Question

【题目】普通棉花中含β-甘露糖苷酶基因（GhMnaA2），其能在纤维细胞中特异性表达，产生的 β-甘露糖苷酶催化半纤维素降解，使棉纤维长度变短。为了培育新的棉花品种，科研人员构建了反义GhMnaA2基因表达载体，利用农杆菌转化法将其导入棉花细胞，成功获得转基因棉花品种，具体过程如下图所示。请分析回答：

（1）①和②过程中所用的限制性核酸内切酶分别为____________、____________。

（2）过程①中纤维细胞E6启动子在质粒1上只以一种方向的相连，请解释GhMnaA2基因在质粒2上可以正向和反向两种方向相连的原因是_______________，这种操作的缺点是目的基因容易发生___________，从而影响与质粒的拼接。

（3）基因表达载体除了图示组成外，至少还有________________________。

（4）过程③中需用CaCl2处理农杆菌，目的是________________________，从而使外源基因容易导入。

（5）过程④利用农杆菌介导转化棉花细胞的过程，整合到棉花细胞染色体DNA上去的区段是重组质粒中的____________部分，在植物组织培养前需要把与农杆菌共培养后的外植体转移到含有____________的培养基上进行脱菌培养。

（6）导入棉花细胞内的反义GhMnaA2基因转录形成的mRNA能____________从而阻止____________合成，使棉纤维更长。

Answer 1

【答案】Hindlll和 BamHI Smal 过程②中目的基因和质粒形成相同的粘性末端 自身环化 复制原点、终止子、标记基因 增加农杆菌细胞壁的通透性 T—DNA 抗生素 与棉花细胞内的GhMnaA2转录的mRNA互补配对 p-甘露糖苷酶

【解析】

考查基因表达载体的构建和目的基因导入受体细胞过程。

1、图中基因表达载体显示的部分有目的基因和启动子，基因表达载体还应有复制原点、终止子和标记基因等，复制原点使目的基因可以在受体细胞内进行复制，终止子可以终止mRNA的转录，标记基因用以筛选目的基因是否导入受体细胞

2、植物组织培养技术指在含有营养物质及植物生长物质的培养液中，培养离体植物组织（器官或细胞）并诱导其长成完整植株的技术，可以利用植物组织培养技术将受体细胞培育成植株。

3、反义GhMnaA2转录的mRNA能与细胞内的GhMnaA2转录的mRNA互补配对，从而抑制了以mRAN为模板合成蛋白质，阻止β-甘露糖苷酶合成，使棉纤维更长

（1）含E6启动子的DNA两端只有HindⅢ、BamHⅠ酶切位点，为了获得E6启动子，应用HindⅢ、BamHⅠ酶切割含E6启动子的DNA片段，含GhMnaA2的DNA片段有Smal酶切位点，含E6启动子的质粒上也有Smal酶切位点故过程②可用Smal切割获得相同的粘性末端。故①和②过程中所用的限制性核酸内切酶分别为Hindlll和 BamHI、SmaI。

（2）过程①中纤维细胞E6启动子在质粒1上只以一种方向的相连，请解释GhMnaA2基因在质粒2上可以正向和反向两种方向相连的原因是过程②中目的基因和质粒形成相同的粘性末端，这种操作的缺点是目的基因容易发生自身环化，从而影响与质粒的拼接。

（3）据分析可知：基因表达载体除了图示组成外，至少还有复制原点、终止子、标记基因。

（4）过程③中需用CaCl2处理农杆菌，目的是增加农杆菌细胞壁的通透性，从而使外源基因容易导入。

（5）过程④利用农杆菌介导转化棉花细胞的过程，整合到棉花细胞染色体DNA上去的区段是重组质粒中的T—DNA部分，在植物组织培养前需要把与农杆菌共培养后的外植体转移到含有抗生素的培养基上进行脱菌培养。

（6）导入棉花细胞内的反义GhMnaA2基因转录形成的mRNA能与棉花细胞内的GhMnaA2转录的mRNA互补配对 从而阻止β-甘露糖苷酶合成，使棉纤维更长。