题目内容
【题目】某科研小组通过农杆菌转化法将黑麦草的抗旱基因P转入野生型拟南芥,以验证基因P的功能,其流程如图所示。回答下列问题:
(1)利用PCR技术从黑麦草的DNA中分离并克隆目的基因P,______________(填“需要”或“不需要”)用限制酶进行预处理,其原因是_________________________。
(2)用Smal I和Sal I这两种限制酶分别对含有基因P的DNA和质粒进行双酶切,然后连接形成①______________。与双酶切相比,用同一种限制酶对二者进行单酶切的缺点是容易造成基因P或质粒自身环化、______________。
(3)将②的花序浸入农杆菌悬浮液以实现转化,在适宜条件下培养,收获@的种子,在含潮霉素(一种抗生素)的MS培养基上筛选得到③,这表明质粒载体携带的选择标记是______________。
(4)基因P表达的蛋白P是脯氨酸合成过程所需的一种关键酶,而脯氨酸在细胞中的积累既可提高植物的抗旱性,又可抑制蛋白P的酶活性。研究发现,蛋白P的第128位苯丙氨酸若变为丙氨酸,该抑制作用则显著降低。请据此提出进一步提高植物抗旱性的一种简要思路______________。
【答案】不需要 使用基因特异性引物可以从模板DNA中扩增出特定基因 重组质粒(重组DNA分子) 基因P和质粒反向连接 潮霉素抗性基因 定点诱变改造目的基因P,使其编码的蛋白P的第128位苯丙氨酸替换为丙氨酸;将改造后的基因转入受体植物,以期提高受体植物的抗旱性
【解析】
基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达。从分子水平上检测目的基因的方法:(1)分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。
(1)使用基因特异性引物可以从模板DNA中扩增出位于两个引物之间的特定基因序列,无需限制酶预先切取模板。
(2)目的基因和质粒载体的连接物称为重组质粒或者重组DNA分子。用同一种限制酶对含有目的基因的DNA和质粒进行单酶切,因为获得的末端相同,所以容易造成目的基因或质粒自身环化、目的基因和质粒反向连接。
(3)MS培养基中添加潮霉素进行筛选,由此可见,质粒载体携带的标记基因是潮霉素抗性基因。
(4)蛋白P的第128位苯丙氨酸若变为丙氨酸,脯氨酸抑制蛋白P的酶活性的作用则显著降低。但是,如何将蛋白P的第128位苯丙氨酸变为丙氨酸,这就必须从根本上相应地改造抗旱目的基因P,将改造后的基因转入受体植物,以期提高受体植物的抗旱性。