Question

【題目】科學家利用轉基因技術培育了OsPHDI（水稻內原本也存在該基因>過量表達的水稻植株，以提高水稻的抗逆性（如抗干旱、抗高鹽）。回答下列問題：

（l）為了驗證OsPHDI基因的表達是否受逆境誘導，實驗組需要給兩葉期水稻設置_______條件，實驗結果顯示_______，說明OsPHDI基因的表達受逆境誘導。

（2）為了培育OsPHDI基因過量表達植株進行如下操作：

①利用PCR技術擴增獲得大量OsPHDI基因，該操作的前提是_______。

②將OsPHDI基因與含有GFP（綠色熒光蛋白基因）的載體結合，此處GFP的作用是_______。

③常用_______法將表達載體導入水稻細胞；若受體細胞中出現綠色熒光，能否說明OsPHDI基因已成功導入受體細胞，并說出理由______________。

④最后利用_______技術培育出完整的抗逆性植株，該技術利用的生物學原理是______________

Answer 1

【答案】干旱，高鹽（逆境） 實驗組（逆境）植株OsPHDl基因的表達量高于對照（適宜條件）組 （需要一段已知OsPHDl基因的核苷酸序列以便）合成引物 作為標記基因（檢測目的基因是否導人受體細胞） 農桿菌轉化 不能，有可能導入了不含OsPHDl基因的GFP載體 植物組織培養 植物體細胞具有全能性

【解析】

1、基因工程技術的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。
（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。
（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法。
（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。
2、利用PCR技術擴增目的基因（適用于目的基因的核苷酸序列已知的情況）
①概念：PCR全稱為聚合酶鏈式反應，是一項在生物體外復制特定DNA的核酸合成技術。
②原理：DNA復制
③條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩定DNA聚合酶（Taq酶）。

（l）通過個體水平上驗證OsPHDI基因的表達是否受逆境誘導，實驗組需要給兩葉期水稻設置干旱，高鹽（逆境）條件，如果實驗組（逆境）植株OsPHDl基因的表達量高于對照（適宜條件）組，說明OsPHDI基因的表達受逆境誘導。

（2）①利用PCR技術擴增獲得大量目的基因，需要加入相應的引物，故利用PCR技術擴增獲得大量OsPHDI基因，該操作的前提是合成引物。

②GFP（綠色熒光蛋白基因）的作用是作為標記基因，便于后期的篩選。

③表達載體導入植物細胞，常用農桿菌轉化法；若受體細胞中出現綠色熒光，不能說明OsPHDI基因已成功導入受體細胞，因為有可能導入了不含OsPHDl基因的GFP載體。

④植物組織培養的生物學原理是植物體細胞具有全能性。故可通過植物組織培養技術培育出完整的抗逆性植株。