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 BCBC(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) 33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 3030。
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:圖中所示限制酶切割后形成的黏性末端各不相同)如圖2所示。強(qiáng)啟動(dòng)子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,能被 RNA聚合酶RNA聚合酶識(shí)別并結(jié)合,驅(qū)動(dòng)基因的持續(xù)轉(zhuǎn)錄。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SacⅠBamHⅠ和SacⅠ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。T-DNA在該實(shí)驗(yàn)中的作用是 將強(qiáng)啟動(dòng)子和P基因帶入玉米細(xì)胞并整合到玉米細(xì)胞染色體DNA上將強(qiáng)啟動(dòng)子和P基因帶入玉米細(xì)胞并整合到玉米細(xì)胞染色體DNA上。
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,篩選出的愈傷組織再分化再分化形成叢芽,最終獲得多個(gè)轉(zhuǎn)基因玉米株系。
④P蛋白在玉米株系的表達(dá)量如圖3所示。據(jù)圖3分析,選擇al、a2、a3玉米株系,作為超量表達(dá)P蛋白轉(zhuǎn)基因玉米的生理特性研究的實(shí)驗(yàn)材料,理由是 al、a2、a3玉米株系的P蛋白表達(dá)量顯著高于野生型玉米al、a2、a3玉米株系的P蛋白表達(dá)量顯著高于野生型玉米。
(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,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。結(jié)果如圖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。
【考點(diǎn)】基因工程的操作過(guò)程綜合.
【答案】BC;3;30;RNA聚合酶;BamHⅠ和SacⅠ;將強(qiáng)啟動(dòng)子和P基因帶入玉米細(xì)胞并整合到玉米細(xì)胞染色體DNA上;潮霉素;再分化;al、a2、a3玉米株系的P蛋白表達(dá)量顯著高于野生型玉米;水分和CO2
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:11引用:1難度:0.7
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