玉米是重要的糧食作物，其葉片細(xì)胞中的P蛋白是一種水通道蛋白，由P基因編碼，在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中對(duì)水分的吸收具有重要的調(diào)節(jié)功能。為了探究P蛋白的超量表達(dá)對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響，科研人員進(jìn)行了超量表達(dá)P蛋白轉(zhuǎn)基因玉米的生理特性等研究。
（1）超量表達(dá)P蛋白轉(zhuǎn)基因玉米的獲得
①利用PCR技術(shù)以圖1中的DNA片段為模板擴(kuò)增P基因，需要的引物有

B、C

B、C

（從A、B、C、D四種單鏈DNA片段中選擇）。上述過(guò)程中，至少經(jīng)過(guò)

3

3

次循環(huán)后會(huì)產(chǎn)生雙鏈等長(zhǎng)的P基因片段，循環(huán)4次共需要的引物數(shù)為

30

30

。

②在超量表達(dá)P基因載體的構(gòu)建中，所用DNA片段和Ti質(zhì)粒的酶切位點(diǎn)（注：三種限制酶切割后形成的黏性末端各不相同）如圖2所示，為使P基因在玉米植株中超量表達(dá)，應(yīng)優(yōu)先選用

BamHⅠ和EcoRⅠ

BamHⅠ和EcoRⅠ

酶組合將DNA片段和Ti質(zhì)粒切開(kāi)后構(gòu)建重組表達(dá)載體。強(qiáng)啟動(dòng)子的基本組成單位是

脫氧核糖核苷酸

脫氧核糖核苷酸

。

③將農(nóng)桿菌浸泡過(guò)的玉米愈傷組織進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，培養(yǎng)基中需加入

潮霉素

潮霉素

進(jìn)行篩選，篩選出的愈傷組織經(jīng)

再分化

再分化

形成叢芽，最終獲得超量表達(dá)P蛋白的轉(zhuǎn)基因玉米株系a。
（2）超量表達(dá)P蛋白轉(zhuǎn)基因玉米的生理特性研究
選取長(zhǎng)勢(shì)相同且生長(zhǎng)狀況良好的野生型玉米和a株系玉米，干旱處理15天，測(cè)量植株水分散失率如圖3；并在不同CO₂濃度下測(cè)量地上部分鮮重，獲得相對(duì)生物量如圖4所示。

可見(jiàn)干旱條件下，與野生型玉米相比，a株系玉米超量表達(dá)P蛋白，使植株對(duì)

水分和CO₂

水分和CO₂

的利用率更高，光合效率更高。