Question

【題目】玉米自交系（遺傳穩(wěn)定的育種材料）B具有高產(chǎn)、抗病等優(yōu)良性質(zhì)，但難以直接培育成轉(zhuǎn)基因植株，為使其獲得抗除草劑性狀，需依次進行步驟I、II試驗。

Ⅰ．獲得抗除草劑轉(zhuǎn)基因玉米自交系A(chǔ)，技術(shù)路線如下圖。

（1）為防止酶切產(chǎn)物自身環(huán)化，構(gòu)建表達載體需用2種限制酶，選擇的原則是____（單選）。

①Ti質(zhì)粒內(nèi)，每種限制酶只有一個切割位點

②G基因編碼蛋白質(zhì)的序列中，每種限制酶只有一個切割位點

③酶切后，G基因形成的兩個黏性末端序列不相同

④酶切后，Ti質(zhì)粒形成的兩個黏性末端序列相同

A．①③ B．①④ C．②③ D．②④

（2）下表是4種玉米自交系幼胚組織培養(yǎng)不同階段的結(jié)果。據(jù)表可知，細胞脫分化時使用的激素是____________，自交系__________的幼胚最適合培養(yǎng)成愈傷組織作為轉(zhuǎn)化受體。

（3）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化愈傷組織時，T-DNA攜帶插入其內(nèi)的片段轉(zhuǎn)移到受體細胞。篩選轉(zhuǎn)化的愈傷組織，需使用含_____________________的選擇培養(yǎng)基。

（4）轉(zhuǎn)化過程中，愈傷組織表面常殘留農(nóng)桿菌，導(dǎo)致未轉(zhuǎn)化愈傷組織也可能在選擇培養(yǎng)基上生長。含有內(nèi)含子的報告基因只能在真核生物中正確表達，其產(chǎn)物能催化無色物質(zhì)K呈現(xiàn)藍色。用K分別處理以下愈傷組織，出現(xiàn)藍色的是_______________（多選）。

A．無農(nóng)桿菌附著的未轉(zhuǎn)化愈傷組織

B．無農(nóng)桿菌附著的轉(zhuǎn)化愈傷組織

C．農(nóng)桿菌附著的未轉(zhuǎn)化愈傷組織

D．農(nóng)桿菌附著的轉(zhuǎn)化愈傷組織

（5）組織培養(yǎng)獲得的轉(zhuǎn)基因植株（核DNA中僅插入一個G基因）進行自交，在子代含G基因的植株中，純合子占_____________。繼續(xù)篩選，最終選育出抗除草劑純合自交系A(chǔ)。

（6）下表是鑒定含G基因植株的4種方法。請預(yù)測同一后代群體中，4種方法檢出的含G基因植株的比例，從小到大依次是_____________________________________。

方法 檢測對象 檢測目標 檢出的含G基因植株的比例

PCR擴增 基因組DNA G基因 x1 分子雜交 總mRNA G基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 x2 抗原-抗體雜交 總蛋白質(zhì) G基因編碼的蛋白質(zhì) x3 噴灑除草劑 幼苗 抗除草劑幼苗 x4

II．通過回交使自交系B獲得抗除草劑性狀

（7）抗除草劑自交系A(chǔ)（GG）與自交系B雜交產(chǎn)生F1，然后進行多輪回交（下圖）。自交系B作為親本多次回交的目的是使后代______________。

對Hn繼續(xù)篩選，最終選育出高產(chǎn)、抗病、抗除草劑等優(yōu)良性狀的玉米自交系。

Answer 1

【答案】A2,4-D乙除草劑BD1/3X4，X3，X2，X1積累越來越多自交系B的遺傳物質(zhì)/優(yōu)良性狀

【解析】

1、構(gòu)建基因表達載體時需要同一種限制酶切割目的基因和運載體，用DNA連接酶鏈接。為防止酶切產(chǎn)物自身環(huán)化，切割目的基因兩端常用兩種酶分別切割。

2、據(jù)表中信息可知：細胞脫分化時使用的激素是2，4-D．比較甲、乙、丙、丁4中自交體系，發(fā)現(xiàn)自交系乙芽的分化率、根的誘導(dǎo)率都較高，因此自交系乙的幼胚最適合培養(yǎng)成愈傷組織作為轉(zhuǎn)化受體。

