我國科研人員對藍(lán)光和赤霉素在調(diào)節(jié)植物發(fā)育中的相互關(guān)系進(jìn)行研究。
(1)光不僅作為植物光合作用的
能量
能量
來源,同時(shí)作為 信號
信號
,影響、調(diào)控植物生長發(fā)育的全過程。
(2)在擬南芥中,赤霉素與細(xì)胞內(nèi)的赤霉素受體結(jié)合形成復(fù)合物,該復(fù)合物與R蛋白結(jié)合使R蛋白降解,從而抑制相關(guān)基因的表達(dá),引起細(xì)胞伸長、植株增高。用赤霉素處理野生型和藍(lán)光受體缺失突變體擬南芥后,用藍(lán)光照射,分別檢測R蛋白的含量,結(jié)果如圖1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,藍(lán)光受體被激活后,抑制R蛋白的降解
藍(lán)光受體被激活后,抑制R蛋白的降解
。
(3)科研人員進(jìn)一步研究被藍(lán)光激活的藍(lán)光受體對赤霉素信號通路的影響。用藥物阻斷野生型擬南芥的內(nèi)源赤霉素合成,然后分三組進(jìn)行不同處理。一段時(shí)間后,將各組擬南芥的細(xì)胞裂解,在裂解液中加入表面結(jié)合了藍(lán)光受體抗體的微型磁珠。與裂解液充分孵育后收集磁珠,分離磁珠上的各種蛋白,利用抗原—抗體雜交技術(shù)檢測其中的藍(lán)光受體和赤霉素受體,處理及結(jié)果如圖2。
①據(jù)圖分析,藍(lán)光受體在 藍(lán)光
藍(lán)光
條件下才能與赤霉素受體結(jié)合。
②請判斷藍(lán)光受體與赤霉素受體的結(jié)合是否依賴赤霉素,并闡述判斷依據(jù) 不依賴,2組和3組均檢測到赤霉素受體
不依賴,2組和3組均檢測到赤霉素受體
。
(4)利用藥物阻斷擬南芥內(nèi)源赤霉素合成,利用“磁珠”技術(shù)進(jìn)一步證明了藍(lán)光受體與赤霉素受體結(jié)合后,后者便無法與R蛋白結(jié)合。相關(guān)實(shí)驗(yàn)如下表,請完善實(shí)驗(yàn)方案。
組別 |
植株處理 |
植株抗體 |
抗原-抗體檢測 |
預(yù)期結(jié)果 |
對照組 |
① c c |
赤霉素受體的抗體 |
赤霉素受體的抗體,R蛋白的抗體 |
③ g g |
實(shí)驗(yàn)組 |
② d d |
④ e e |
a.黑暗
b.藍(lán)光
c.黑暗+赤霉素
d.藍(lán)光+赤霉素
e.有赤霉素受體條帶,無R蛋白條帶
f.無赤霉素受體條帶,有R蛋白條帶
g.有赤霉素受體條帶,有R蛋白條帶
h.無赤霉素受體條帶,無R蛋白條帶
(5)綜合上述信息,在不考慮其他影響因素的情況下,模仿野生型植株在黑暗條件下的情況,完善圖3中不同植株在不同條件下的生長狀態(tài)及相關(guān)信號調(diào)節(jié)通路
(任選一個(gè)即可)。