Question

【題目】普通棉花中含β-甘露糖苷酶基因（GhMnaA2），其能在纖維細胞中特異性表達，產生的 β-甘露糖苷酶催化半纖維素降解，使棉纖維長度變短。為了培育新的棉花品種，科研人員構建了反義GhMnaA2基因表達載體，利用農桿菌轉化法將其導入棉花細胞，成功獲得轉基因棉花品種，具體過程如下圖所示。請分析回答：

（1）①和②過程中所用的限制性核酸內切酶分別為____________、____________。

（2）過程①中纖維細胞E6啟動子在質粒1上只以一種方向的相連，請解釋GhMnaA2基因在質粒2上可以正向和反向兩種方向相連的原因是_______________，這種操作的缺點是目的基因容易發生___________，從而影響與質粒的拼接。

（3）基因表達載體除了圖示組成外，至少還有________________________。

（4）過程③中需用CaCl2處理農桿菌，目的是________________________，從而使外源基因容易導入。

（5）過程④利用農桿菌介導轉化棉花細胞的過程，整合到棉花細胞染色體DNA上去的區段是重組質粒中的____________部分，在植物組織培養前需要把與農桿菌共培養后的外植體轉移到含有____________的培養基上進行脫菌培養。

（6）導入棉花細胞內的反義GhMnaA2基因轉錄形成的mRNA能____________從而阻止____________合成，使棉纖維更長。

Answer 1

【答案】Hindlll和 BamHI Smal 過程②中目的基因和質粒形成相同的粘性末端 自身環化 復制原點、終止子、標記基因 增加農桿菌細胞壁的通透性 T—DNA 抗生素 與棉花細胞內的GhMnaA2轉錄的mRNA互補配對 p-甘露糖苷酶

【解析】

考查基因表達載體的構建和目的基因導入受體細胞過程。

1、圖中基因表達載體顯示的部分有目的基因和啟動子，基因表達載體還應有復制原點、終止子和標記基因等，復制原點使目的基因可以在受體細胞內進行復制，終止子可以終止mRNA的轉錄，標記基因用以篩選目的基因是否導入受體細胞

2、植物組織培養技術指在含有營養物質及植物生長物質的培養液中，培養離體植物組織（器官或細胞）并誘導其長成完整植株的技術，可以利用植物組織培養技術將受體細胞培育成植株。

3、反義GhMnaA2轉錄的mRNA能與細胞內的GhMnaA2轉錄的mRNA互補配對，從而抑制了以mRAN為模板合成蛋白質，阻止β-甘露糖苷酶合成，使棉纖維更長

（1）含E6啟動子的DNA兩端只有HindⅢ、BamHⅠ酶切位點，為了獲得E6啟動子，應用HindⅢ、BamHⅠ酶切割含E6啟動子的DNA片段，含GhMnaA2的DNA片段有Smal酶切位點，含E6啟動子的質粒上也有Smal酶切位點故過程②可用Smal切割獲得相同的粘性末端。故①和②過程中所用的限制性核酸內切酶分別為Hindlll和 BamHI、SmaI。

（2）過程①中纖維細胞E6啟動子在質粒1上只以一種方向的相連，請解釋GhMnaA2基因在質粒2上可以正向和反向兩種方向相連的原因是過程②中目的基因和質粒形成相同的粘性末端，這種操作的缺點是目的基因容易發生自身環化，從而影響與質粒的拼接。

（3）據分析可知：基因表達載體除了圖示組成外，至少還有復制原點、終止子、標記基因。

（4）過程③中需用CaCl2處理農桿菌，目的是增加農桿菌細胞壁的通透性，從而使外源基因容易導入。

（5）過程④利用農桿菌介導轉化棉花細胞的過程，整合到棉花細胞染色體DNA上去的區段是重組質粒中的T—DNA部分，在植物組織培養前需要把與農桿菌共培養后的外植體轉移到含有抗生素的培養基上進行脫菌培養。

（6）導入棉花細胞內的反義GhMnaA2基因轉錄形成的mRNA能與棉花細胞內的GhMnaA2轉錄的mRNA互補配對 從而阻止β-甘露糖苷酶合成，使棉纖維更長。