Question

【题目】植物淀粉可分为直链淀粉和支链淀粉两种，支链淀粉占贮存淀粉的70%-80%，是决定植物果实或种子品质的关键成分。玉米包含SBEⅠ、SBEⅡb和SBEⅡa三种淀粉分支酶，前两者主要存在于胚乳中，SBEⅡa主要存在于叶片中，它们共同参与支链淀粉的合成。育种人员计划提取相关基因构建表达载体，用于改良马铃薯性状。

（1）育种人员以中糯1号为材料，从玉米籽粒胚乳细胞中提取________作为模板，经逆转录获得cDNA。

（2）以cDNA为模板进行PCR扩增以获取相应基因，该过程需向反应体系中添加的物质包括________（列举3种）。

（3）经筛选及测序，育种人员最终选定长度为2719bp的SBEⅡb基因为目的基因，与载体经________酶处理，重组后构建表达载体，导入大肠杆菌构建文库。为检测导入效果，选取8个单菌落做PCR扩增，结果如图。据此判断，泳道________对应菌落为成功导入菌落。

将筛选出菌落扩大培养后提取质粒进行酶切实验，得到如图所示结果，该结果可进一步证明上述结论。理由是________。

（4）GUS基因在组织细胞表达后，特定条件下可表现蓝色，育种人员将该基因与目的基因融合并导入马铃薯受体细胞。若转基因马铃薯幼苗呈现蓝色，说明________。

（5）为避免外源基因在自然界中扩散，造成基因污染，请提出一项合理化建议________。

Answer 1

【答案】总RNA（RNA、mRNA） 模板、引物、耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）、脱氧核苷酸 限制酶和DNA连接酶 2，4 菌落质粒酶切产物既包含质粒，同时也包含长度接近3000的目的基因序列 目的基因（淀粉分支酶SBEⅡb基因）已成功导入（马铃薯细胞）并表达 目的基因导入叶绿体DNA；将目的基因与花粉致死（败育）基因紧密连锁同时导入受体

【解析】

基因工程主要包括四个步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定，基因文库包括基因组文库和cDNA文库。

（1）提取胚乳细胞中的mRNA作为模板，才可以逆转录获得cDNA；

（2）PCR技术是在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术，需要模板、引物、耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）、4种脱氧核苷酸；

（3）目的基因与载体需用同种限制酶剪切，才会出现相同的末端，目的基因与载体结合后，需用DNA连接酶处理，使末端重新形成磷酸二酯键，在电泳图中，与M泳道相比，泳道2、4基因长度接近3000bp，与目的基因2719bp长度相当，根据提取的质粒进行酶切实验得到结果可知，1泳道结果显示只有质粒，2、3泳道结果显示质粒酶切产物既包含质粒，同时也包含长度接近3000的目的基因序列；

（4）GUS基因在组织细胞表达后，特定条件下可表现蓝色，利用这个特性，可让GUS基因作为标记基因与目的基因一起构建载体导入受体细胞，可作为目的基因检测与鉴定的指标，若转基因马铃薯幼苗呈现蓝色，说明目的基因（淀粉分支酶SBEⅡb基因）已成功导入（马铃薯细胞）并表达；

（5）避免外源基因在自然界中扩散，造成基因污染，可以目的基因导入叶绿体DNA，形成的花粉不含叶绿体，不会造成扩散；将目的基因与花粉致死（败育）基因紧密连锁同时导入受体，花粉致死就不会造成扩散。