Question

水稻穗粒数可影响水稻产量。农杆菌Ti质粒上的T-DNA序列，可以从农杆菌中转移并随机插入到被侵染植物的核基因组中，导致被插入的基因功能丧失。研究者用此方法构建水稻突变体库，并从中筛选到穗粒数异常突变体进行了相关研究。

（1）研究者分别用EcoR Ⅰ、Hind Ⅲ、BamH Ⅰ三种限制酶处理突变体的总DNA，用Hind Ⅲ处理野生型的总DNA，处理后进行电泳，使长短不同的DNA片段______。电泳后的DNA与DNA分子探针（含放射性同位素标记的T-DNA片段）进行杂交，得到下图所示放射性检测结果。

①由于杂交结果中____________________________________________，表明T-DNA成功插入到水稻染色体基因组中。（注：T-DNA上没有EcoRⅠ、Hind Ⅲ、BamHⅠ三种限制酶的酶切位点）

②不同酶切结果，杂交带的位置不同，这是由于_____________________________________。

③由实验结果断定突变体为T-DNA单个位点插入，依据是____________________________________。

（2）研究者用某种限制酶处理突变体的DNA（如下图所示），用__________将两端的黏性末端连接成环，以此为模板，再利用图中的引物__________组合进行PCR，扩增出T-DNA插入位置两侧的未知序列。经过与野生型水稻基因组序列比对，确定T-DNA插入了2号染色体上的B基因中。

（3）研究发现，该突变体产量明显低于野生型，据此推测B基因可能_______（填“促进”或“抑制”）水稻穗粒的形成。育种工作者希望利用B基因，对近缘高品质但穗粒数少的低产水稻品系2进行育种研究，以期提高其产量，下列思路最可行的一项是______。

a．对水稻品系2进行⁶⁰Co照射，选取性状优良植株

b．培育可以稳定遗传的转入B基因的水稻品系2植株

c．将此突变体与水稻品系2杂交，筛选具有优良性状的植株

Answer

分离 突变体在不同限制酶处理时均出现杂交带，野生型无杂交带，Ti质粒有杂交带 不同限制酶处理后含T-DNA的片段长度不同 用三种不同限制酶处理都只得到一条杂交带，而野生型无杂交带 DNA连接酶 ①、④ 促进 b

【解析】

基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

（1）电泳可以使长短不同的DNA片段进行分离。

①由于杂交结果中突变体在不同限制酶处理时，均出现杂交带，野生型无条带，Ti质粒有杂交带，表明T-DNA成功插入到水稻染色体基因组中。

②不同酶切结果，杂交带的位置不同，这是由于不同酶切后含T-DNA的片段长度不同。

③由实验结果判断突变体为T-DNA单个位点插入，依据是用三种不同限制酶处理都只得到一条杂交带，而野生型无杂交带。

（2）研究者用某种限制酶处理突变体的DNA，用DNA连接酶将两端的黏性末端连接成环，以此为模板，再利用图中的引物①、④组合进行PCR，扩增出T-DNA插入位置两侧的未知序列。

（3）研究发现，该突变体产量明显低于野生型，据此推测B基因可能促进水稻穗粒的形成。育种工作者希望利用B基因，对近缘高品质但穗粒数少的低产水稻品系2进行育种研究，以期提高其产量，可行的思路是培育可以稳定遗传的转入B基因的水稻品系2植株。