1.
籼稻(染色体组成表示为SS)和粳稻(染色体组成表示为JJ)的杂交种具有抗逆性强、产量高的优势。科研人员对花粉不育的遗传机理展开研究。
(1)
将纯合粳稻和纯合籼稻杂交,获得F1 , F1自交获得F2。统计发现,F2仅有粳—籼杂交种和籼稻,且二者比例接近1:1。显微镜下观察发现两个亲本花粉均正常,但F1产生的花粉中近一半的花粉粒形态异常(败育),据此推测F1产生的异常花粉的染色体组成为。
(2)
经过精细定位,科研人员将导致花粉败育的基因定位于12号染色体上的R区(区域内的基因不发生交换)。粳稻和籼稻R区DNA片段上的基因如下图。注:粳稻12号染色体上无B、C、D的等位基因。
①科研人员将F1杂种植株中A~E基因分别单独敲除,得到A、B、C、E的单基因敲除植株,在显微镜下观察这些敲除植株的花粉粒形态。科研人员推测其中的C基因导致一半花粉败育,其他基因不影响花粉育性,支持这一推测的显微镜观察证据是。
②F1杂种植株单独敲除D基因,其花粉均不育,C、D基因双敲除植株花粉均可育。推测C基因编码的蛋白具有毒害作用,D基因编码的蛋白可。为进一步验证基因D的作用,将基因D导入到F1中,获得转入单个基因D的F1。预期F1自交后代的染色体组成及比例是(写出所有可能的比例)。
(3)
研究发现,C基因编码的毒素靶向线粒体中的一种细胞色素氧化酶,导致毒害作用,这导致C、D基因的基因频率易于升高,形成基因驱动效应。请结合上述机制,推测基因驱动效应的形成原因。
【考点】
基因的分离规律的实质及应用;
染色体数目的变异;
基因、DNA、遗传信息的关系;
减数分裂异常情况分析;