Question

【題目】玉米自交系（遺傳穩定的育種材料）B具有高產、抗病等優良性質，但難以直接培育成轉基因植株，為使其獲得抗除草劑性狀，需依次進行步驟I、II試驗。

Ⅰ．獲得抗除草劑轉基因玉米自交系A，技術路線如下圖。

（1）為防止酶切產物自身環化，構建表達載體需用2種限制酶，選擇的原則是____（單選）。

①Ti質粒內，每種限制酶只有一個切割位點

②G基因編碼蛋白質的序列中，每種限制酶只有一個切割位點

③酶切后，G基因形成的兩個黏性末端序列不相同

④酶切后，Ti質粒形成的兩個黏性末端序列相同

A．①③ B．①④ C．②③ D．②④

（2）下表是4種玉米自交系幼胚組織培養不同階段的結果。據表可知，細胞脫分化時使用的激素是____________，自交系__________的幼胚最適合培養成愈傷組織作為轉化受體。

（3）農桿菌轉化愈傷組織時，T-DNA攜帶插入其內的片段轉移到受體細胞。篩選轉化的愈傷組織，需使用含_____________________的選擇培養基。

（4）轉化過程中，愈傷組織表面常殘留農桿菌，導致未轉化愈傷組織也可能在選擇培養基上生長。含有內含子的報告基因只能在真核生物中正確表達，其產物能催化無色物質K呈現藍色。用K分別處理以下愈傷組織，出現藍色的是_______________（多選）。

A．無農桿菌附著的未轉化愈傷組織

B．無農桿菌附著的轉化愈傷組織

C．農桿菌附著的未轉化愈傷組織

D．農桿菌附著的轉化愈傷組織

（5）組織培養獲得的轉基因植株（核DNA中僅插入一個G基因）進行自交，在子代含G基因的植株中，純合子占_____________。繼續篩選，最終選育出抗除草劑純合自交系A。

（6）下表是鑒定含G基因植株的4種方法。請預測同一后代群體中，4種方法檢出的含G基因植株的比例，從小到大依次是_____________________________________。

方法 檢測對象 檢測目標 檢出的含G基因植株的比例

PCR擴增 基因組DNA G基因 x1 分子雜交 總mRNA G基因轉錄產物 x2 抗原-抗體雜交 總蛋白質 G基因編碼的蛋白質 x3 噴灑除草劑 幼苗 抗除草劑幼苗 x4

II．通過回交使自交系B獲得抗除草劑性狀

（7）抗除草劑自交系A（GG）與自交系B雜交產生F1，然后進行多輪回交（下圖）。自交系B作為親本多次回交的目的是使后代______________。

對Hn繼續篩選，最終選育出高產、抗病、抗除草劑等優良性狀的玉米自交系。

Answer 1

【答案】A2,4-D乙除草劑BD1/3X4，X3，X2，X1積累越來越多自交系B的遺傳物質/優良性狀

【解析】

1、構建基因表達載體時需要同一種限制酶切割目的基因和運載體，用DNA連接酶鏈接。為防止酶切產物自身環化，切割目的基因兩端常用兩種酶分別切割。

2、據表中信息可知：細胞脫分化時使用的激素是2，4-D．比較甲、乙、丙、丁4中自交體系，發現自交系乙芽的分化率、根的誘導率都較高，因此自交系乙的幼胚最適合培養成愈傷組織作為轉化受體。

3、轉化愈傷組織有含有內含子的報告基因，可產生該基因表達產物，能催化無色物質K呈現藍色，即K處理該愈傷組織能呈現藍色。

4、轉基因植株（核DNA中僅插入一個G基因）的基因型為G_，進行自交，子代的基因型及比例為1/4GG、2/4G_、1/4_ _，其中含G基因的植株為GG、G_。

5、目的基因的檢測和表達：（1）首先要檢測轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子雜交技術；（2）其次還要檢測目的基因是否轉錄出了mRNA，方法是采用標記的目的基因作探針與 mRNA雜交；（3）最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質，方法是從轉基因生物中提取蛋白質，用相應的抗體進行抗原-抗體雜交。

（1）如果用一種限制酶來切割目的基因兩端和質粒時，目的基因兩端會出現相同的末端．這樣在構建基因表達載體時，會出現3種情況：目的基因-目的基因、目的基因-運載體、運載體-運載體，這樣會出現自身環化現象，因此為防止酶切產物自身環化，構建表達載體需用2種限制酶，這樣切出的目的基因G兩端的黏性末端不同；同時質粒中一定要保證每種限制酶只有一個切點，去掉一段Ti質粒中的DNA，得到的切割Ti質粒也同樣具有兩個不同的黏性末端。故選:A。

（2）高度分化的植物細胞脫分化可產生愈傷組織，據表中信息可知：細胞脫分化時使用的激素是2，4-D。比較甲、乙、丙、丁4種自交體系，發現自交系乙芽的分化率、根的誘導率都較高，因此自交系乙的幼胚最適合培養成愈傷組織作為轉化受體。

（3）實驗最終想使玉米自交系（遺傳穩定的育種材料）B為獲得抗除草劑性狀，可以使用含除草劑的選擇培養基，篩選轉化的愈傷組織，如果能存活，說明獲取具有抗除草劑的性狀的愈傷組織。

（4）未轉化愈傷組織沒有含有內含子的報告基因，因此不能產生能催化無色物質K呈現藍色的物質，A錯誤；轉化愈傷組織有含有內含子的報告基因，可產生該基因表達產物，能催化無色物質K呈現藍色，即K處理該愈傷組織能呈現藍色，B正確；農桿菌附著的未轉化愈傷組織能在選擇性培養基上正常生長，但不含有內含子的報告基因，因此不能產生能催化無色物質K呈現藍色的物質，C錯誤；農桿菌附著的轉化愈傷組織能在選擇性培養基上正常生長，并含有含有內含子的報告基因，能產生能催化無色物質K呈現藍色的物質，故K處理該愈傷組織能呈現藍色，D正確。

（5）組織培養獲得的轉基因植株（核DNA中僅插入一個G基因）進行自交，即G_的基因型植株自交，在子代中含G基因的植株有兩種：GG:G_=1：2中，其中純合子（GG）占1/3。繼續篩選，最終選育出抗除草劑純合自交系A。

（6）因為基因組DNA中含有G基因，PCR擴增可以快速大量復制DNA，所以X1最大，因為在細胞中，轉錄與翻譯不是一個過程，所以轉錄出的mRNA要比翻譯出的蛋白質多，所以X2比X3大，蛋白質并不一定全部發揮作用，所以X4 最小。

（7）在育種中，回交的方法主要用來加強雜種個體中某一親本的性狀表現，在本題中自交系B作為親本回交的目的是使后代積累越來越多自交系B的優良性狀。