作物分子育種習(xí)題答案.doc

一、 名詞解釋1 作物分子育種: 直接從分子水平上改變某一作物品種基因組成而創(chuàng)造可穩(wěn)定遺傳變異來進(jìn)行新品種培育的過程，稱為作物分子育種。2 基因組: 一個(gè)物種單倍體細(xì)胞所含有的整套染色體，物種全部遺傳信息的總和，包括核基因組和細(xì)胞器基因組。3 人工染色體: 人工組建的具有染色體功能的DNA分子。4 功能標(biāo)記: 稱診斷標(biāo)記，是基于生物功能已知的引起表型變異的基因內(nèi)部序列多態(tài)性位點(diǎn)開發(fā)的分子標(biāo)記。5 分子設(shè)計(jì)育種: 利用作物基因組學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)的生物數(shù)據(jù)，借助生物信息學(xué)的方法和手段，對(duì)整個(gè)基因組控制作物重要農(nóng)藝性狀的基因及基因網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分子水平上的設(shè)計(jì)和操作，進(jìn)而培育作物新品種的過程。6 基因組學(xué): 研究基因組結(jié)構(gòu)、功能和進(jìn)化的科學(xué)。7 染色體工程： 按照人們預(yù)定目標(biāo)，采用一定的方法和步驟，通過染色體操縱改變生物染色體組成并進(jìn)而改變其遺傳性的過程。8 物理圖譜： 用分子生物學(xué)方法直接檢測DNA標(biāo)記在染色體上的實(shí)際位置繪制成的圖譜。9 序列圖譜： 以某一染色體上所含的全部堿基順序繪制的圖譜。10 遺傳圖譜： 指基因或DNA標(biāo)記在染色體上的相對(duì)位置與遺傳距離。通常用cM表示（基因或DNA片段在染色體交換過程中分離的頻率）。11 轉(zhuǎn)錄圖譜： 以EST為位標(biāo)，根據(jù)轉(zhuǎn)錄順序的位置和距離繪制的圖譜，它是染色體DNA某一區(qū)域內(nèi)所有可轉(zhuǎn)錄序列的分布圖，是基因圖的雛形。12 同源： 如果兩條或多條序列擁有共同祖先，則稱它們同源。13 直系同源： 不同物種間，功能相同或相似的序列來源于共同祖先的現(xiàn)象。14 并系同源：同一物種中，由于基因倍增事件產(chǎn)生相似序列的現(xiàn)象。 15 異同源：指物種間遺傳物質(zhì)平行轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。16 染色體轉(zhuǎn)導(dǎo)： （染色體介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移技術(shù)）將同特定基因表達(dá)有關(guān)的染色體或染色體片段轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞，是該基因得以表達(dá)，并能在細(xì)胞分裂中一代一代地傳遞下去，又稱染色體轉(zhuǎn)導(dǎo)。17 序列比對(duì)： 通過比較生物分子序列，發(fā)現(xiàn)它們的相似性，找出序列之間共同的區(qū)域，同時(shí)辨別序列之間的差異，從而揭示生物序列的功能、結(jié)構(gòu)和進(jìn)化的信息。二、填空1國際作物分子育種領(lǐng)域主要爭奪的焦點(diǎn)是生物基因資源。2作物分子育種大致經(jīng)歷了常規(guī)育種階段、生物技術(shù)滲透階段和 分子育種階段。3TRAP標(biāo)記是利用生物信息工具和EST數(shù)據(jù)庫信息, 產(chǎn)生目標(biāo)候選基因區(qū)多態(tài)性標(biāo)記。4將功能標(biāo)記定位到染色體上，一般有非整倍定位 技術(shù)、連鎖標(biāo)記技術(shù)、FISH技術(shù)和電子定位技術(shù)。5基因組學(xué)研究應(yīng)該包括結(jié)構(gòu)基因組學(xué)和功能基因組學(xué)兩方面的內(nèi)容。6 基因間存在直系同源、并系同源和異同源 三種同源現(xiàn)象。7作物分子育種大致經(jīng)歷了從常規(guī)育種到分子育種再到設(shè)計(jì)育種的三個(gè)歷程。8 SRAP標(biāo)記是利用獨(dú)特的引物設(shè)計(jì)對(duì)ORFs進(jìn)行擴(kuò)增,上游引物長17bp，下游引物長18bp。9染色體微切割常用的兩種方法是細(xì)玻璃針切割 法和 顯微激光切割法。10作物基因組包括核基因組、線粒體基因組和葉綠體基因組三部分。