Question

【题目】青蒿素是从青蒿植株的地上部分提取的一种含有过氧桥结构的倍半萜内酯，是目前最有效的治疗疟疾的药物。我国女科学家在青蒿素研究方面作出了突出贡献，因此获得了诺贝尔奖。由于人工合成青蒿素的难度大，工业上青蒿素一般从青蒿植株中提取，产量低，价格高。为了提高青蒿素的产量，科学家们利用农杆菌转化法感染青蒿叶片，获得了含DXR 基因的转基因青蒿植株中青蒿素的含量大大提高（所用农杆菌的 Ti 质粒结构及转基因青蒿的大致流程如图）。请回答下列问题：

（1）对 DXR 基因进行 PCR 扩增需要经历变性、退火、延伸三个阶段，其中延伸阶段需要加热至 70～75℃，该温度是____________酶的适宜温度。除了该酶外，PCR 扩增还需要的条件有模板 DNA 、_________和 dNTP（N 代表 A、T、G、C）等。

（2）如果用青蒿某个时期的 mRNA 经过反转录产生双链 cDNA 片段，用该双链 cDNA进行 PCR 扩增后与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫做青蒿的____________________。

（3）Ti 质粒上的四环素抗性基因(TetR)的作用是__________________________。由于图中①过程的产物中不仅有重组 Ti 质粒，还混有其他 DNA。因此②过程产生的农杆菌还需要利用含有四环素的培养基进行初步筛选，该培养基上长出菌落可能是导入了重组Ti 质粒的农杆菌，也可能是____________________的农杆菌。

（4）DXR 基因成功导入青蒿组织细胞后，通过____________________技术培育出转基因青蒿幼苗。DXR 基因在青蒿组织得以稳定遗传和表达的关键是___

Answer 1

【答案】热稳定DNA聚合酶(或Taq或耐高温的DNA聚合酶） （特定）引物 cDNA文库（或部分基因文库） 作为标记基因，将含有重组质粒的农杆菌筛选出来(或鉴别和筛选含有目的基因的农杆菌细胞） 导入了（普通）Ti质粒 植物组织培养 棉花的染色体DNA上是否插入了DXR（目的）基因（或DXR基因整合到棉花的染色体DNA上）

【解析】

分析图解：①过程是目的基因（DXR基因）与运载体（Ti质粒）结合，②过程是重组的Ti质粒导入土壤农杆菌中，③过程是土壤农杆菌感染青蒿体细胞，④过程是植物组织培养得到转基因青蒿植株。

（1）延伸阶段指的是脱氧核苷酸聚合形成核苷酸链的过程，需要具有热稳定性的DNA聚合酶，所以加热至70～75℃就是为了达到DNA聚合酶的最适温度。除了该DNA聚合酶外，PCR扩增还需要的条件有模板DNA、特定引物和dNTP。

（2）将目的基因储存在受体菌群中，这个受体菌群叫基因文库，由于目的基因的反转录得到的cDNA，所以又叫cDNA基因文库或者部分基因文库。

（3）Ti质粒上的四环素抗性基因(TetR)是一种标记基因，其作用是鉴别和筛选含有目的基因的农杆菌细胞。由于有的Ti质粒没有与目的基因连接，所以在重组Ti质粒导入到土壤农杆菌的过程中，可能有部分农杆菌中导入的不是重组Ti质粒，而是普通Ti质粒。

（4）DXR基因成功导入青蒿组织细胞后，通过植物组织培养技术培育出转基因青蒿幼苗。DXR基因在青蒿组织得以稳定遗传和表达的关键是棉花的染色体DNA上是否插入了DXR（目的）基因。