Question

【題目】自然界中紫堇大多為單瓣花，偶見重瓣花。人們發(fā)現(xiàn)所有的重瓣花的紫堇都不育（雌、 雄蕊發(fā)育不完善）。為解決重瓣花紫堇的不育問題，科研人員利用基因工程技術(shù)將藍(lán)色單瓣花的可育基因轉(zhuǎn)入到重瓣花的植株中，即對重瓣花紫堇進(jìn)行了改良，其基本流程如圖。請分析回答下列問題：

（1）在構(gòu)建重組質(zhì)粒時，應(yīng)選用___________兩種限制酶對_____________進(jìn)行切割，以保證重組DNA序列的唯一性。質(zhì)粒在該項(xiàng)技術(shù)中作為運(yùn)載體的原因是:能在宿主細(xì)胞內(nèi)_________；具有_________，以便與外源基因連接等。

（2）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入紫堇莖尖細(xì)胞最常用的方法是___________，這種方法在操作時要注意將目的基因插入___________質(zhì)粒的___________上，進(jìn)而使目的基因能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定遺傳和表達(dá)。

（3）將導(dǎo)入目的基因的紫堇莖尖細(xì)胞培養(yǎng)成完整植株，需要在培養(yǎng)基中添加適當(dāng)比例的___________、________激素以促進(jìn)細(xì)胞的增殖分化，該過程的理論依據(jù)是______________________。

（4）組織培養(yǎng)獲得的轉(zhuǎn)基因紫堇植株（核DNA中間插入一個W基因）進(jìn)行自交，在子代含W基因的植株中，純合子占__________________。繼續(xù)篩選，最終選育出純合重瓣花紫堇。

Answer 1

【答案】BamHⅠ和SmaⅠ 質(zhì)粒和含藍(lán)色單瓣花可育基因W的（目的基因）DNA片段 復(fù)制并穩(wěn)定保存 多個限制酶切點(diǎn) 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 Ti T-DNA 生長素 細(xì)胞分裂素 植物細(xì)胞具有全能性 1/3

【解析】

據(jù)圖分析，該過程涉及基因工程和植物組織培養(yǎng)，包括獲取目的基因（藍(lán)色單瓣花的可育基因），基因表達(dá)載體的構(gòu)建，用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)�入重瓣花的植株莖尖細(xì)胞，再經(jīng)誘導(dǎo)培養(yǎng)成轉(zhuǎn)基因紫堇。

（1）含目的基因的DNA片段和質(zhì)粒均含有EcoRⅠ、BamHⅠ和SmaⅠ三種限制酶的酶切位點(diǎn)，若使用限制酶EcoRⅠ會將目的基因切斷，BamHⅠ和SmaⅠ位于目的基因的兩側(cè)，故構(gòu)建重組質(zhì)粒時，為了保證重組DNA序列的唯一性，應(yīng)選用BamHⅠ和SmaⅠ兩種限制酶對質(zhì)粒和含藍(lán)色單瓣花可育基因W的（目的基因）DNA片段進(jìn)行切割。質(zhì)粒能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存；具有多個限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接等特點(diǎn)，故選為基因工程中的運(yùn)載體。

（2）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入植物體細(xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、花粉管通道法、基因槍法，最常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，這種方法在操作時要注意將目的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T-DNA上，進(jìn)而使目的基因在細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定遺傳和表達(dá)。

（3）將導(dǎo)入目的基因的紫堇莖尖細(xì)胞培養(yǎng)成完整植株，需要利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中需添加適當(dāng)比例的細(xì)胞分裂素和生長素以促進(jìn)細(xì)胞的增殖分化，將莖尖細(xì)胞誘導(dǎo)發(fā)育成完整個體利用了植物細(xì)胞具有全能性的特點(diǎn)。

（4）轉(zhuǎn)基因紫堇植株由于核DNA中間插入一個W基因，所以該轉(zhuǎn)基因植株屬于雜合子，相當(dāng)于Ww(w表示未插入W基因)，故其自交后含W基因的植株中純合子占1/3。