Question

【題目】我國科學(xué)家屠呦呦及其團(tuán)隊從青蒿中分離出菁蒿素用于瘧疾的治療，這一措施至今挽救了全球數(shù)百萬人的生命。青蒿中中青蒿素的含量很低。科研工作者一直致力于提高青蒿素含量的研究。某研究小組給菁蒿轉(zhuǎn)入青蒿素合成的關(guān)健基因fps,通過該基因的過量表達(dá)來提高青蒿素的產(chǎn)量。請回答相關(guān)問題。

（1）提高青蒿素的總RNA，在__________酶的作用下獲得青蒿素的cDNA。根據(jù)基因fps的編碼序列設(shè)計特定的引物對，通過________技術(shù)得到目的基因，然后構(gòu)建含有fps基因的表達(dá)載體。為了便于篩選，表達(dá)載體中應(yīng)含有_____________。將表達(dá)載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌細(xì)胞中，用此農(nóng)桿菌侵染無菌青蒿苗葉片，培養(yǎng)該葉片可獲得幼苗。在此培養(yǎng)過程中發(fā)生的主要生理變化是___________和__________________。

（2）將獲得的22株生長健壯的轉(zhuǎn)基因青蒿苗移栽到大田里，待其生長到現(xiàn)蕾期后收獲植株地上部分，測定青蒿素的含量，得到的結(jié)果如下圖所示：

測定結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)基因青蒿植株中青蒿素含量最多約是對照組的___________ 倍，不同植株中青蒿素的生成量 ___________，這可能是由于T-DNA整合到青蒿基因組的不同位置，使外源基因的 _____________________引起的。

Answer 1

【答案】 逆轉(zhuǎn)錄 PCR 標(biāo)記基因 脫分化 再分化 2 有很大差異 表達(dá)效率不同

【解析】試題分析：本題涉及基因工程技術(shù)，具體采用了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，大致流程是將目的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T-DNA上→導(dǎo)入植物細(xì)胞→目的基因整合到植物細(xì)胞染色體上→目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達(dá)。其中的Ti質(zhì)粒的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞的染色體上。

(1)提取青蒿的總RNA，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下獲得cDNA。根據(jù)基因fps的編碼序列設(shè)計引物，通過PCR擴(kuò)增技術(shù)得到目的基因，然后構(gòu)建含有fps基因的表達(dá)載體。為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來，在表達(dá)載體上含有標(biāo)記基因。用離體葉片獲得幼苗，必須通過植物的組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)成再生植株，該過程需要經(jīng)過脫分化和再分化才能發(fā)育成完整植株。

(2)據(jù)圖分析，對照組青蒿素含量為5mg/千克，第22株轉(zhuǎn)基因青蒿苗中青蒿素含量最多，為10mg/千克左右，大約是對照組的2倍。由圖可知，不同植株中青蒿素的含量不同，這可能是因為T-DNA整合到青蒿基因組的不同位置，使外源基因的選擇性表達(dá)的結(jié)果引起的。