Question

【題目】環境雌激素( EEs)嚴重危害動物和人類的健康。幼年斑馬魚的卵黃蛋白原基因（Z基因）在正常情況下不表達，在EEs的誘導下可表達且表達水平和EEs的濃度呈正相關。為了簡便直觀地檢測水體環境中雌激素污染情況，研究人員培育了一種轉基因斑馬魚，部分過程如下。

請回答：

(1)啟動子的作用是 ____。為了獲得Z基因的啟動子，應從斑馬魚的____（填“基因組文庫”或“cDNA文庫”）中獲取。

(2)對Z基因啟動子進行擴增前，應設計合適的引物，使擴增后的DNA片段中含有位點____ ，以便Z基因啟動子能定向插入原始質粒的正確位置。

(3)獲得的重組質粒可通過顯微注射到斑馬魚 ___中。為鑒定是否成功導入，應選擇含有 ___（填“Z”或“EGFP”）基因的DNA片段作為探針進行檢測，理由是____。

(4)選取成功導入重組質粒的斑馬魚均分為兩組，分別在含EEs、不含EEs的環境培養。 一段時間后檢測相關基因的表達情況，結果如下。

培養條件	Z基因	EGFP基因
含EEs	+	+
不含EEs	-	-

注：“+”表示相關基因表達、“-”表示相關基因未表達

依據上述結果，說出利用轉基因斑馬魚簡便直觀地檢測水體環境中雌激素污染的原理。_____。

Answer 1

【答案】作為RNA聚合酶識別和結合的部位，驅動基因轉錄 基因組文庫 Hind III（或EcoR I） 和BamH I 的切割 受精卵 EGFP 導入前斑馬魚基因組已含Z基因，而EGFP基因為外源基因，導入成功的斑馬魚才含有EGFP基因 當水體環境中含有EEs時，Z基因的啟動子被激活，使EGFP基因表達出綠色熒光蛋白，且表達水平和EEs的濃度呈正相關。可以通過觀察轉基因斑馬魚的熒光強度判斷水體環境中雌激素污染的程度

【解析】

基因工程的操作步驟：獲取目的基因（基因文庫、PCR、人工合成）；構建基因表達載體（含標記基因、啟動子、終止子、目的基因、復制原點等）；把目的基因導入受體細胞（顯微注射法、農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法、鈣離子處理法）；目的基因的檢測和鑒定（分子水平和個體水平檢測，前者包括DNA分子雜交、分子雜交和抗原抗體雜交；后者如抗蟲抗病接種實驗）。

（1）啟動子作為RNA聚合酶識別和結合的部位，驅動基因。部分基因文庫不含啟動子，故應該從基因組文庫獲取Z基因的啟動子。

（2）由圖可知，Z基因啟動子插入部位之前有Hind III（或EcoR I）識別位點，之后有BamH I的識別位點，故要對Z基因啟動子進行擴增前，應設計合適的引物，使擴增后的DNA片段中含有位點Hind III（或EcoR I） 和BamH I 的切割，以便Z基因啟動子能定向插入原始質粒的正確位置。

（3）應該將重組質粒導入到動物細胞的受精卵中，故獲得的重組質粒可通過顯微注射到斑馬魚受精卵中。由于導入前斑馬魚基因組已含Z基因，而EGFP基因為外源基因，導入成功的斑馬魚才含有EGFP基因，故要鑒定是否成功導入，應選擇含有EGFP基因的DNA片段作為探針進行檢測，看是否有雜交帶出現。

（4）由實驗結果可知，環境中含EEs則Z基因和EGFP基因均表達；不含EEs，則Z基因和EGFP基因均不表達。當水體環境中含有EEs時，Z基因的啟動子被激活，使EGFP基因表達出綠色熒光蛋白，且表達水平和EEs的濃度呈正相關。可以通過觀察轉基因斑馬魚的熒光強度判斷水體環境中雌激素污染的程度。