金小蜂(2n=10)的性別是由卵細(xì)胞的受精情況決定的,通常情況下,在金小蜂種群中,受精卵發(fā)育成雌性,卵細(xì)胞直接發(fā)育為雄性,雌性個(gè)體數(shù)量遠(yuǎn)高于雄性。但由于部分雄性金小蜂的體細(xì)胞內(nèi)有一條“自私”的非必需染色體—B染色體,使其子代雄性個(gè)體的比例遠(yuǎn)高于正常值。為研究B染色體“自私”的遺傳機(jī)制,研究人員進(jìn)行了如下試驗(yàn)。
(1)通常情況下,金小蜂的雄性體細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)為
5
5
,這種雄性個(gè)體被稱為 單倍體
單倍體
。
(2)B染色體只存在于雄性細(xì)胞內(nèi),獨(dú)立于必需的5條染色體之外,其上的P基因影響金小蜂子代雄性個(gè)體比例,含P基因的雄性經(jīng)假減數(shù)分裂后,形成的精子與卵細(xì)胞融合為受精卵,在 有絲分裂
有絲分裂
分裂時(shí),除B染色體外,來自精子的其他染色體凝集成團(tuán),而后降解,導(dǎo)致子代體細(xì)胞染色體數(shù)為 條,發(fā)育為雄性。
(3)研究人員將一種能特異性干擾P基因表達(dá)的物質(zhì)--RNAi(RNA干擾)顯微注射進(jìn)雄性蛹內(nèi),羽化為成蜂后,與野生型雌蜂交配,雜交實(shí)驗(yàn)如圖。
①RNAi為一種人工設(shè)計(jì)的雙鏈RNA,能特異性地與細(xì)胞內(nèi)同源的mRNA互補(bǔ)配對(duì),在相關(guān)酶的作用下,使其降解,從而干擾了P基因的 翻譯
翻譯
過程。但在此過程中,會(huì)有少量的RNAi殘留,導(dǎo)致干擾失敗,使部分P基因仍能表達(dá)。
注:餅圖陰影部分表示該基因型個(gè)體所占比例,P+表示有P基因,P-無P基因
②請(qǐng)寫出圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的基因型。ⅠP-
P-
、ⅡP+P-
P+P-
、ⅢP-
P-
。
③綜合以上研究結(jié)果,推測(cè)雜交實(shí)驗(yàn)二中F1代出現(xiàn)雌性金小蜂的原因 由于RNAi對(duì)P基因的干擾,使雄性金小峰產(chǎn)生的部分精細(xì)胞中的除B染色體外的其他染色體也能進(jìn)行正常分裂,而產(chǎn)生正常的精細(xì)胞(5+B)條染色體,與卵細(xì)胞結(jié)合,形成受精卵,受精卵中來自精子的染色體(不凝集成團(tuán))能夠正常進(jìn)行有絲分裂,表現(xiàn)為雌性
由于RNAi對(duì)P基因的干擾,使雄性金小峰產(chǎn)生的部分精細(xì)胞中的除B染色體外的其他染色體也能進(jìn)行正常分裂,而產(chǎn)生正常的精細(xì)胞(5+B)條染色體,與卵細(xì)胞結(jié)合,形成受精卵,受精卵中來自精子的染色體(不凝集成團(tuán))能夠正常進(jìn)行有絲分裂,表現(xiàn)為雌性
。Ⅱ和Ⅲ雜交產(chǎn)生的F2中雌性只有一種染色體組成,其原因是雌蜂通過一定的調(diào)節(jié)機(jī)制,雌蜂通過調(diào)節(jié),使含P+基因(或B染色體)的卵細(xì)胞失活(致死)
雌蜂通過調(diào)節(jié),使含P+基因(或B染色體)的卵細(xì)胞失活(致死)
,控制其數(shù)量,實(shí)現(xiàn)雌雄性別比例穩(wěn)態(tài)。