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(wú)色變成藍(lán)色

（1）將草甘膦抗性基因作為________，與Ti質(zhì)粒用____________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，進(jìn)行消毒處理，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）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____________。

（5）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(cè)試。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，篩選出對(duì)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)切酶和DNA連接酶 CaCL2 潮霉素 脫分化 表達(dá) 選取長(zhǎng)勢(shì)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(cè)水稻的生長(zhǎng)情況

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。

（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。

（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。

（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定：

分子水平上的檢測(cè)：

①檢測(cè)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(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；

③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。

個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）圖中草甘膦抗性基因是目的基因；構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，首先要用相同的限制酶切割目的基因和運(yùn)載體，其次要用DNA連接酶將目的基因與運(yùn)載體連接形成基因表達(dá)載體。

（2）將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞需要用感受態(tài)轉(zhuǎn)化法，即用CaCl2處理微生物細(xì)胞使之成為易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)。由圖可知，標(biāo)記基因是潮霉素抗性基因，因此要篩選獲得含有基因表達(dá)載體的農(nóng)桿菌需要在培養(yǎng)基中添加潮霉素。

（3）取某品種水稻的幼胚，先進(jìn)行消毒處理，然后接種到培養(yǎng)基中；外植體經(jīng)過(guò)脫分化過(guò)程形成愈傷組織。愈傷組織經(jīng)過(guò)再分化過(guò)程形成轉(zhuǎn)基因水稻。

（4）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表達(dá)。

（5）在個(gè)體水平上鑒定轉(zhuǎn)基因水稻是否能抗草甘膦的方案：選取長(zhǎng)勢(shì)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(cè)水稻的生長(zhǎng)情況。