成花素(FT)是葉片細(xì)胞產(chǎn)生的一種促進(jìn)開花的物質(zhì),在低溫下,F(xiàn)T無法發(fā)揮其正常 功能,使得植物開花晚。研究者以擬南芥為材料,對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行了研究。
(1)研究發(fā)現(xiàn),植物開花早晚可能與FT和脂質(zhì)結(jié)合的特性有關(guān)。將不同脂質(zhì)分子PA、PC、PE、PG固定在檢測(cè)材料上,之后浸入FT溶液,一段時(shí)間后洗去多余的FT并檢測(cè),檢測(cè)材料上結(jié)合FT的位置顯示黑色,結(jié)果如圖1所示。由結(jié)果可知,F(xiàn)T與
PG
PG
(以下用脂質(zhì)分子P指代)的結(jié)合力最強(qiáng)。
(2)脂質(zhì)分子P的合成需要酶P的催化。研究人員構(gòu)建了酶P基因缺失的突變體植株P(guān)1。在低溫條件下,統(tǒng)計(jì)野生型植株WT和突變體P1的葉片總數(shù)(擬南芥開花早的植物葉片總數(shù)較少),結(jié)果如圖2。說明低溫下脂質(zhì)分子P對(duì)擬南芥開花時(shí)間的影響是脂質(zhì)分子P延遲擬南芥的開花時(shí)間
脂質(zhì)分子P延遲擬南芥的開花時(shí)間
。
(3)突變體P1中FT的含量與野生型相比無顯著差異,為了進(jìn)一步研究開花時(shí)間的差異是否由于FT的分布不同引起,科研人員用相關(guān)技術(shù)檢測(cè)低溫條件下細(xì)胞中不同部位FT的含量如圖3所示,據(jù)此推測(cè),低溫下植物產(chǎn)生的FT與脂質(zhì)分子P結(jié)合,從而被固定在細(xì)胞膜和葉綠體膜等膜結(jié)構(gòu)中,阻礙FT的運(yùn)輸,植物表現(xiàn)為開花晚。圖3中支持這一觀點(diǎn)的證據(jù)是突變體P1植株中,細(xì)胞膜和葉綠體膜中脂質(zhì)分子P少結(jié)合的FT少,F(xiàn)T主要存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,可以正常運(yùn)輸,開花時(shí)間提前
突變體P1植株中,細(xì)胞膜和葉綠體膜中脂質(zhì)分子P少結(jié)合的FT少,F(xiàn)T主要存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,可以正常運(yùn)輸,開花時(shí)間提前
。
(4)研究人員進(jìn)行嫁接實(shí)驗(yàn),通過觀察受體嫩枝頂端開花時(shí)間進(jìn)一步驗(yàn)證上述推測(cè),嫁接操作如圖4所示,如果以上推測(cè)成立,在表格中填寫預(yù)期開花時(shí)間:
低溫下:
供體 |
突變體P1 |
野生型 |
FT基因缺失突變體 |
受體 |
FT基因缺失突變體 |
FT基因缺失突變體 |
FT基因缺失突變體 |
開花時(shí)間 |
早 早
|
晚 晚
|
開花晚 |
(5)研究者認(rèn)為FT也屬于植物激素,作出此判斷的依據(jù)是:
植物葉片產(chǎn)生的FT可以運(yùn)輸?shù)侥壑敹舜龠M(jìn)開花
植物葉片產(chǎn)生的FT可以運(yùn)輸?shù)侥壑敹舜龠M(jìn)開花
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