Question

【題目】我國科學家屠呦呦及其團隊從青蒿中分離出菁蒿素用于瘧疾的治療，這一措施至今挽救了全球數(shù)百萬人的生命。青蒿中中青蒿素的含量很低。科研工作者一直致力于提高青蒿素含量的研究。某研究小組給菁蒿轉入青蒿素合成的關健基因fps,通過該基因的過量表達來提高青蒿素的產量。請回答相關問題。

（1）提高青蒿素的總RNA，在__________酶的作用下獲得青蒿素的cDNA。根據(jù)基因fps的編碼序列設計特定的引物對，通過________技術得到目的基因，然后構建含有fps基因的表達載體。為了便于篩選，表達載體中應含有_____________。將表達載體導入農桿菌細胞中，用此農桿菌侵染無菌青蒿苗葉片，培養(yǎng)該葉片可獲得幼苗。在此培養(yǎng)過程中發(fā)生的主要生理變化是___________和__________________。

（2）將獲得的22株生長健壯的轉基因青蒿苗移栽到大田里，待其生長到現(xiàn)蕾期后收獲植株地上部分，測定青蒿素的含量，得到的結果如下圖所示：

測定結果顯示，轉基因青蒿植株中青蒿素含量最多約是對照組的___________ 倍，不同植株中青蒿素的生成量 ___________，這可能是由于T-DNA整合到青蒿基因組的不同位置，使外源基因的 _____________________引起的。

Answer 1

【答案】 逆轉錄 PCR 標記基因 脫分化 再分化 2 有很大差異 表達效率不同

【解析】試題分析：本題涉及基因工程技術，具體采用了農桿菌轉化法，大致流程是將目的基因插入農桿菌Ti質粒的T-DNA上→導入植物細胞→目的基因整合到植物細胞染色體上→目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達。其中的Ti質粒的T-DNA可轉移至受體細胞，并整合到受體細胞的染色體上。

(1)提取青蒿的總RNA，在逆轉錄酶的作用下獲得cDNA。根據(jù)基因fps的編碼序列設計引物，通過PCR擴增技術得到目的基因，然后構建含有fps基因的表達載體。為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來，在表達載體上含有標記基因。用離體葉片獲得幼苗，必須通過植物的組織培養(yǎng)技術培養(yǎng)成再生植株，該過程需要經過脫分化和再分化才能發(fā)育成完整植株。

(2)據(jù)圖分析，對照組青蒿素含量為5mg/千克，第22株轉基因青蒿苗中青蒿素含量最多，為10mg/千克左右，大約是對照組的2倍。由圖可知，不同植株中青蒿素的含量不同，這可能是因為T-DNA整合到青蒿基因組的不同位置，使外源基因的選擇性表達的結果引起的。