番茄果實(shí)成熟涉及一系列生理生化過(guò)程,導(dǎo)致果實(shí)顏色及硬度等發(fā)生變化。果實(shí)顏色由果皮和果肉顏色決定。為探究番茄果實(shí)成熟的機(jī)制,科學(xué)家進(jìn)行了相關(guān)研究。
(1)果皮顏色由一對(duì)等位基因控制。果皮黃色與果皮無(wú)色的番茄雜交的F1果皮為黃色,F(xiàn)1自交所得F2果皮顏色及比例為
黃色:無(wú)色=3:1
黃色:無(wú)色=3:1
。
(2)野生型番茄成熟時(shí)果肉為紅色?,F(xiàn)有兩種單基因純合突變體,甲(基因A突變?yōu)閍)果肉黃色,乙(基因B突變?yōu)閎)果肉橙色。用甲、乙進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖1。
據(jù)此,寫出F2中黃色的基因型:aaBB、aaBb
aaBB、aaBb
。
(3)深入研究發(fā)現(xiàn),成熟番茄的果肉由于番茄紅素的積累而呈紅色,當(dāng)番茄紅素量較少時(shí),果肉呈黃色,而前體物質(zhì)2積累會(huì)使果肉呈橙色,如圖2。上述基因A、B以及另一基因H均編碼與果肉顏色相關(guān)的酶,但H在果實(shí)中的表達(dá)量低。根據(jù)上述代謝途徑,aabb中前體物質(zhì)2積累、果肉呈橙色的原因是 基因A突變?yōu)閍,但果肉細(xì)胞中的基因H仍表達(dá)出少量酶H,持續(xù)生成前體物質(zhì)2;基因B突變?yōu)閎,前體物質(zhì)2無(wú)法轉(zhuǎn)變?yōu)榉鸭t素
基因A突變?yōu)閍,但果肉細(xì)胞中的基因H仍表達(dá)出少量酶H,持續(xù)生成前體物質(zhì)2;基因B突變?yōu)閎,前體物質(zhì)2無(wú)法轉(zhuǎn)變?yōu)榉鸭t素
。
(4)有一果實(shí)不能成熟的變異株M,果肉顏色與甲相同,但A并未突變,而調(diào)控A表達(dá)的C基因轉(zhuǎn)錄水平極低。C基因在果實(shí)中特異性表達(dá),敲除野生型中的C基因,其表型與M相同。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)M中C基因的序列未發(fā)生改變,但其甲基化程度一直很高。推測(cè)果實(shí)成熟與C基因甲基化水平改變有關(guān)。欲為此推測(cè)提供證據(jù),合理的方案包括 ①②④
①②④
,并檢測(cè)C的甲基化水平及表型。
①將果實(shí)特異性表達(dá)的去甲基化酶基因?qū)隡
②敲除野生型中果實(shí)特異性表達(dá)的去甲基化酶基因
③將果實(shí)特異性表達(dá)的甲基化酶基因?qū)隡
④將果實(shí)特異性表達(dá)的甲基化酶基因?qū)胍吧?/h1>