Question

【題目】為使水稻獲得抗除草劑性狀，科研人員將除草劑草甘膦抗性基因轉(zhuǎn)入水稻植株，獲得抗草甘膦轉(zhuǎn)基因水稻。

注：GUS基因表達(dá)產(chǎn)物經(jīng)染色能從無色變成藍(lán)色

（1）將草甘膦抗性基因作為________，與Ti質(zhì)粒用相同的______和DNA連接酶處理構(gòu)建基因表達(dá)載體。

（2）用________處理農(nóng)桿菌后獲得感受態(tài)細(xì)胞，將其與基因表達(dá)載體混合完成轉(zhuǎn)化后，在添加_____的培養(yǎng)基中，經(jīng)篩選1得到含基因表達(dá)載體的農(nóng)桿菌。

（3）取某品種水稻的幼胚，先進(jìn)行_______處理，然后接種到培養(yǎng)基中，水稻幼胚細(xì)胞發(fā)生___________形成愈傷組織。用含基因表達(dá)載體的農(nóng)桿菌侵染該愈傷組織。

（4）利用PCR技術(shù)，可以鑒定被侵染的愈傷組織中是否含有草甘膦抗性基因。草甘膦抗性基因的部分序列如下：

5’---ATGGCT………AGGAAC---3’

3’---TACCGA………TCCTTG---5’

根據(jù)上述序列應(yīng)選擇引物_________（填字母）進(jìn)行PCR。

A.引物：5’-TACCGA-3’ B.引物：5’-GTTCCT-3’

C.引物：5’-AUGGCU-3’ D.引物：5’-ATGGCT-3’

（5）除了鑒定愈傷組織中是否含有目的基因以外，還可以利用GUS基因表達(dá)產(chǎn)物的鑒定進(jìn)行圖中的篩選2，以確定目的基因是否____。兩次篩選后得到的轉(zhuǎn)基因愈傷組織經(jīng)過細(xì)胞的________過程，獲得轉(zhuǎn)基因水稻。

（6）為獲得具有抗除草劑性狀的轉(zhuǎn)基因水稻，還需要在個(gè)體水平進(jìn)行抗性測試。請你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，篩選出對草甘膦具有抗性的轉(zhuǎn)基因水稻。_____

Answer 1

【答案】目的基因 限制性核酸內(nèi)切酶 CaCL2 潮霉素 消毒 脫分化 B D 表達(dá) 再分化 選取長勢相同的野生型和轉(zhuǎn)基因水稻；

用等量相同濃度的草甘膦農(nóng)藥噴灑；

相同環(huán)境條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后；

觀測水稻的生長情況

【解析】

基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲��；②基因表達(dá)載體的構(gòu)建；③將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞；④目的基因的檢測與表達(dá)。從分子水平上檢測目的基因的方法：（1）分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。

（1）表達(dá)載體的構(gòu)建是用相同的限制性內(nèi)切酶切割目的基因和質(zhì)粒后露出相同的黏性末端再用DNA連接酶連接，從而構(gòu)建基因表達(dá)載體，題中以甘膦抗性基因作為目的基因。

（2）依據(jù)圖中信息，農(nóng)桿菌用CaCL2處理后變成感受態(tài)細(xì)胞，將其與基因表達(dá)載體混合完成轉(zhuǎn)化后，在含有標(biāo)記基因表達(dá)的潮霉素培養(yǎng)基中篩選，從而獲得含基因表達(dá)載體的農(nóng)桿菌。

（3）取某品種水稻的幼胚，進(jìn)行植物組織培養(yǎng)時(shí)，要注意無菌操作，先將外植體進(jìn)行消毒，然后接種到培養(yǎng)基中培養(yǎng)，幼胚發(fā)生脫分化形成一團(tuán)未分化的薄壁細(xì)胞即愈傷組織。

（4）已知草甘膦抗性基因的部分序列，由于PCR技術(shù)中，子鏈合成的方向是從5’到3’，因此應(yīng)選擇引物BD進(jìn)行PCR。

（5）目的基因的檢測還可以通過目的基因是否表達(dá)進(jìn)行鑒定。愈傷組織經(jīng)過再分化形成胚狀體，進(jìn)而獲得完整的植株。

（6）要想從個(gè)體水平研究轉(zhuǎn)基因水稻是否具有抗除草劑性狀，具體操作如下：首先選取長勢相同的野生型和轉(zhuǎn)基因水稻，然后用等量的相同濃度的草甘膦農(nóng)藥噴灑，并在相同環(huán)境條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后，通過水稻的生長情況即可驗(yàn)證。