11轉(zhuǎn)基因作物外源DNA整合位點(diǎn)是隨機(jī)的，但多發(fā)生在同源系列 區(qū)和高度重復(fù)序列 區(qū)。三、選擇題1分子標(biāo)記可以位于：（ ABCD）A 內(nèi)含子區(qū) B 外顯子區(qū)C 重復(fù)區(qū) D 5UTR2 針對(duì)外顯子擴(kuò)增的功能標(biāo)記有：（ BD ）A ISAP B STS C PRAP D RGA3一個(gè)基因結(jié)構(gòu)中，變異較大的是：（ ACD）A內(nèi)含子區(qū) B外顯子區(qū) C 3UTR D 5UTR4以下是禾本科作物比較基因組數(shù)據(jù)庫的是：（D）A NCBI B TrEMBL C CATH D Gramene5使用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法整合外源基因獲得的拷貝數(shù)：（BC）A 較多 B 較少 C 一般單拷貝 D一般多拷貝6以下基因具有抗蟲功能的有：（ BC）A PEPCase基因 B vip基因 C Bt基因 D phy基因7可以用來進(jìn)行染色體物理圖譜繪制的技術(shù)有：（BCD ）A RE技術(shù) B YAC重疊群技術(shù) C STS標(biāo)志技術(shù) D FISH技術(shù)8染色體工程操縱的水平有：（ABC）A 染色體片段水平 B 染色體水平 C 染色體組水平 D 基因水平9引物設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的因素有：（ ABD）A 引物長度 B 發(fā)夾結(jié)構(gòu)C 濃度 D GC含量10在比對(duì)結(jié)果的query序列中用小寫字母代表：（ D）A插入序列 B 短重復(fù)序列C缺失序列 D LCR 11 Cre/lox定位重組系統(tǒng)可以使兩個(gè)loxP位點(diǎn)之間的序列發(fā)生：（ACD）A缺失 B 重復(fù) C 特異重組 D 倒位12針對(duì)啟動(dòng)子擴(kuò)增的功能標(biāo)記有：（ C）A ISAP B STS C PRAP D RGA13一個(gè)基因結(jié)構(gòu)中，相對(duì)保守的是：（ B）A內(nèi)含子區(qū) B 外顯子區(qū) C 3UTR D 5UTR14以下是作物基因組數(shù)據(jù)庫的是：（A）A GrainGenes B TrEMBL C CATH D Gramene15使用基因槍轉(zhuǎn)化法整合外源基因獲得的拷貝數(shù)：（AC）A較多B較少C一般單拷貝D一般多拷貝16以下基因具有增產(chǎn)功能的有：（ A）A PEPCase基因B vip基因C Bt基因D phy基因17 可以用來確認(rèn)基因功能的實(shí)驗(yàn)技術(shù)有：（BCD）A瞬時(shí)表達(dá)技術(shù)B 基因敲除技術(shù) C 反義RNA技術(shù)D 轉(zhuǎn)座子插入突變技術(shù)18作物染色體最基本的組成元件有：（ABD）A CEN B TEL C BAC D ARS19以下屬于核酸序列數(shù)據(jù)庫的有：（BD）A SWISS-PROT B GenBank C PIR D EMBL四、問答題1、如何開發(fā)一個(gè)STS功能標(biāo)記？(1)獲得某一已知功能的基因序列。 (2)同源序列或等位基因比較獲得變異區(qū)序列。(3)針對(duì)變異區(qū)設(shè)計(jì)引物。 (4) 特異擴(kuò)增。 (5)圖譜分析，差異條帶尋找UniGene 數(shù)據(jù)庫2、無標(biāo)記基因轉(zhuǎn)基因作物獲得技術(shù)有哪些？(1)共轉(zhuǎn)化法剔除轉(zhuǎn)基因植株中道德選擇標(biāo)記，基因槍共轉(zhuǎn)化法、農(nóng)桿菌共轉(zhuǎn)化法。(2)MAT載體系統(tǒng)剔除轉(zhuǎn)基因植株中的選擇標(biāo)記。(3)定位重組系統(tǒng)剔除轉(zhuǎn)基因植株中的選擇標(biāo)記。(4)轉(zhuǎn)座子再定位系統(tǒng)剔除轉(zhuǎn)基因植株中的選擇標(biāo)記。(5)同源重組作用剔除轉(zhuǎn)基因植株中的選擇標(biāo)記。3分子設(shè)計(jì)育種的基本技術(shù)有哪些？一是選擇優(yōu)良基因進(jìn)行DNA標(biāo)記，進(jìn)行分子標(biāo)記輔助選擇； 二是用轉(zhuǎn)基因方法，導(dǎo)入優(yōu)良性狀的基因；三是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，提出分子育種的最佳策略和技術(shù)途徑。