Question

【題目】某科研小組通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將黑麥草的抗旱基因P轉(zhuǎn)入野生型擬南芥，以驗(yàn)證基因P的功能，其流程如圖所示�；卮鹣铝袉栴}：

（1）利用PCR技術(shù)從黑麥草的DNA中分離并克隆目的基因P，______________（填“需要”或“不需要”）用限制酶進(jìn)行預(yù)處理，其原因是_________________________。

（2）用Smal I和Sal I這兩種限制酶分別對含有基因P的DNA和質(zhì)粒進(jìn)行雙酶切，然后連接形成①______________。與雙酶切相比，用同一種限制酶對二者進(jìn)行單酶切的缺點(diǎn)是容易造成基因P或質(zhì)粒自身環(huán)化、______________。

（3）將②的花序浸入農(nóng)桿菌懸浮液以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，在適宜條件下培養(yǎng)，收獲@的種子，在含潮霉素（一種抗生素）的MS培養(yǎng)基上篩選得到③，這表明質(zhì)粒載體攜帶的選擇標(biāo)記是______________。

（4）基因P表達(dá)的蛋白P是脯氨酸合成過程所需的一種關(guān)鍵酶，而脯氨酸在細(xì)胞中的積累既可提高植物的抗旱性，又可抑制蛋白P的酶活性。研究發(fā)現(xiàn)，蛋白P的第128位苯丙氨酸若變?yōu)楸�氨酸，該抑制作用則顯著降低。請據(jù)此提出進(jìn)一步提高植物抗旱性的一種簡要思路______________。

Answer 1

【答案】不需要 使用基因特異性引物可以從模板DNA中擴(kuò)增出特定基因 重組質(zhì)粒（重組DNA分子） 基因P和質(zhì)粒反向連接 潮霉素抗性基因 定點(diǎn)誘變改造目的基因P，使其編碼的蛋白P的第128位苯丙氨酸替換為丙氨酸；將改造后的基因轉(zhuǎn)入受體植物，以期提高受體植物的抗旱性

【解析】

基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲取；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）使用基因特異性引物可以從模板DNA中擴(kuò)增出位于兩個引物之間的特定基因序列，無需限制酶預(yù)先切取模板。

（2）目的基因和質(zhì)粒載體的連接物稱為重組質(zhì)粒或者重組DNA分子。用同一種限制酶對含有目的基因的DNA和質(zhì)粒進(jìn)行單酶切，因?yàn)楂@得的末端相同，所以容易造成目的基因或質(zhì)粒自身環(huán)化、目的基因和質(zhì)粒反向連接。

（3）MS培養(yǎng)基中添加潮霉素進(jìn)行篩選，由此可見，質(zhì)粒載體攜帶的標(biāo)記基因是潮霉素抗性基因。

（4）蛋白P的第128位苯丙氨酸若變?yōu)楸�氨酸，脯氨酸抑制蛋�?/span>P的酶活性的作用則顯著降低。但是，如何將蛋白P的第128位苯丙氨酸變?yōu)楸�氨酸，這就必須從根本上相應(yīng)地改造抗旱目的基因P，將改造后的基因轉(zhuǎn)入受體植物，以期提高受體植物的抗旱性。