Question

多聚半乳糖醛酸酶（PG）能降解果胶使细胞壁破损。成熟的番茄果实中，PG合成显著增加，能使果实变红变软，但不利于保鲜。利用基因工程减少PG基因的表达，可延长果实保质期。科学家将PG基因反向接到Ti质粒上，导入番茄细胞中，得到转基因番茄，具体操作流程如下图。据图回答下列问题：

（1）形成的PG反义质粒叫做_______________，它的构建过程是基因工程的核心，需要用到的工具酶有_______________。若已获取PG的mRNA，可通过__________获取PG基因。重组质粒转移到大肠杆菌中的目的是________，要实现此目的，还可以用______________法。

（2）要获取番茄的原生质体，通常要用到________________酶。用含目的基因的农杆菌感染番茄原生质体后，可用含有__________的培养基进行筛选。将其置于质量分数为25%的蔗糖溶液中，观察细胞________现象来鉴别细胞壁是否再生。

（3）由于导入的目的基因能转录出反义RNA，且能与__________互补结合，因此可抑制PG基因的正常表达。若观察到__________，则可确定转基因番茄培育成功。

（4）将转入反向链接PG基因的番茄细胞培育成完整的植株，需要用__________技术；其中，愈伤组织经__________形成完整植株。

Answer

（1）基因表达载体 限制酶和连接酶 反转录法 大量复制目的基因（或克隆目的基因） PCR

（2）纤维素酶和果胶酶 卡那霉素 是否发生质壁分离

（3）天然的PG基因转录的Mrna 番茄果实的保质期延长

（4）植物组织培养 再分化（或细胞增殖和分化）

【解析】

试题分析：（1）在基因工程的，形成的PG反义质粒叫做基因表达载体，它的构建过程是基因工程的核心，需要用到的工具酶有限制酶和DNA连接酶。若已获取PG的mRNA，可通过反转录法获取PG基因。大肠杆菌繁殖快，重组质粒转移到大肠杆菌中，目的基因可以大量复制，要实现此目的，还可以用PCR技术。

（2）由于细胞壁的成分主要为纤维素和果胶，因此利用酶的专一性，要获取番茄的原生质体，通常要用到纤维素酶和果胶酶。由图可知，标记基因是卡那霉素抗性基因，因此用含目的基因的农杆菌感染番茄原生质体后，可用含有卡那霉素的培养基进行筛选。植物细胞在质量分数为25%的蔗糖溶液中会发生质壁分离现象，这可以用来鉴别细胞壁是否再生。

（3）反义RNA一般是指与编码链或有义链互补的DNA链编码的RNA，mRNA是由编码链或有义链编码的RNA，所以反义RNA和天然的PG基因转录的mRNA分子能互补成双链的RNA。由于核糖体不能翻译双链的RNA，所以反义RNA与mRNA特异性的互补结合，即抑制了该mRNA的翻译；若转基因番茄的保质期比非转基因番茄长，则可确定转基因番茄成功。

（4）将转入反向链接PG基因的番茄细胞培育成完整的植株，需要用植物组织培养技术；其中，愈伤组织经再分化形成完整植株，此过程除营养物质外还必须向培养基中添加植物激素（生长调节剂、生长素和细胞分裂素）。

考点：基因工程的原理及技术