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生物科技阅读题专项训练3 [复制链接]

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前面两篇为合格考水平的试题,下面为等级考水平的试题。比较一下难度吧!

20.阅读以下材料,完成(1)~(5)题。

植物中白粉病相关基因MLO研究进展

白粉病是由禾白粉病菌引起的一类真菌性病害。禾白粉菌主要侵染禾本科植物胚芽鞘与叶片表皮细胞,病菌在侵入的表皮细胞内生成吸器并从中吸取养分,供给病原菌生长发育。菌丝则沿叶表皮细胞长轴方向扩展蔓延,产生大量灰白色分生孢子,分生孢子再次侵染植物,开始下一轮侵染循环。

为研究植物对白粉病的抗病机制,科研工作者筛选并克隆到相关基因——MLO基因。野生型MLO基因能调控表皮细胞内乳突的形成,在表皮细胞壁真菌侵染位点抑制细胞壁过氧化氢暴发,并且抑制叶肉细胞次级氧化暴发,从而抑制叶肉细胞死亡。因此MLO基因能够促进病原菌的侵入,削弱植物的防御能力。

研究还发现,在白粉病菌侵入的野生型植株中,叶绿体的两种光合作用标志酶的含量始终较高,强的光合作用可以为病原菌的发育提供营养。推测叶肉细胞为表皮细胞提供了直接的养分来源,病原菌吸收叶肉细胞输送到表皮细胞中的营养就可以完成其无性世代,植物从而表现为感病性。

研究人员通过将MLO基因突变获得等位基因mlo,mlo基因编码的MLO蛋白功能丧失。研究发现大麦mlo基因突变体的表皮细胞壁加固,出现强烈的乳突反应,能阻止白粉菌的芽孢穿透宿主表皮细胞,进而妨碍了菌丝生长和有性世代的形成,阻止侵染。因此mlo基因在植物抗性方面具有广泛的应用前景和开发潜力。

MLO基因属于一个大的MLO基因家族,存在于植物的各个组织中,广泛参与生物和非生物的胁迫反应。MLO家族成员之间存在功能互作和功能冗余现象,不同的MLO蛋白共同响应某种胁迫反应,不同的MLO基因突变对白粉病的抗性程度不同。在培育抗病品种时,当存在多个MLO基因同时调控白粉病时,植物要获得高抗或者完全抗白粉菌,需突变植株中起主要作用的MLO基因或者突变全部调控白粉病的MLO基因。

(1)白粉病是由禾白粉病菌引起的一类重要真菌性病害,禾白粉病菌与植物的种间关系属于_________。

(2)自然界中的植物与病原菌在长期的协同进化过程中形成了一种动态平衡关系。植物存在两类基因,一类是抗病基因(简称R),R基因是植物体中能特异性识别病原并能激发抗病反应的一类半显性和显性抗性基因。另一类是感病基因(简称S),S基因为植物易感性所需,与植物的感病性有关,负调控植物的抗病过程。

①据文中信息可知,MLO家族基因属于____(选填“R”或“S”)基因。

②若要利用R和S基因,获得抗病植株,核心思路是____。

(3)据文中信息,写出MLO参与病原菌侵染的两条途径____________。

(4)MLO基因存在功能冗余现象,导致突变的mlo基因对白粉病的抗性不同。此外,大量研究表明,mlo基因具有多效性,因此在培育抗病品种的过程中应考虑的问题包括________。

(5)请提出一个未来可以继续深入研究的课题。

参考答案:

20.

(1)寄生

(2)①S②过表达R基因,敲除S基因。

(3)1.通过“干扰/抑制”表皮细胞的防卫反应来“迎合”病原菌侵染;

2.通过调节叶肉细胞光合作用为表皮细胞中病原菌的发育提供营养。

(4)需注意克服MLO突变带来的其他生理反应,培育高抗或完全抗性的品种还需注意MLO基因存在功能冗余的现象,以培养出所需的表型。

在培育抗病品种时,当存在多个MLO基因拷贝同时调控白粉病时,植物要获得高抗或者完全免疫白粉菌,需突变植株中起主要作用的MLO基因或者突变全部调控白粉病的MLO基因。

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