番茄花的雄蕊花药合生,包裹住雌蕊,如图1;雌蕊的柱头有3种类型:柱头外露(柱头高出雄蕊花药)、柱头齐平(柱头与雄蕊花药等高)、柱头内陷(柱头矮于雄蕊花药),如图2,野生番茄一般为柱头外露型,在种植驯化为栽培番茄时,逐步往柱头内陷型演化。
(1)为研究番茄柱头发育的遗传基础,研究人员利用柱头齐平的番茄品系(TS-278)、柱头内陷的番茄品系(TS-9)运用全基因组关联分析确认一个与柱头发育相关的基因(SE3.1),比较TS-278与TS-9的SE3.1基因非模板链的碱基序列差异如图3所示。(起始密码:AUG,终止密码:UAA、UGA、UAG)
①据图3推测,柱头内陷类型产生的原因可能是基因SE3.1发生碱基C替换成T,使
____________,导致蛋白产物功能丧失,影响柱头发育,使栽培番茄柱头内陷于花药内部。
②为验证SE3.1基因对番茄柱头发育的控制功能,科研人员将
____________(填“SE3.1
c”或“SE3.1
T”)基因导入TS-9的组织细胞中,培育出相应的转基因番茄植株,分别检测非转基因植株和转基因番茄植株AL/PL值,结果如图4,则属于转基因番茄植株的有
____________。
(2)已有研究表明,Style2.1基因也参与影响番茄柱头发育。为了探究SE3.1基因与Style2.1基因在番茄柱头发育过程中作用特点,研究人员以柱头外露的番茄品系TS-19(具有SE3.1
c基因与功能正常的Style2.1基因>为实验材料,利用基因敲除技术分别创建SE3.1基因功能缺陷的单突变株、Style2.1基因功能缺陷的单突变株、SE3.1基因和Style2.1基因功能皆缺陷的双突变株,分别检测TS-19植株及各突变株的AL/PL值,结果如图5。
①综上实验结果,完善野生番茄柱头外露演化为栽培番茄柱头内陷的过程模型。(写出演变过程相关基因的变化)
i
_____________________;ii:
___________________。
②基于上述模型推测,野生番茄被驯化为栽培番茄,其授粉方式由
________授粉转化为
________授粉,从而有助于结出更多、更大的番茄,提升产量。番茄产量提升的可能原因是番茄授粉方式转变后提高了
________。
(3)为探究SE3.1基因与Style2.1基因是否独立遗传,请以TS-9、TS-19、TS-278为材料,设计遗传实验方案,并预期支持其独立遗传的结果
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