Question

【题目】马铃薯是一种分布广泛、适应性强、产量高、营养价值丰富的粮食和经济作物。培育脱毒和抗毒的马铃薯品种是解决马铃薯质量退化和产量下降的有效方法。

（1）马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，茎尖离体培养大致过程如图1所示，马铃薯茎尖外植体大小对苗的脱毒率和成活率的影响如图2所示。请回答问题：

①依图1分析，马铃薯脱毒苗培养依据的主要原理是________。将微茎尖接种在添加有______________等植物激素的培养基中，经过______________和_________完成组织培养过程，获得试管苗。对脱毒苗进行病毒检测时，可采用______________方法检测病毒的蛋白质，也可以采用______________________方法检测病毒的基因。

②由图2可知，茎尖越小，_______________，因此大小为________mm的茎尖外植体适宜马铃薯脱毒苗的培养。

（2）研究表明将感染马铃薯的病毒（遗传物质是DNA）的蛋白质外壳基因导入马铃薯体内可以获得抗病毒的植株。

①简述将马铃薯病毒的蛋白质外壳基因转入马铃薯基因组中，获得抗病毒马铃薯的基本过程。_______________________

②在个体水平鉴定马铃薯植株是否具有抗病毒特性的方法是____________________，观察其生长状况。

Answer 1

【答案】植物细胞的全能性 生长素和细胞分裂素 脱分化 再分化 抗原——抗体杂交 DNA分子杂交 脱毒率越高，成苗率越低 0.27 将马铃薯病毒的蛋白质外壳基因导入马铃薯细胞内一般采用农杆菌转化法，先将目的基因插入到农杆菌Ti质粒的T-DNA上，构建出表达载体后，将其导入马铃薯受体细胞，筛选出抗病毒马铃薯细胞后，再通过植物组织培养技术将马铃薯细胞培养出完整植株 将相应的马铃薯病毒接种到马铃薯植株上

【解析】

植物组织培养应用了细胞全能性的原理，过程：离体的植物组织、器官或细胞（外植体）愈伤组织胚状体→植株（新植体）。目的基因的检测与鉴定：（1）分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因：DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA：分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原——抗体杂交技术。（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

（1）①马铃薯脱毒苗培养依据的主要原理是植物细胞的全能性。植物组织培养的培养基中添加生长素和细胞分裂素，可诱导离体细胞经过脱分化和再分化完成组织培养过程，从而形成脱毒苗。为检测脱毒苗的质量，可采用抗原——抗体杂交的方法检测病毒的蛋白质，也可以采用DNA分子杂交的方法检测病毒的基因。

②由图2数据分析可知，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低。当茎尖外植体的大小为0.27mm时，脱毒率和成苗率均较高，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm。

（2）①将马铃薯病毒的蛋白质外壳基因导入马铃薯细胞内一般采用农杆菌转化法，该方法先将目的基因插入到农杆菌Ti质粒的T-DNA上，然后通过农杆菌的转化作用，使目的基因进入植物细胞并插入到植物细胞的染色体上。导入农杆菌时，首先要构建基因表达载体，需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶，还要用Ca2+处理土壤农杆菌，使之转变为感受态，然后将它们在缓冲液中混合培养以完成转化过程。构建出基因表达载体后，将其导入马铃薯受体细胞，筛选出成功转化的马铃薯细胞后，再通过植物组织培养技术将马铃薯细胞培养出完整植株。

②在个体生物学水平鉴定马铃薯植株是否具有抗病毒特性的方法是将相应的马铃薯病毒接种到马铃薯植株上，观察其生长状况。