Question

日本结缕草是耐旱性最强的草坪草种之一，科研人员将日本结缕草中的抗旱基因F转入拟南芥，培育抗旱转基因拟南芥。请回答下列问题：

（1）从日本结缕草细胞中提取基因组DNA，进而获得基因F的启动子序列，启动子的作用是________。提取日本结缕草相应的mRNA，用________的方法获得cDNA再克隆基因F。构建重组质粒所用的工具酶是________。

（2）将重组质粒转入农杆菌的感受态细胞，检测基因F表达呈阳性的菌落，再将这些菌体与拟南芥细胞共同浸泡在相关的溶液中。上述操作的目的是________________________。

（3）已知野生型拟南芥对草甘膦（一种除草剂）不具抗性。给获得的抗旱转基因拟南芥喷施一定浓度的草甘膦，挑选正常生长的植株，可筛选出成功转化的拟南芥。由此说明重组质粒中的标记基因是________________。

（4）常用________的方法检测基因F能否在拟南芥细胞中转录。将抗旱转基因拟南芥和野生型拟南芥置于干旱环境中培养，若基因F能够提高拟南芥的抗旱性，则预期的实验结果是________________________。

Answer

启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA 反转录（或逆转录） 限制性核酸内切酶（限制酶）和DNA连接酶 利用农杆菌转化法将目的基因导入拟南芥细胞 抗草甘膦基因（或草甘膦抗性基因） 分子杂交 抗旱转基因拟南芥在干旱环境中的生长状况优于野生型拟南芥的

【解析】

目的基因的检测与鉴定：（1）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。（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

（1）启动子是DNA上基因的首端RNA聚合酶识别和结合的部位，可驱动基因转录出mRNA。用mRNA合成cDNA的过程为逆转录过程。构建重组质粒所用的工具酶是限制性核酸内切酶（限制酶）和DNA连接酶。

（2）将重组质粒转入农杆菌的感受态细胞，检测基因F表达呈阳性的菌落，再将这些菌体与拟南芥细胞共同浸泡在相关的溶液中，目的是利用农杆菌转化法将目的基因导入拟南芥细胞。

（3）野生型拟南芥对草甘膦（一种除草剂）不具抗性。给获得的抗旱转基因拟南芥喷施一定浓度的草甘膦，能正常生长的植株说明含有抗草甘膦基因，由于野生型拟南芥对草甘膦不具有抗性，说明野生型不含抗草甘膦基因，则转基因拟南芥中的抗草甘膦基因应为质粒中的标记基因，可据此筛选出成功转化的拟南芥。

（4）检测基因F能否在拟南芥细胞中转录成功，需要用分子杂交的方法。将抗旱转基因拟南芥和野生型拟南芥置于干旱环境中培养，若基因F能够提高拟南芥的抗旱性，则抗旱转基因拟南芥在干旱环境中的生长状况优于野生型拟南芥的。