4簡述bt基因類型及抗蟲譜。Cry:鱗翅目 Cry:鱗翅目和雙翅目 Cry:鞘翅目 Cry:雙翅目 Cry:鱗翅目和鞘翅目 PS17a(Cry):線蟲 PS52A1(Cry):線蟲 PS140E2: 膜翅目5作物核基因組結(jié)構(gòu)有哪些特點(diǎn)？(1)由多條染色體組成，以染色質(zhì)形態(tài)存于核內(nèi)。 (2)遺傳物質(zhì)含量差異最大。1000多倍。(3)無操縱子結(jié)構(gòu)，基因以基因家族形式出現(xiàn)。 (4)非編碼區(qū)多于編碼區(qū)。(5)基因不連續(xù)，為斷裂基因。 (6)轉(zhuǎn)錄物為單順反子。(7)多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。 (8)符合孟德爾規(guī)律6如何將功能標(biāo)記定位到染色體上？(1)非整倍體定位技術(shù)：即用功能標(biāo)記的特異引物對(duì)相應(yīng)非整倍體物種基因組進(jìn)行擴(kuò)增分析，若哪一條染色體或染色體臂未被擴(kuò)增出目標(biāo)條帶，則標(biāo)記被定位在該染色體或染色體臂上。(2)連鎖標(biāo)記技術(shù)：即尋找與功能標(biāo)記緊密連鎖的分子標(biāo)記，計(jì)算重組率，將功能標(biāo)記定位在連鎖圖譜上。一般所用分子標(biāo)記是SSR標(biāo)記。(3)FISH技術(shù)：即用功能標(biāo)記擴(kuò)增得到的序列作探針，與基因組染色體進(jìn)行熒光原位雜交，有雜交信號(hào)的染色體即是定位到的染色體。(4)電子定位技術(shù)：利用生物信息學(xué)和公用生物數(shù)據(jù)庫工具進(jìn)行查詢、分析功能標(biāo)記的染色體圖譜位置。7開展分子設(shè)計(jì)育種的基本條件有哪些？(1) 高密度分子遺傳圖譜和高效的分子標(biāo)記檢測技術(shù)。 (2)對(duì)重要基因QTLs的定位與功能有足夠的了解。(3)建立并完善可供分子設(shè)計(jì)育種利用的遺傳信息數(shù)據(jù)庫。(4)開發(fā)并完善進(jìn)行作物設(shè)計(jì)育種模擬研究的統(tǒng)計(jì)分析方法及相關(guān)軟件，用于開展作物新品種定向創(chuàng)制的模擬研究。(5)掌握可用于設(shè)計(jì)育種的種質(zhì)資源與育種中間材料8簡述抗蟲基因有哪些類別？ (1) 從微生物分離出的殺蟲晶體蛋白基因：Bt。(2) 從植物分離出的昆蟲蛋白酶抑制劑基因：PI和豇豆胰蛋白酶抑制劑基因cpti。(3)植物凝集素基因：lectin gene9要想成功地設(shè)計(jì)某一基因的特異引物，需要考慮哪些因素？(1)引物長度（primer length）， (2)產(chǎn)物長度（product length），(3)序列Tm值 (melting temperature)， (4)G值(internal stability)，(5)引物二聚體及發(fā)夾結(jié)構(gòu)（duplex formation and hairpin）， (6)錯(cuò)誤引發(fā)位點(diǎn)（false priming site），(7)引物及產(chǎn)物GC含量（composition），有時(shí)還要對(duì)引物進(jìn)行修飾，如增加限制酶切點(diǎn)，引進(jìn)突變等。10、引物設(shè)計(jì)的原則首先引物要跟模板緊密結(jié)合；其次引物與引物之間不能有穩(wěn)定的二聚體或發(fā)夾結(jié)構(gòu)存在；最后引物不能在別的非目的位點(diǎn)引起高效DNA聚合反應(yīng)(即錯(cuò)配)。11作物分子育種研究內(nèi)容分子標(biāo)記與基因作圖；基因克隆定位；載體構(gòu)建與基因重組；遺傳轉(zhuǎn)化與篩選；基因表達(dá)與調(diào)控；生物信息學(xué)與功能基因組學(xué)；分子設(shè)計(jì)育種 12、試驗(yàn)確認(rèn)基因：基因克隆、基因敲除、基因超表達(dá)、反義RNA技術(shù)、RNAi、轉(zhuǎn)座子插入突變。核酸序列數(shù)據(jù)庫：DDBJ、EMBL、GenBank 蛋白質(zhì)序列：SWISS-PROT、PIR 作物基因組數(shù)據(jù)庫：GrainGenens 禾本科比較基因組數(shù)據(jù)庫：Gramene13、 蛋白酶抑制劑分類及抗蟲譜：（1） 絲氨酸類蛋白酶抑制劑： 豇豆胰蛋白酶抑制劑CpTI；鞘、鱗、直翅目； 馬鈴薯蛋白酶抑制劑Pi，抑制