Question

香蕉原產(chǎn)熱帶地區(qū)，是我國南方重要的經(jīng)濟(jì)作物之一。廣東省冬季常受強(qiáng)寒潮和霜凍影響，對香蕉生長發(fā)育影響很大。由香蕉束頂病毒（BBTV，單鏈環(huán)狀DNA病毒）引起的香蕉束頂病，對香蕉生產(chǎn)的危害十分嚴(yán)重。當(dāng)前香蕉栽培品種多為三倍體，由于無性繁殖是香蕉繁育的主要方式，缺少遺傳變異性，因此利用基因工程等現(xiàn)代科技手段提高其種質(zhì)水平，具有重要意義。

請根據(jù)上述材料，回答下列問題：

（1)簡述香蕉大規(guī)模快速繁殖技術(shù)的過程。

（2）脫毒香蕉苗的獲得，可采用          的方法，此方法的依據(jù)是          和        。

(3）建立可靠的BBTV檢測方法可以監(jiān)控脫毒香蕉苗的質(zhì)量，請問可用哪些方法檢測病毒的存在？（列舉兩種方法）

(4)在某些深海魚中發(fā)現(xiàn)的抗凍蛋白基因afp對提高農(nóng)作物的抗寒能力有較好的應(yīng)用價(jià)值，該基因可以從這些魚的DNA中擴(kuò)增得到。試述在提取和純化DNA時(shí)影響提純效果的因素及其依據(jù)。（列舉兩點(diǎn)）

（5）如何利用afp基因，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得抗寒能力提高的香蕉植株？在運(yùn)用轉(zhuǎn)基因香蕉的過程中，在生態(tài)安全方面可能會(huì)出現(xiàn)什么問題？（列舉兩點(diǎn)）

（6)從細(xì)胞工程的角度出發(fā)，簡述一種培育抗寒香蕉品種的方法及其依據(jù)。另外，抑制果膠裂解酶的活性可以延長香蕉果實(shí)儲藏期，請描述采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)降低該酶活性的一般過程。

Answer 1

(1)選取香蕉外植體，通過誘導(dǎo)脫分化產(chǎn)生愈傷組織，然后通過調(diào)整植物激素比例，再分化形成芽和根，獲得大量試管苗（或通過誘導(dǎo)大量形成胚狀體，制成人工種子，適宜條件下萌發(fā)長成幼苗）。

(2）莖尖（分生組織）組織培養(yǎng)；莖尖不帶病毒（或病毒在植物體內(nèi)分布不均勻）；植物細(xì)胞全能性。

(3)①BBTV病毒基因的檢測（DNA分子雜交技術(shù)）；②BBTV病毒蛋白的檢測（獲得抗血清，利用抗原一抗體的雜交反應(yīng)，判斷病毒是否存在）。

(4）①選擇NaCl溶液的合適濃度，利用DNA和其它雜質(zhì)在不同NaCl溶液中溶解度不同的特性，達(dá)到分離目的；②加人一定量酒精，使部分蛋白質(zhì)雜質(zhì)溶解于酒精，與DNA分離；③加人蛋白酶，除去蛋白質(zhì)雜質(zhì)的干擾；④控制DNA提 取的溫度，使大多數(shù)蛋白質(zhì)雜質(zhì)變性。

（5)將afp基因插人土壤農(nóng)桿菌的質(zhì)粒，構(gòu)建表達(dá)載體，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化導(dǎo)人香蕉受體細(xì)胞，成功轉(zhuǎn)化的香蕉細(xì)胞通過組織培養(yǎng)形成植株。生態(tài)安全問題包括：①外源基因擴(kuò)散到其他物種（外源基因漂移）；②轉(zhuǎn)基因植株擴(kuò)散影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能；③轉(zhuǎn)基因植株擴(kuò)散對生物多樣性的影響；④轉(zhuǎn)基因植物殘?bào)w或分泌物對環(huán)境的影響。

（6）體細(xì)胞雜交育種，其依據(jù)是將不同品種的香蕉體細(xì)胞利用細(xì)胞融合技術(shù)融合成雜種細(xì)胞后培育出抗寒香蕉品種（或體細(xì)胞誘變育種，其依據(jù)是利用誘變劑等方法使香蕉離體培養(yǎng)細(xì)胞發(fā)生基因突變，然后篩選培育出抗寒品種）。蛋白質(zhì)工程方法的步驟為：①果膠裂解酶蛋白的功能分析，②果膠裂解酶蛋白的結(jié)構(gòu)預(yù)測和設(shè)計(jì)，③果膠裂解酶基因的改造。

解析:

脫毒植物就是培育無病毒的植物，采用植物的莖尖、芽等進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，可快速繁殖無病毒的植物。檢測病毒的存在可利用基因檢測、抗原—抗體反應(yīng)等技術(shù)。利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)可將不同香蕉的優(yōu)良性狀集中到雜種植株中