作物分子育種習(xí)題答案

1、一、名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：4功能標(biāo)記：記。5分子設(shè)計(jì)育種整個(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，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：9序列圖譜：10遺傳圖譜：色體交換過程中分離的頻率）。11轉(zhuǎn)錄圖譜： 以EST

2、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 轉(zhuǎn)錄序列的分布圖，是基因圖的雛形。1213141516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(zhēng)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

3、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1Zbp，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)是三、選擇題人工組建的具有染色體功能的DNA分子。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)

4、性位點(diǎn)開發(fā)的分子標(biāo)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)進(jìn)而培育作物新品種的過用分子生物學(xué)方法直接檢測(cè)DNA標(biāo)記在染色體上的實(shí)際位置繪制成的圖譜。 以某一染色體上所含的全部堿基順序繪制的圖譜。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DNA某一區(qū)域內(nèi)所有可同源：如果兩條或多條序列擁有共同祖先，則稱它們同源。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。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。異同源：指物種間遺傳物質(zhì)平行轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。染色體轉(zhuǎn)導(dǎo)：（染色體介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移技術(shù)）將同

5、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)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)。1分子標(biāo)記可以位于：（ABCDA內(nèi)含子區(qū)B外顯子區(qū)2針對(duì)外顯子擴(kuò)增的功能標(biāo)記有：C重復(fù)區(qū)（BD）D 5UTRA ISAPB STS3一個(gè)基因結(jié)構(gòu)中，變異較大的是：A內(nèi)含子區(qū)B外顯子區(qū)4以下是禾本科作物比較基因組數(shù)據(jù)庫的是：A NCBIBTrEMBLC PRAPACD)C 3UTRD)C CATH5使用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法整合外源基因獲得的拷貝數(shù)：A較多B較少C一般單拷貝6以下基因具有抗蟲功能的有： (BC)A PEP Case基因B vip基因C Bt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

6、 RE技術(shù)BC)D RGAD 5UTRD GrameneD一般多拷貝D phy基因B YAC重疊群技術(shù)(ABC)染色體水平ABD)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：A染色體片段水平B9引物設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的因素有：A引物長度C染色體組水平D基因水平B發(fā)夾結(jié)構(gòu)10在比對(duì)結(jié)果的query序列中用小寫字母代表：A插入序列11 Cre/lox A缺失B短重復(fù)序列 定位重組系統(tǒng)可以使兩個(gè)B重復(fù)12針對(duì)啟動(dòng)子擴(kuò)增的功能標(biāo)記有：A ISAPB STS13一個(gè)基因結(jié)構(gòu)中，相對(duì)保守的是：A內(nèi)含子區(qū)B外顯子區(qū)14以下是作物基因組數(shù)據(jù)庫的是：A GrainGenesB TrEMBLC濃度D G

7、C含量D)C缺失序列D LCRloxP位點(diǎn)之間的序列發(fā)生： (ACD)C特異重組C)C PRAP(B)C 3UTR倒位RGA5UTRA)C CATHGramene15使用基因槍轉(zhuǎn)化法整合外源基因獲得的拷貝數(shù)：A較多B較少16以下基因具有增產(chǎn)功能的有： (A)A PEP Case基因B vip基因17可以用來確認(rèn)基因功能的實(shí)驗(yàn)技術(shù)有：A瞬時(shí)表達(dá)技術(shù)B基因敲除技術(shù)18作物染色體最基本的組成元件有：AC)C一般單拷貝D一般多拷貝A CEN B TEL19以下屬于核酸序列數(shù)據(jù)庫的有：A SWISS-PROT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。(3)針對(duì)變異區(qū)設(shè)計(jì)引

8、物。(4)C Bt基因 (BCD)C反義RNA技術(shù)(ABD)B GenBankC BAC(BD)C PIR(2)特異擴(kuò)增。(5)2、 無標(biāo)記基因轉(zhuǎn)基因作物獲得技術(shù)有哪些？D phy基因D轉(zhuǎn)座子插入突變技術(shù)D ARSD EMBL同源序列或等位基因比較獲得變異區(qū)序列。 圖譜分析，差異條帶尋找UniGene數(shù)據(jù)庫(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

9、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(jiǎn)述bt基因類型及抗蟲譜。Cry川:鞘翅目Cry IV :雙翅目CryV :鱗翅目和鞘翅目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)。(3)無操縱子結(jié)構(gòu)，基因以基因家族形式出現(xiàn)。(5)基因不連續(xù)，為斷裂基因。(6)(7)多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。(8)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

10、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(cè)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)

11、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(jiǎn)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：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)，弓I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； 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

12、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-PRO、T PIR作物基因組數(shù)據(jù)庫：GrainGenens13、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Cry I :鱗翅目Cryn :鱗翅目和雙翅目 (PS17a(Cry V ):線蟲PS52A1(Cry屮):線蟲(2)(4)遺傳物質(zhì)含量差異最大。1000多倍。 非編碼區(qū)多于編碼區(qū)。 轉(zhuǎn)錄物為單順反子。符合孟德爾規(guī)律

13、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(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)(3)序列Tm值(melting temperature),(4)(5)引物二聚體及發(fā)夾結(jié)構(gòu)(duplex formation and hairpincpti。)，)，產(chǎn)物長度(product lengthNG值(in ternal stability)(6)錯(cuò)誤引發(fā)位點(diǎn)(false priming site)，最后引物不能在別的禾本科比較基因組數(shù)據(jù)庫：Gramene胰蛋白酶和胰凝乳