近年來發(fā)現(xiàn)海藻糖-6-磷酸(T6P)是一種信號分子,在植物生長發(fā)育過程中起重要調(diào)節(jié)作用。研究者以豌豆為材料研究了T6P在種子發(fā)育過程中的作用。
(1)豌豆葉肉細胞通過光合作用在 葉綠體基質(zhì)葉綠體基質(zhì)中合成三碳糖,在細胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)化為蔗糖后運輸?shù)桨l(fā)育的種子中轉(zhuǎn)化為淀粉貯存。
(2)細胞內(nèi)T6P的合成與轉(zhuǎn)化途徑如下:
底物S酶T6P P酶海藻糖
將P酶基因與啟動子U(啟動與之連接的基因僅在種子中表達)連接,獲得U-P基因,導(dǎo)入野生型豌豆中獲得U-P純合轉(zhuǎn)基因植株,預(yù)期U-P植株種子中T6P含量比野生型植株 低低,檢測結(jié)果證實了預(yù)期,同時發(fā)現(xiàn)U-P植株種子中淀粉含量降低,表現(xiàn)為皺粒。用同樣方法獲得U-S純合轉(zhuǎn)基因植株,檢測發(fā)現(xiàn)植株種子中淀粉含量增加。
(3)本實驗使用的啟動子U可以排除由于目的基因 在其他器官(過量)在其他器官(過量)對種子發(fā)育產(chǎn)生的間接影響。
(4)在進一步探討T6P對種子發(fā)育的調(diào)控機制時,發(fā)現(xiàn)U-P植株種子中一種生長素合成酶基因R的轉(zhuǎn)錄降低,U-S植株種子中R基因轉(zhuǎn)錄升高。已知R基因功能缺失突變體r的種子皺縮,淀粉含量下降。據(jù)此提出假說:T6P通過促進R基因的表達促進種子中淀粉的積累。請從①~⑤選擇合適的基因與豌豆植株,進行轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?,為上述假說提供兩個新的證據(jù)。寫出相應(yīng)組合并預(yù)期實驗結(jié)果。
①U-R基因
②U-S基因
③野生型植株
④U-P植株
⑤突變體r植株
S
酶
P
酶
【答案】葉綠體基質(zhì);低;在其他器官(過量)
【解答】
【點評】
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