水稻(2n=24)是兩性花,可進(jìn)行自花傳粉和異花傳粉。研究人員通過γ射線誘變獲得了一株雄性不育水稻突變體?;卮鹣铝袉栴}:
(1)野生型水稻在產(chǎn)生花粉的時候,1個花粉母細(xì)胞(相當(dāng)于精原細(xì)胞)的細(xì)胞核DNA經(jīng)過
一
一
次復(fù)制,細(xì)胞經(jīng)過 兩
兩
次連續(xù)的分裂,產(chǎn)生 4
4
個子細(xì)胞。在減數(shù)分裂Ⅰ中期,細(xì)胞中可以觀察到 12
12
個四分體。子細(xì)胞經(jīng)過一系列變化形成精子,包裹在花粉粒中,脂質(zhì)是花粉粒外壁(花粉壁)的重要成分。
(2)測序結(jié)果顯示位于1號染色體上的脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因LTP突變?yōu)閘tp是導(dǎo)致雄性不育的原因。與野生型相比,轉(zhuǎn)錄非模板鏈變化如圖,發(fā)生了堿基對的 缺失
缺失
,氨基酸排列順序改變,從左往右看,與野生型相比,開始出現(xiàn)差異的氨基酸是(寫出氨基酸的變化) 蘇氨酸-精氨酸
蘇氨酸-精氨酸
。
(3)將完整的LTP基因與綠色熒光蛋白基因GFP融合轉(zhuǎn)入突變體中,突變體育性恢復(fù),根據(jù) 綠色熒光分布于絨氈層細(xì)胞的細(xì)胞膜
綠色熒光分布于絨氈層細(xì)胞的細(xì)胞膜
,可推測LTP蛋白定位于花藥絨氈層細(xì)胞的細(xì)胞膜。進(jìn)一步將不同的融合基因分別導(dǎo)入水稻原生質(zhì)體,觀察在細(xì)胞中的定位,結(jié)果如表。
融合蛋白類型 |
SP |
GFP |
正常LTP |
TM |
SP |
GFP |
正常LTP |
定位 |
細(xì)胞膜 |
內(nèi)質(zhì)網(wǎng) |
注:SP為蛋白質(zhì)N端信號肽,TM為C端跨膜區(qū)
已知完整的融合蛋白含有SP和TM區(qū)段,缺少
TM(C端跨膜區(qū))
TM(C端跨膜區(qū))
區(qū)段的LTP蛋白不能定位到細(xì)胞膜上,而突變LTP蛋白即使完整,依然不能正確定位,推測突變使該區(qū)段丟失而導(dǎo)致功能障礙。