均只有一对基因与野生型不同)。下表为3个不同番茄杂交组合及其子代的表型及比例。请回答下列问题:
组合序号 |
| 后代的表型及比例 |
一 | 野生型×突变体甲 | 全为雄性可育(杂种1) |
二 | 野生型×突变体乙 | 全为雄性可育(杂种2) |
三 | 杂种1×杂种2 | 全为雄性可育 |
根据杂交组合一和二可知,雄性可育性状是由
_____性基因控制。根据杂交组合三,推测控制两个突变体的相关基因为
______(填“等位基因”或“非等位基因”)。
(3)若在雄性不育系大田中发现一株苗期绿茎隐性突变体。实验证明苗期紫茎和绿茎由一对等位基因控制,利用SSR技术可以进行基因在染色体上的定位,SSR是DNA中的简单重复序列,非同源染色体上的SSR、不同品种的同源染色体上的SSR不同,因此常用于染色体特异性标记。研究者将紫茎和绿茎杂交,F
1自交后提取F
2中苗期绿茎突变体50株单株的叶肉细胞DNA,利用4号染色体上特异的SSR(与ps-2基因紧密连锁的SSR标记)进行PCR扩增,实验证明苗期绿茎基因位于4号染色体上,请在下图
1中画出PCR扩增、电泳后结果
______________________。
(4)若科研人员选择纯种宽叶番茄与窄叶番茄杂交,F
1全部为宽叶,F
1自交,F
2的性状比例为9:7.回答下列问题:
①若宽叶、窄叶由两对等位基因控制,则F
2中出现宽叶和窄叶比例为9:7的原因是
______,F
2的窄叶有
______种基因型,若F
2的宽叶自花传粉,则子代中窄叶的比例为
______。
②自然界中存在“自私基因”,即某一基因可以使同株的控制相对性状的另一基因的雄配子部分死亡,从而改变子代的性状表型的比例。若宽叶、窄叶由一对等位基因(A、a)控制,F
2中出现出现宽叶和窄叶的比例为9:7是“自私基因”作用的结果,则此比例出现的原因是:F
1中携带
______(填“A”或“a”)基因的雄配子,有
______的比例死亡。
(5)我国科学家在番茄基因组中鉴定到154个在雄蕊中特异表达的基因,选取其中的一个基因SlSTR1作为靶标基因(T表示)。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对番茄的SlSTR1基因进行定向敲除获得雄性不育系(tt,绿色)。将正常功能的SlSTR1基因(T)和控制花青素合成的SlANT1基因(A表示)连锁在一起,共同转回到雄性不育系中,从而获得了紫色的转基因保持系(图2):关于图2所示转基因保持系制备过程及在农业生产的优点,下列说法正确的是
。
A.转基因保持系通过杂交可产生雄性不育系又可产生转基因品系 |
B.可通过幼苗颜色准确鉴定不育株用于杂交种子生产 |
C.该技术用于杂交制种的不育系并不含任何转基因成分 |
D.该研究策略易推广到其他蔬菜、花卉等园艺作物,具有广阔的应用前景 |