Question

【題目】植物淀粉可分為直鏈淀粉和支鏈淀粉兩種，支鏈淀粉占貯存淀粉的70%-80%，是決定植物果實或種子品質的關鍵成分。玉米包含SBEⅠ、SBEⅡb和SBEⅡa三種淀粉分支酶，前兩者主要存在于胚乳中，SBEⅡa主要存在于葉片中，它們共同參與支鏈淀粉的合成。育種人員計劃提取相關基因構建表達載體，用于改良馬鈴薯性狀。

（1）育種人員以中糯1號為材料，從玉米籽粒胚乳細胞中提取________作為模板，經逆轉錄獲得cDNA。

（2）以cDNA為模板進行PCR擴增以獲取相應基因，該過程需向反應體系中添加的物質包括________（列舉3種）。

（3）經篩選及測序，育種人員最終選定長度為2719bp的SBEⅡb基因為目的基因，與載體經________酶處理，重組后構建表達載體，導入大腸桿菌構建文庫。為檢測導入效果，選取8個單菌落做PCR擴增，結果如圖。據此判斷，泳道________對應菌落為成功導入菌落。

將篩選出菌落擴大培養后提取質粒進行酶切實驗，得到如圖所示結果，該結果可進一步證明上述結論。理由是________。

（4）GUS基因在組織細胞表達后，特定條件下可表現藍色，育種人員將該基因與目的基因融合并導入馬鈴薯受體細胞。若轉基因馬鈴薯幼苗呈現藍色，說明________。

（5）為避免外源基因在自然界中擴散，造成基因污染，請提出一項合理化建議________。

Answer 1

【答案】總RNA（RNA、mRNA） 模板、引物、耐高溫的DNA聚合酶（Taq酶）、脫氧核苷酸 限制酶和DNA連接酶 2，4 菌落質粒酶切產物既包含質粒，同時也包含長度接近3000的目的基因序列 目的基因（淀粉分支酶SBEⅡb基因）已成功導入（馬鈴薯細胞）并表達 目的基因導入葉綠體DNA；將目的基因與花粉致死（敗育）基因緊密連鎖同時導入受體

【解析】

基因工程主要包括四個步驟：目的基因的獲取、基因表達載體的構建、將目的基因導入受體細胞、目的基因的檢測與鑒定，基因文庫包括基因組文庫和cDNA文庫。

（1）提取胚乳細胞中的mRNA作為模板，才可以逆轉錄獲得cDNA；

（2）PCR技術是在生物體外復制特定DNA片段的核酸合成技術，需要模板、引物、耐高溫的DNA聚合酶（Taq酶）、4種脫氧核苷酸；

（3）目的基因與載體需用同種限制酶剪切，才會出現相同的末端，目的基因與載體結合后，需用DNA連接酶處理，使末端重新形成磷酸二酯鍵，在電泳圖中，與M泳道相比，泳道2、4基因長度接近3000bp，與目的基因2719bp長度相當，根據提取的質粒進行酶切實驗得到結果可知，1泳道結果顯示只有質粒，2、3泳道結果顯示質粒酶切產物既包含質粒，同時也包含長度接近3000的目的基因序列；

（4）GUS基因在組織細胞表達后，特定條件下可表現藍色，利用這個特性，可讓GUS基因作為標記基因與目的基因一起構建載體導入受體細胞，可作為目的基因檢測與鑒定的指標，若轉基因馬鈴薯幼苗呈現藍色，說明目的基因（淀粉分支酶SBEⅡb基因）已成功導入（馬鈴薯細胞）并表達；

（5）避免外源基因在自然界中擴散，造成基因污染，可以目的基因導入葉綠體DNA，形成的花粉不含葉綠體，不會造成擴散；將目的基因與花粉致死（敗育）基因緊密連鎖同時導入受體，花粉致死就不會造成擴散。