3、轉(zhuǎn)化愈傷組織有含有內(nèi)含子的報告基因，可產(chǎn)生該基因表達產(chǎn)物，能催化無色物質(zhì)K呈現(xiàn)藍色，即K處理該愈傷組織能呈現(xiàn)藍色。

4、轉(zhuǎn)基因植株（核DNA中僅插入一個G基因）的基因型為G_，進行自交，子代的基因型及比例為1/4GG、2/4G_、1/4_ _，其中含G基因的植株為GG、G_。

5、目的基因的檢測和表達：（1）首先要檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子雜交技術(shù)；（2）其次還要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，方法是采用標記的目的基因作探針與 mRNA雜交；（3）最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進行抗原-抗體雜交。

（1）如果用一種限制酶來切割目的基因兩端和質(zhì)粒時，目的基因兩端會出現(xiàn)相同的末端．這樣在構(gòu)建基因表達載體時，會出現(xiàn)3種情況：目的基因-目的基因、目的基因-運載體、運載體-運載體，這樣會出現(xiàn)自身環(huán)化現(xiàn)象，因此為防止酶切產(chǎn)物自身環(huán)化，構(gòu)建表達載體需用2種限制酶，這樣切出的目的基因G兩端的黏性末端不同；同時質(zhì)粒中一定要保證每種限制酶只有一個切點，去掉一段Ti質(zhì)粒中的DNA，得到的切割Ti質(zhì)粒也同樣具有兩個不同的黏性末端。故選:A。

（2）高度分化的植物細胞脫分化可產(chǎn)生愈傷組織，據(jù)表中信息可知：細胞脫分化時使用的激素是2，4-D。比較甲、乙、丙、丁4種自交體系，發(fā)現(xiàn)自交系乙芽的分化率、根的誘導(dǎo)率都較高，因此自交系乙的幼胚最適合培養(yǎng)成愈傷組織作為轉(zhuǎn)化受體。

（3）實驗最終想使玉米自交系（遺傳穩(wěn)定的育種材料）B為獲得抗除草劑性狀，可以使用含除草劑的選擇培養(yǎng)基，篩選轉(zhuǎn)化的愈傷組織，如果能存活，說明獲取具有抗除草劑的性狀的愈傷組織。

（4）未轉(zhuǎn)化愈傷組織沒有含有內(nèi)含子的報告基因，因此不能產(chǎn)生能催化無色物質(zhì)K呈現(xiàn)藍色的物質(zhì)，A錯誤；轉(zhuǎn)化愈傷組織有含有內(nèi)含子的報告基因，可產(chǎn)生該基因表達產(chǎn)物，能催化無色物質(zhì)K呈現(xiàn)藍色，即K處理該愈傷組織能呈現(xiàn)藍色，B正確；農(nóng)桿菌附著的未轉(zhuǎn)化愈傷組織能在選擇性培養(yǎng)基上正常生長，但不含有內(nèi)含子的報告基因，因此不能產(chǎn)生能催化無色物質(zhì)K呈現(xiàn)藍色的物質(zhì)，C錯誤；農(nóng)桿菌附著的轉(zhuǎn)化愈傷組織能在選擇性培養(yǎng)基上正常生長，并含有含有內(nèi)含子的報告基因，能產(chǎn)生能催化無色物質(zhì)K呈現(xiàn)藍色的物質(zhì)，故K處理該愈傷組織能呈現(xiàn)藍色，D正確。

（5）組織培養(yǎng)獲得的轉(zhuǎn)基因植株（核DNA中僅插入一個G基因）進行自交，即G_的基因型植株自交，在子代中含G基因的植株有兩種：GG:G_=1：2中，其中純合子（GG）占1/3。繼續(xù)篩選，最終選育出抗除草劑純合自交系A。

（6）因為基因組DNA中含有G基因，PCR擴增可以快速大量復(fù)制DNA，所以X1最大，因為在細胞中，轉(zhuǎn)錄與翻譯不是一個過程，所以轉(zhuǎn)錄出的mRNA要比翻譯出的蛋白質(zhì)多，所以X2比X3大，蛋白質(zhì)并不一定全部發(fā)揮作用，所以X4 最小。

（7）在育種中，回交的方法主要用來加強雜種個體中某一親本的性狀表現(xiàn)，在本題中自交系B作為親本回交的目的是使后代積累越來越多自交系B的優(yōu)良性狀。