Question

为使水稻获得抗除草剂性状，科研人员将除草剂草甘膦抗性基因转入水稻植株，获得抗草甘膦转基因水稻。

注：GUS基因表达产物经染色能从无色变成蓝色

（1）将草甘膦抗性基因作为________，与Ti质粒用____________酶处理构建基因表达载体。

（2）用________处理农杆菌后获得感受态细胞，将其与基因表达载体混合完成转化后，在添加_________的培养基中，经筛选1得到含基因表达载体的农杆菌。

（3）取某品种水稻的幼胚，进行消毒处理，接种到培养基中，水稻幼胚细胞发生___________形成愈伤组织。用含基因表达载体的农杆菌侵染该愈伤组织。

（4）除了鉴定愈伤组织中是否含有目的基因以外，还可以利用GUS基因表达产物的鉴定进行图中的筛选2，以确定目的基因是否____________。

（5）为获得具有抗除草剂性状的转基因水稻，还需要在个体水平进行抗性测试。请你设计一个实验方案，筛选出对草甘膦具有抗性的转基因水稻__________。

Answer

目的基因 限制性核酸内切酶和DNA连接酶 CaCL2 潮霉素 脱分化 表达 选取长势相同的野生型和转基因水稻，用等量相同浓度的草甘膦农药喷洒，相同环境条件下培养一段时间后，观测水稻的生长情况

【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）图中草甘膦抗性基因是目的基因；构建基因表达载体时，首先要用相同的限制酶切割目的基因和运载体，其次要用DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成基因表达载体。

（2）将目的基因导入微生物细胞需要用感受态转化法，即用CaCl2处理微生物细胞使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态。由图可知，标记基因是潮霉素抗性基因，因此要筛选获得含有基因表达载体的农杆菌需要在培养基中添加潮霉素。

（3）取某品种水稻的幼胚，先进行消毒处理，然后接种到培养基中；外植体经过脱分化过程形成愈伤组织。愈伤组织经过再分化过程形成转基因水稻。

（4）除了鉴定愈伤组织中是否含有目的基因以外，还可以利用GUS基因表达产物的鉴定进行图中的筛选2，以确定目的基因是否表达。

（5）在个体水平上鉴定转基因水稻是否能抗草甘膦的方案：选取长势相同的野生型和转基因水稻，用等量相同浓度的草甘膦农药喷洒，相同环境条件下培养一段时间后，观测水稻的生长情况。