Question

【題目】水稻穗粒數(shù)可影響水稻產量。農桿菌Ti質粒上的T-DNA序列，可以從農桿菌中轉移并隨機插入到被侵染植物的核基因組中，導致被插入的基因功能喪失。研究者用此方法構建水稻突變體庫，并從中篩選到穗粒數(shù)異常突變體進行了相關研究。

（1）研究者分別用EcoR Ⅰ、Hind Ⅲ、BamH Ⅰ三種限制酶處理突變體的總DNA，用Hind Ⅲ處理野生型的總DNA，處理后進行電泳，使長短不同的DNA片段______。電泳后的DNA與DNA分子探針（含放射性同位素標記的T-DNA片段）進行雜交，得到下圖所示放射性檢測結果。

①由于雜交結果中____________________________________________，表明T-DNA成功插入到水稻染色體基因組中。（注：T-DNA上沒有EcoRⅠ、Hind Ⅲ、BamHⅠ三種限制酶的酶切位點）

②不同酶切結果，雜交帶的位置不同，這是由于_____________________________________。

③由實驗結果斷定突變體為T-DNA單個位點插入，依據(jù)是____________________________________。

（2）研究者用某種限制酶處理突變體的DNA（如下圖所示），用__________將兩端的黏性末端連接成環(huán)，以此為模板，再利用圖中的引物__________組合進行PCR，擴增出T-DNA插入位置兩側的未知序列。經過與野生型水稻基因組序列比對，確定T-DNA插入了2號染色體上的B基因中。

（3）研究發(fā)現(xiàn)，該突變體產量明顯低于野生型，據(jù)此推測B基因可能_______（填“促進”或“抑制”）水稻穗粒的形成。育種工作者希望利用B基因，對近緣高品質但穗粒數(shù)少的低產水稻品系2進行育種研究，以期提高其產量，下列思路最可行的一項是______。

a．對水稻品系2進行60Co照射，選取性狀優(yōu)良植株

b．培育可以穩(wěn)定遺傳的轉入B基因的水稻品系2植株

c．將此突變體與水稻品系2雜交，篩選具有優(yōu)良性狀的植株

Answer 1

【答案】分離 突變體在不同限制酶處理時均出現(xiàn)雜交帶，野生型無雜交帶，Ti質粒有雜交帶 不同限制酶處理后含T-DNA的片段長度不同 用三種不同限制酶處理都只得到一條雜交帶，而野生型無雜交帶 DNA連接酶 ①、④ 促進 b

【解析】

基因工程技術的基本步驟：（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。（3）將目的基因導入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法。（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）電泳可以使長短不同的DNA片段進行分離。

①由于雜交結果中突變體在不同限制酶處理時，均出現(xiàn)雜交帶，野生型無條帶，Ti質粒有雜交帶，表明T-DNA成功插入到水稻染色體基因組中。

②不同酶切結果，雜交帶的位置不同，這是由于不同酶切后含T-DNA的片段長度不同。

③由實驗結果判斷突變體為T-DNA單個位點插入，依據(jù)是用三種不同限制酶處理都只得到一條雜交帶，而野生型無雜交帶。

（2）研究者用某種限制酶處理突變體的DNA，用DNA連接酶將兩端的黏性末端連接成環(huán)，以此為模板，再利用圖中的引物①、④組合進行PCR，擴增出T-DNA插入位置兩側的未知序列。

（3）研究發(fā)現(xiàn)，該突變體產量明顯低于野生型，據(jù)此推測B基因可能促進水稻穗粒的形成。育種工作者希望利用B基因，對近緣高品質但穗粒數(shù)少的低產水稻品系2進行育種研究，以期提高其產量，可行的思路是培育可以穩(wěn)定遺傳的轉入B基因的水稻品系2植株。