Question

【題目】青蒿素是從青蒿植株的地上部分提取的一種含有過氧橋結構的倍半萜內酯，是目前最有效的治療瘧疾的藥物。我國女科學家在青蒿素研究方面作出了突出貢獻，因此獲得了諾貝爾獎。由于人工合成青蒿素的難度大，工業上青蒿素一般從青蒿植株中提取，產量低，價格高。為了提高青蒿素的產量，科學家們利用農桿菌轉化法感染青蒿葉片，獲得了含DXR 基因的轉基因青蒿植株中青蒿素的含量大大提高（所用農桿菌的 Ti 質粒結構及轉基因青蒿的大致流程如圖）。請回答下列問題：

（1）對 DXR 基因進行 PCR 擴增需要經歷變性、退火、延伸三個階段，其中延伸階段需要加熱至 70～75℃，該溫度是____________酶的適宜溫度。除了該酶外，PCR 擴增還需要的條件有模板 DNA 、_________和 dNTP（N 代表 A、T、G、C）等。

（2）如果用青蒿某個時期的 mRNA 經過反轉錄產生雙鏈 cDNA 片段，用該雙鏈 cDNA進行 PCR 擴增后與載體連接后儲存在一個受體菌群中，這個受體菌群就叫做青蒿的____________________。

（3）Ti 質粒上的四環素抗性基因(TetR)的作用是__________________________。由于圖中①過程的產物中不僅有重組 Ti 質粒，還混有其他 DNA。因此②過程產生的農桿菌還需要利用含有四環素的培養基進行初步篩選，該培養基上長出菌落可能是導入了重組Ti 質粒的農桿菌，也可能是____________________的農桿菌。

（4）DXR 基因成功導入青蒿組織細胞后，通過____________________技術培育出轉基因青蒿幼苗。DXR 基因在青蒿組織得以穩定遺傳和表達的關鍵是___

Answer 1

【答案】熱穩定DNA聚合酶(或Taq或耐高溫的DNA聚合酶） （特定）引物 cDNA文庫（或部分基因文庫） 作為標記基因，將含有重組質粒的農桿菌篩選出來(或鑒別和篩選含有目的基因的農桿菌細胞） 導入了（普通）Ti質粒 植物組織培養 棉花的染色體DNA上是否插入了DXR（目的）基因（或DXR基因整合到棉花的染色體DNA上）

【解析】

分析圖解：①過程是目的基因（DXR基因）與運載體（Ti質粒）結合，②過程是重組的Ti質粒導入土壤農桿菌中，③過程是土壤農桿菌感染青蒿體細胞，④過程是植物組織培養得到轉基因青蒿植株。

（1）延伸階段指的是脫氧核苷酸聚合形成核苷酸鏈的過程，需要具有熱穩定性的DNA聚合酶，所以加熱至70～75℃就是為了達到DNA聚合酶的最適溫度。除了該DNA聚合酶外，PCR擴增還需要的條件有模板DNA、特定引物和dNTP。

（2）將目的基因儲存在受體菌群中，這個受體菌群叫基因文庫，由于目的基因的反轉錄得到的cDNA，所以又叫cDNA基因文庫或者部分基因文庫。

（3）Ti質粒上的四環素抗性基因(TetR)是一種標記基因，其作用是鑒別和篩選含有目的基因的農桿菌細胞。由于有的Ti質粒沒有與目的基因連接，所以在重組Ti質粒導入到土壤農桿菌的過程中，可能有部分農桿菌中導入的不是重組Ti質粒，而是普通Ti質粒。

（4）DXR基因成功導入青蒿組織細胞后，通過植物組織培養技術培育出轉基因青蒿幼苗。DXR基因在青蒿組織得以穩定遺傳和表達的關鍵是棉花的染色體DNA上是否插入了DXR（目的）基因。