题干
玉米是重要粮食作物之一，对低温极为敏感。低温不仅限制玉米的生长，还抑制其对磷的吸收。研究发现，一种泛素连接酶UbL是协调玉米低温响应与磷吸收的核心调控因子，UbL通过泛素化修饰靶蛋白促使其降解，UbL的靶蛋白包括低温信号通路关键蛋白J和磷转运蛋白T。为阐明UbL基因调控玉米低温响应与磷吸收的分子机制，科研人员对野生型玉米（WT）进行UbL基因敲除和定向改造，分别获得功能缺失突变体ubl与定向改造的突变体，并进行了相关实验研究，结果如图所示。 回答下列问题： （1）与野生型玉米相比，低温条件下突变体玉米植株中磷的含量________，原因是____________________。 （2）推测蛋白J含量与玉米耐寒性之间呈________相关性，请设计实验证明上述推论________________（写出实验思路）。 （3）UbL作为枢纽蛋白，体现了基因与性状之间的关系是____________。 （4）培育耐低温玉米，对农业种植的积极意义是____________________（回答一点即可）。
答案
（1） （2） ①. 负 ②. 将生理状态相同的野生型玉米均分为三组，第一组导入蛋白J基因使其过表达（增加蛋白J含量），第二组敲除蛋白J基因（减少蛋白J含量），第三组不做处理（作为对照），将三组玉米置于4℃低温环境中培养，一段时间后统计并比较三组玉米的存活率 （3）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状 （4）扩大玉米的种植区域，可在气温偏低的北方或高海拔地区种植玉米；降低低温冻害造成的玉米减产，提高玉米在低温地区的产量
解析
由图D可知，与野生型玉米相比，低温条件下突变体玉米植株中磷的含量升高，因为UbL通过泛素化修饰靶蛋白促使其降解，UbL的靶蛋白包括磷转运蛋白T，突变体ubl中UbL基因功能缺失，不能催化磷转运蛋白T降解，磷转运蛋白T含量高，促进玉米对磷的吸收，所以低温条件下突变体玉米植株中磷的含量升高。 UbL通过泛素化修饰靶蛋白促使其降解，ubl中UbL基因功能缺失，蛋白J不能被降解，含量高，4℃低温处理下，与野生型玉米相比，突变体ubl玉米植株相对存活率低，所以推测蛋白J含量与玉米耐寒性之间呈负相关性，为了验证上述推论，实验思路为将生理状态相同的野生型玉米均分为三组，第一组导入蛋白J基因使其过表达（增加蛋白J含量），第二组敲除蛋白J基因（减少蛋白J含量），第三组不做处理（作为对照），将三组玉米置于4℃低温环境中培养，一段时间后统计并比较三组玉米的存活率。若玉米植株存活率表现为过表达蛋白J组存活率＜对照组存活率＜敲除蛋白J组存活率，则证明蛋白J含量与玉米耐寒性呈负相关性。 UbL是一种泛素连接酶，其作为枢纽蛋白，通过泛素化修饰靶蛋白促使其降解，来影响调控玉米低温响应与磷吸收，体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。 培育耐低温玉米，对农业种植的积极意义是在低温环境下仍能正常生长，扩大玉米的种植区域，可在气温偏低的北方或高海拔地区种植玉米；降低低温冻害造成的玉米减产，提高玉米在低温地区的产量。