Question

科学家从某细菌中提取抗盐基因，转入烟草并培育成转基因抗盐烟草。下图是转基因抗盐烟草的培育过程，虚线箭头表示转录的方向。请分析回答下列问题：

  

（1）在该过程中，研究人员首先获取了抗盐基因（目的基因），并采用PCR技术（中文名称_____________）对目的基因进行扩增，该技术所用的酶是__酶，引物的设计依据是_____________。

（2）图中①②过程为防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，以及提高实验的成功率。应选用_______________两种酶对外源DNA和质粒进行切割。

（3）为筛选出成功导入重组质粒的农杆菌，④过程中培养基中需加入_________。

（4）通过农杆菌转化作用，可以使目的基因进入植物细胞，插入到________________，使其遗传特性得以稳定维持和表达。

（5）为了确定抗盐烟草是否培育成功，需要进一步做检测，进行如下图所示的操作。

①使用___________________________作探针进行分子杂交；

②将薄膜曝光在显影胶片上，放射自显影的结果表明____________________，继而对提供该细胞的转基因植株用_____________________的方法从个体水平鉴定烟草植株的耐盐性。

（6）将抗盐基因导入烟草细胞内，使烟草植株产生抗盐性状，这种新性状（变异）的来源属于__________________。

（7）若一个抗盐基因随机整合的一条染色体上，则其自交，子代抗盐与不抗盐个体的比例约为___________。

Answer

多聚酶链式反应 Taq酶 目的基因核苷酸序列 BamHⅠ和Hind Ⅲ M抗生素 植物细胞染色体DNA上 放射性同位素标记的抗盐基因（或目的基因） 目的基因成功导入受体细胞 一定浓度的盐水浇灌（栽培于含有一定盐的土壤中，观察该烟草植株的生长状态） 基因重组 3：1

【解析】

分析题图：图示是转基因抗盐烟草的培育过程，其中①表示含有目的基因的外源DNA分子；②表示质粒；③表示基因表达载体的构建过程；④表示采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞；⑤表示脱分化过程；⑥表示再分化过程。

（1）在植物基因工程操作过程中，研究人员首先获取了抗盐基因（目的基因），并可以采用PCR（多聚酶链式反应）技术对目的基因进行扩增，该技术需要的条件有：两种引物、酶（热稳定性的DNA聚合酶或Taq酶）、原料（4种脱氧核苷酸）、模板（目的基因的两条脱氧核苷酸链）；引物是依据目的基因核苷酸序列设计的。

（2）由图可知，使用Smal酶切割，将会破坏质粒的抗性基因（标记基因），同时也会破坏目的基因片段，因此用图中的质粒和目的基因构建重组DNA分子时，不能使用SmaI酶切割。标记基因和外源DNA目的基因中均含有ECoRI酶切位点，用该酶切割，再在DNA连接酶的作用下，可形成3种环状产物，即外源DNA自身连接、质粒自身连接、外源DNA和质粒连接，因此为了防止目的基因的外源DNA片段和质粒自身环化，应选用BamHI和HindⅢ酶对外源DNA和质粒进行切割，这样使目的基因两端的黏性未端不同，可以防止自身环化。

（3）该重组质粒中的标记基因是M抗生素抗性基因，故培养基中需加入M抗生素来筛选出成功导入重组质粒的农杆菌。

（4）通过农杆菌转化作用，可以使目的基因插入到植物细胞染色体DNA上，使其遗传特性得以稳定维持和表达。

（5）为确定转基因抗盐烟草是否培育成功，有分子水平的检测，也有个体水平的鉴定。分子水平的检测中，利用放射性同位素标记的抗盐基因（或目的基因）作探针进行分子杂交检测，将薄膜曝光在显影胶片上，图中放射自显影的结果表明目的基因成功导入受体细胞；个体水平上鉴定中，将培育的烟草幼苗栽培于含有一定盐的土壤中（或用一定浓度的盐水浇灌），观察该烟草植株的生长状态。

（6）将抗盐基因导入烟草细胞内，使烟草植株产生抗盐性状，这种新性状（变异）的来源转基因技术，转基因技术的原理是基因重组。

（7）若一个抗盐基因随机整合的一条染色体上，类似与杂合子，故让其自交，子代抗盐与不抗盐个体的比例约为3：1。