Question

【题目】自然界中紫堇大多为单瓣花，偶见重瓣花。人们发现所有的重瓣花的紫堇都不育（雌、 雄蕊发育不完善）。为解决重瓣花紫堇的不育问题，科研人员利用基因工程技术将蓝色单瓣花的可育基因转入到重瓣花的植株中，即对重瓣花紫堇进行了改良，其基本流程如图。请分析回答下列问题：

（1）在构建重组质粒时，应选用___________两种限制酶对_____________进行切割，以保证重组DNA序列的唯一性。质粒在该项技术中作为运载体的原因是:能在宿主细胞内_________；具有_________，以便与外源基因连接等。

（2）将重组质粒导入紫堇茎尖细胞最常用的方法是___________，这种方法在操作时要注意将目的基因插入___________质粒的___________上，进而使目的基因能够在宿主细胞内稳定遗传和表达。

（3）将导入目的基因的紫堇茎尖细胞培养成完整植株，需要在培养基中添加适当比例的___________、________激素以促进细胞的增殖分化，该过程的理论依据是______________________。

（4）组织培养获得的转基因紫堇植株（核DNA中间插入一个W基因）进行自交，在子代含W基因的植株中，纯合子占__________________。继续筛选，最终选育出纯合重瓣花紫堇。

Answer 1

【答案】BamHⅠ和SmaⅠ 质粒和含蓝色单瓣花可育基因W的（目的基因）DNA片段 复制并稳定保存 多个限制酶切点 农杆菌转化法 Ti T-DNA 生长素 细胞分裂素 植物细胞具有全能性 1/3

【解析】

据图分析，该过程涉及基因工程和植物组织培养，包括获取目的基因（蓝色单瓣花的可育基因），基因表达载体的构建，用农杆菌转化法将目的基因导入重瓣花的植株茎尖细胞，再经诱导培养成转基因紫堇。

（1）含目的基因的DNA片段和质粒均含有EcoRⅠ、BamHⅠ和SmaⅠ三种限制酶的酶切位点，若使用限制酶EcoRⅠ会将目的基因切断，BamHⅠ和SmaⅠ位于目的基因的两侧，故构建重组质粒时，为了保证重组DNA序列的唯一性，应选用BamHⅠ和SmaⅠ两种限制酶对质粒和含蓝色单瓣花可育基因W的（目的基因）DNA片段进行切割。质粒能在宿主细胞内复制并稳定保存；具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接等特点，故选为基因工程中的运载体。

（2）将重组质粒导入植物体细胞的方法有农杆菌转化法、花粉管通道法、基因枪法，最常用的方法是农杆菌转化法，这种方法在操作时要注意将目的基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA上，进而使目的基因在细胞内稳定遗传和表达。

（3）将导入目的基因的紫堇茎尖细胞培养成完整植株，需要利用植物组织培养技术，植物组织培养的培养基中需添加适当比例的细胞分裂素和生长素以促进细胞的增殖分化，将茎尖细胞诱导发育成完整个体利用了植物细胞具有全能性的特点。

（4）转基因紫堇植株由于核DNA中间插入一个W基因，所以该转基因植株属于杂合子，相当于Ww(w表示未插入W基因)，故其自交后含W基因的植株中纯合子占1/3。