Question

人工合成的Bt-Cry5Aa基因编码的Bt毒蛋白可杀死棉铃虫。研究者将Bt-Cry5Aa基因转人棉花，并对棉花的抗虫性进行鉴定和遗传分析。

（1）第一步：构建重组DNA并导入棉花体内。

使用_______________

（2）第二步：对转基因植株进行DNA扩增和分析。

提取T₀代棉花的总DNA，依据_______________

 

若设置1号株系的植株作为空白对照组，所用的植株应该是____________

（3）取T₀代抗虫棉自交获得种子，种植后获得T₁代植株845株，经卡那霉素点涂叶片（卡那霉素能引起普通植株绿色器官黄化），未出现黄化现象的植株有630株。实验结果说明转入的抗虫基因为______________

（4）提取T₁代抗虫植株不同发育时期组织器官的蛋白质，经检测发现：随着抗虫棉植株的生长、发育，植株中的Bt毒蛋白含量逐渐下降，由此可预测转基因抗虫棉对棉铃虫的杀虫效果的趋势是_________________________________

（5）综上可知，科研人员主要是在____________

（6）生产上常将上述转基因棉花与非转基因棉花混合播种，从进化角度解释主要目的是减缓棉铃虫种群__________________

Answer

DNA连接酶 质粒 农杆菌转化法 Bt-Cry5Aa基因 非转基因棉花或未成功导入重组质粒的棉花 4和6 Bt-Cry5Aa基因发生突变或在棉花细胞中没有成功表达，或表达效率太低 显 分离 下降（越来越差） 分子和性状 抗毒蛋白基因

【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）第一步：基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，使用DNA连接酶将Bt-Cry5Aa基因与质粒（其标记基因是卡那霉素抗性基因）连接，然后用农杆菌转化法或基因枪法或花粉管通道法导入普通棉花中，获得T0代植株。

（2）第二步：对转基因植株进行DNA扩增和分析。提取T0代棉花的总DNA，依Bt-Cry5Aa基因基因的碱基序列设计扩增引物，并进行PCR。若设置1号株系的植株作为空白对照组，所用的植株应该是非转基因（普通）棉花（或转基因未成功的棉花）。实验检测结果显示：T0代植株中只有4号和6号植株不含目的基因。但科学家将棉铃虫接种在PCR检测为阳性的7号植株上，却依然遭受棉铃虫损害，表现为非抗虫，表现为非抗虫说明毒蛋白没有合成或者合成太少，也可能是相关基因发生基因突变，即可能的原因是Bt-Cry5Aa基因发生突变或在棉花细胞中没有成功表达，或表达效率太低。

（3）取T0代抗虫棉自交获得种子，种植后获得T1代植株845株，经卡那霉素点涂叶片（卡那霉素能引起普通植株绿色器官黄化），未出现黄化现象的植株有630株。未出现黄化的植株意味着是具有抗虫基因的，根据未黄化（抗虫）∶黄化（非抗虫）=630∶215，近似为3∶1，可推测转入的抗虫基因为显性基因。据此也可说明该对相对性状的遗传遵循基因的分离定律。。

（4）提取T1代抗虫植株不同发育时期组织器官的蛋白质，经检测发现：随着抗虫棉植株的生长、发育，植株中的Bt毒蛋白含量逐渐下降，根据毒蛋白含量逐渐下降可预测转基因抗虫棉对棉铃虫的杀虫效果的趋势是逐渐下降（越来越差）。

（5）综上可知，科研人员主要是在分子水平和性状水平上对转基因抗虫棉进行了检测与鉴定。

（6）生产上常将上述转基因棉花与非转基因棉花混合播种，从而使得敏感性个体有较多的生存机会，从而减缓棉铃虫种群抗毒蛋白基因频率的增加速度。