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  • 所属章节:第2节 基因工程的基本操作程序

  • 【简答题】土壤盐碱化问题已经成为全球性难题,培育耐盐碱农作物是解决人类粮食安全和农业发展的重要途径。

    (1)为研究高粱盐碱响应通路中相关基因AT1的作用,研究人员构建过表达植株(AT1-OE)。以高粱cDNA为模板,利用_____方法获取目的基因。如图1,选取最佳限制酶_____处理目的基因和质粒,构建重组质粒并转入农杆菌。
    (2)将转化成功的农杆菌与高粱愈伤组织共培养,为筛选出T-DNA成功转入的愈伤组织,培养基中需加入_____,原因是_____。获得所需愈伤组织后,经_____发育成完整植株。同时构建基因敲除植株(AT1-KO)。
    (3)检测植株在高碱土壤中的幼苗长势和作物产量,结果发现:相比野生型植株,AT1-KO植株_____,AT1-OE植株表型相反,说明AT1在高粱碱胁迫的响应过程中起负调控作用。
    (4)高碱条件下,植物细胞内H2O2含量升高,推测AT1可能与运输H2O2的通道蛋白PIP2有相互作用。利用免疫共沉淀方法进行研究,实验原理如图2,若靶蛋白A和待测蛋白B有相互作用,用磁珠偶联抗A抗体使A沉淀,则B也会被沉淀下来。利用抗GFP抗体与磁珠偶联,对实验组和对照组总蛋白进行免疫共沉淀,实验结果如图3。

    ①检测总蛋白的目的是_____
    ②通过条带_____可以判断,AT1与PIP2有相互作用。若想进一步验证该相互作用,可用_____抗体与新磁珠偶联再次进行实验。
    (5)细胞内过量的H2O2积累会导致氧化应激,从而导致植物细胞死亡,降低植物存活率。研究显示PIP2磷酸化能够促进H2O2外排。综合上述信息,解释敲除AT1基因能显著提高植株耐盐碱性的原因_____

    【答案】:(1) PCR   BamH I和EcoR I
    (2)潮霉素     T-DNA区段含有潮霉素抗性基因,可作为标记基因进行筛选    再分化
    (3)幼苗长势好、作物产量高
    (4)保免疫共沉淀前的样品中有靶蛋白A和待测蛋白B   3     抗PIP2
    (5)高碱环境中AT1与PIP2相互作用抑制其磷酸化,从而抑制H2O2外排,导致植物细胞死亡;敲除AT1基因后,PIP2磷酸化上
    升,促进H2O2外排,作物存活率提高