20.科學(xué)家在基因型為mm的普通玉米(2n=20)群體中發(fā)現(xiàn)了雜合雄性不育突變體,并從中克隆了控制不育性狀的顯性基因M(編碼蛋白質(zhì)M)。研究發(fā)現(xiàn),突變體玉米雄性不育與花粉母細胞減數(shù)分裂異常密切相關(guān)(圖1);進一步研究發(fā)現(xiàn),減數(shù)分裂細胞中影響染色體聯(lián)會的R蛋白量與M蛋白質(zhì)有關(guān)(圖2)。
注:M-Del:敲除M基因的突變體;①~⑤為依次發(fā)生的減數(shù)分裂Ⅰ或Ⅱ某時期;⑥為減數(shù)分裂Ⅱ結(jié)束后形成的子細胞;⑦為花粉及可育率
(1)圖1中③所示的時期為
,⑥中單個正常細胞內(nèi)染色體數(shù)目為
。玉米減數(shù)分裂細胞中R蛋白量減少,植株的花粉可育率將
。推測玉米突變體中M蛋白質(zhì)影響減數(shù)分裂的機制為
。
(2)欲利用現(xiàn)有植株通過雜交方式獲得種子用于M基因的后續(xù)研究,雜交親本的基因型分別應(yīng)為
。
(3)M基因與m基因DNA序列相比,非模板鏈上第1072和1094位的兩個堿基突變?yōu)锳,致使M蛋白質(zhì)的第358和365位氨基酸分別變?yōu)閤和y(圖3);按5'-3'的方向,轉(zhuǎn)運x(第358位)的tRNA上反密碼子第
位堿基必為U。如需用定點突變方法分析M基因的兩個突變位點對玉米花粉可育率的影響,可采取的分析思路為
。