大豆原產(chǎn)中國，已有五千年栽培歷史，古稱“菽”。大豆為一年生草本，莖粗壯直立，密被褐色長硬毛。葉通常具3小葉，兩性花，自然下既可自花傳粉也可異花傳粉。研究者在大豆突變體庫中篩選出純合突變體甲，并對(duì)其展開研究。突變體甲表現(xiàn)為葉皺縮型，如圖1。

（1）以突變體甲與野生型大豆為親本，進(jìn)行正反交獲得F₁。采用特異性引物對(duì)兩親本基因組DNA 進(jìn)行PCR擴(kuò)增得到兩親本的差異性條帶，可用于雜種植株的鑒定。圖2是用該引物對(duì)雙親及F₁植株進(jìn)行PCR擴(kuò)增的結(jié)果。

據(jù)結(jié)果判斷，1～10中

3、4、7、9

3、4、7、9

是雜交成功獲得的F₁植株；推測F₁中出現(xiàn)其它植株的最可能原因是

親本發(fā)生自交

親本發(fā)生自交

。F₁自交收獲F₂，發(fā)現(xiàn)突變型124株、野生型380株，說明突變體甲葉型突變的遺傳符合孟德爾的基因分離定律。
（2）研究發(fā)現(xiàn)突變體甲是7號(hào)染色體片段缺失導(dǎo)致的，預(yù)測該缺失范圍內(nèi)有6個(gè)基因（記為基因1～6）最有可能與甲的葉皺縮有關(guān)，而這6個(gè)基因在8號(hào)染色體上均有功能類似的基因（記為基因1'～6'）。為確定基因1～6中與甲的葉皺縮直接相關(guān)的基因，研究者從野生型

葉片

葉片

細(xì)胞中提取總RNA，逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA 作為PCR模板，根據(jù)上述基因設(shè)計(jì)引物進(jìn)行擴(kuò)增。結(jié)果發(fā)現(xiàn)只擴(kuò)增出基因1～4，以及基因1'、3'、5'、6'，故鎖定基因

2、4

2、4

作為重點(diǎn)研究對(duì)象，后命名為基因P和基因Q。
（3）研究者將同為葉皺縮表型的突變體乙與突變體甲雜交，子代均表現(xiàn)為葉皺縮，說明突變體乙與突變體甲的突變位點(diǎn)是

相同

相同

（相同/不同）的。進(jìn)一步對(duì)突變體乙的基因測序，發(fā)現(xiàn)僅有基因Q發(fā)生突變。為確定基因Q的功能，將該基因轉(zhuǎn)入

基因Q突變（突變體乙）

基因Q突變（突變體乙）

的大豆中，若發(fā)現(xiàn)

轉(zhuǎn)基因的突變體葉表型恢復(fù)為野生型

轉(zhuǎn)基因的突變體葉表型恢復(fù)為野生型

，則可證實(shí)基因Q與葉片正常發(fā)育直接相關(guān)。
（4）研究發(fā)現(xiàn)基因Q與大豆葉表皮角質(zhì)層的發(fā)育過程有關(guān)，角質(zhì)層具有保水、抵抗病菌和昆蟲侵襲等作用。請(qǐng)預(yù)期該研究的應(yīng)用價(jià)值：

對(duì)培育抗旱、抗病蟲的大豆新品種具有重要意義

對(duì)培育抗旱、抗病蟲的大豆新品種具有重要意義

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