Question

【题目】水稻斑点叶突变体在叶片或叶鞘上形成类似于病斑的斑点，研究斑点叶突变体对揭示植物的抗病反应机理具有重要意义。

（1）经甲基磺酸乙酯（EMS）诱变获得斑点叶突变体s1和s2，分别同野生型杂交，结果如下表所示：

杂交组合	F1表现型	F2群体
		野生型株数	突变型株数
s1 × 野生型	野生型	171	56
s2 × 野生型	野生型	198	68

说明突变性状由单一____________性基因控制。

（2）在s1突变位点的上、下游设计引物，PCR扩增后测序，如下图所示：

s1发生的碱基替换是____________。

（3）与野生型相比，s2突变位点具有相应限制酶的识别序列。PCR获得的对应DNA片段用该限制酶处理后电泳，s2的条带是下图中的____________。

（4）结合突变位点进一步分析，s1和s2是水稻E基因突变所致，体现了基因突变的____________性。s1突变使得转录产物加工形成的mRNA编码区域多出4个碱基，从而造成____________。s2突变导致E蛋白中一个苯丙氨酸变成半胱氨酸，已知苯丙氨酸的密码子为UUU、UUC；半胱氨酸的密码子为UGU、UGC，推知s2发生的碱基对替换为____________。

（5）水稻患白叶枯病时会在叶片上出现病斑，已知水稻E基因功能缺失表现出对白叶枯病原菌很好的抗性。为研究s1、s2突变体是否具有抗白叶枯病的性状，设计了如下实验：从每株s1、s2突变体选取发育状况一致的全部展开叶片各1片，接种白叶枯病菌，一段时间后测量并比较病斑的长度。请评价此实验设计的合理性并说明理由____________。

（6）基于上述研究成果，提出一种预防白叶枯病的方法。_________

Answer 1

【答案】隐 G→A ② 不定向或随机 （从突变位点对应的氨基酸开始出现）氨基酸种类、数目、排列顺序的变化 不合理，没有对照组、缺少重复实验 利用RNAi技术（反义RNA）阻止野生型水稻E基因的翻译、获取具有抗白叶枯病基因的转基因水稻等　

【解析】

经甲基磺酸乙酯（EMS）诱变获得斑点叶突变体s1和s2，分别同野生型杂交，后代F1表现型均为野生型，说明野生型对突变型为显性，F2群体中野生型：突变型＝3:1，说明该性状的遗传符合分离定律。

（1）由分析可知：突变性状由单一隐性基因控制。

（2）分析图示中野生型序列和s1突变序列，发现由右到左的第4个碱基有不同，故s1发生的碱基替换是G→A。

（3）与野生型相比，s2突变位点具有相应限制酶的识别序列。PCR获得的对应DNA片段用该限制酶处理后电泳，则s2突变序列会被限制酶切割，s2的条带是下图中的②。

（4）s1和s2是水稻E基因突变所致，体现了基因突变的不定向或随机性。s1突变使得转录产物加工形成的mRNA编码区域多出4个碱基，从而会造成（从突变位点对应的氨基酸开始出现）氨基酸种类、数目、排列顺序的变化。s2突变导致E蛋白中一个苯丙氨酸变成半胱氨酸，可能是mRNA上UUU变成UGU或UUC变成UGC，故推知s2发生的碱基对替换为。

（5）实验目的为研究s1、s2突变体（E基因功能缺失）是否具有抗白叶枯病的性状，故自变量为突变体的种类，因变量为抗性性状，需要设计一组对照组和两组实验组且要进行多次和多组平行实验。

（6）根据 “已知水稻E基因功能缺失表现出对白叶枯病原菌很好的抗性”分析可知：可以利用RNAi技术（反义RNA）阻止野生型水稻E基因的翻译、获取具有抗白叶枯病基因的转基因水稻等。