Question

【題目】馬鈴薯是一種分布廣泛、適應性強、產量高、營養價值豐富的糧食和經濟作物。培育脫毒和抗毒的馬鈴薯品種是解決馬鈴薯質量退化和產量下降的有效方法。

（1）馬鈴薯莖尖病毒極少甚至無病毒，莖尖離體培養大致過程如圖1所示，馬鈴薯莖尖外植體大小對苗的脫毒率和成活率的影響如圖2所示。請回答問題：

①依圖1分析，馬鈴薯脫毒苗培養依據的主要原理是________。將微莖尖接種在添加有______________等植物激素的培養基中，經過______________和_________完成組織培養過程，獲得試管苗。對脫毒苗進行病毒檢測時，可采用______________方法檢測病毒的蛋白質，也可以采用______________________方法檢測病毒的基因。

②由圖2可知，莖尖越小，_______________，因此大小為________mm的莖尖外植體適宜馬鈴薯脫毒苗的培養。

（2）研究表明將感染馬鈴薯的病毒（遺傳物質是DNA）的蛋白質外殼基因導入馬鈴薯體內可以獲得抗病毒的植株。

①簡述將馬鈴薯病毒的蛋白質外殼基因轉入馬鈴薯基因組中，獲得抗病毒馬鈴薯的基本過程。_______________________

②在個體水平鑒定馬鈴薯植株是否具有抗病毒特性的方法是____________________，觀察其生長狀況。

Answer 1

【答案】植物細胞的全能性 生長素和細胞分裂素 脫分化 再分化 抗原——抗體雜交 DNA分子雜交 脫毒率越高，成苗率越低 0.27 將馬鈴薯病毒的蛋白質外殼基因導入馬鈴薯細胞內一般采用農桿菌轉化法，先將目的基因插入到農桿菌Ti質粒的T-DNA上，構建出表達載體后，將其導入馬鈴薯受體細胞，篩選出抗病毒馬鈴薯細胞后，再通過植物組織培養技術將馬鈴薯細胞培養出完整植株 將相應的馬鈴薯病毒接種到馬鈴薯植株上

【解析】

植物組織培養應用了細胞全能性的原理，過程：離體的植物組織、器官或細胞（外植體）愈傷組織胚狀體→植株（新植體）。目的基因的檢測與鑒定：（1）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。（2）個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）①馬鈴薯脫毒苗培養依據的主要原理是植物細胞的全能性。植物組織培養的培養基中添加生長素和細胞分裂素，可誘導離體細胞經過脫分化和再分化完成組織培養過程，從而形成脫毒苗。為檢測脫毒苗的質量，可采用抗原——抗體雜交的方法檢測病毒的蛋白質，也可以采用DNA分子雜交的方法檢測病毒的基因。

②由圖2數據分析可知，莖尖越小，脫毒率越高，成苗率越低。當莖尖外植體的大小為0.27mm時，脫毒率和成苗率均較高，因此馬鈴薯脫毒培養中莖尖外植體的適宜大小為0.27mm。

（2）①將馬鈴薯病毒的蛋白質外殼基因導入馬鈴薯細胞內一般采用農桿菌轉化法，該方法先將目的基因插入到農桿菌Ti質粒的T-DNA上，然后通過農桿菌的轉化作用，使目的基因進入植物細胞并插入到植物細胞的染色體上。導入農桿菌時，首先要構建基因表達載體，需要限制性核酸內切酶和DNA連接酶，還要用Ca2+處理土壤農桿菌，使之轉變為感受態，然后將它們在緩沖液中混合培養以完成轉化過程。構建出基因表達載體后，將其導入馬鈴薯受體細胞，篩選出成功轉化的馬鈴薯細胞后，再通過植物組織培養技術將馬鈴薯細胞培養出完整植株。

②在個體生物學水平鑒定馬鈴薯植株是否具有抗病毒特性的方法是將相應的馬鈴薯病毒接種到馬鈴薯植株上，觀察其生長狀況。