题干
平沙绿僵菌是一种昆虫病原真菌,通过分生孢子侵染蚊子,对蚊子致死率高,但引诱能力弱。利用松树长叶烯合酶基因(Tps)改造平沙绿僵菌,增强其引诱能力,据此研发“诱杀一体”的灭蚊剂。回答下列问题。 注:质粒中限制酶切割位点间碱基对长度可忽略不计;kb:千碱基对。 (1)为提高Tps基因在平沙绿僵菌中的表达效率,重新设计了长叶烯合酶编码序列,该序列与天然基因序列存在较大差异,但编码的氨基酸序列不变,获取该目的基因的方法是________。 实验如上图,用限制酶EcoRV切割pPK2质粒,然后与Tps基因连接,用________(填“E.coli”或“T4”)DNA连接酶可获得更高的连接效率。 经卡那霉素筛选得到的农杆菌中,除含有目的基因的重组质粒外,还可能存在________。为鉴定重组质粒是否正确连接,利用限制酶切割并电泳检测,下列限制酶组合和片段大小,属于正确连接的是________和________。
- ABamHI/EcoRI、0.7kb+6.1kb
- BBamHI/EcoRI、1.1kb+5.7kb
- CHindIII/EcoRI、0.7kb+6.1kb
- DHindIII/EcoRI、1.1kb+5.7kb
答案
(1) (2)工程菌的引诱能力更强,蚊子访问次数更多、停留时间更长,附着的孢子量更多,孢子附着量决定蚊子死亡速度,因此致死速度更快,半数致死时间LT50缩短,第7天死亡率更高 (3)安全性
解析
农杆菌转化后,重组质粒上的T-DNA会转移并整合到平沙绿僵菌的________上。 为筛选工程化平沙绿僵菌,用PCR技术进行鉴定。Tps基因的转录模板链部分序列为:5′-ATGTCGTTCC…AATTGGCTCC-3′,下列引物对可用于扩增该片段的是________。 (2)研究人员比较了等量平沙绿僵菌和工程菌培养物对蚊子的诱杀效果,如下表。 注:感染率:感染孢子的蚊子比例;LT50(半数致死时间);导致50%蚊子死亡所需的平均时间。 已知孢子附着量决定蚊子死亡速度,结合表中数据解释工程菌培养物使蚊子的LT50显著缩短且第7天死亡率更高的原因是________。 (3)该工程菌制剂在推广前,需经过严格的________评价,符合标准后方可推广。 已知氨基酸序列,重新设计编码序列,目的基因通过人工合成法(化学合成法)获取。限制酶EcoRV切割产生平末端,T4 DNA连接酶可以连接平末端,连接效率高于EcolDNA连接酶,因此选T4DNA连接酶。卡那霉素筛选只能筛选出含有质粒的农杆菌,因此除重组质粒外,还可能存在未插入目的基因的pPK2空质粒。原质粒5.0kb,目的基因总长度0.7+1.1=1.8kb,重组质粒总长度为6.8kb。目的基因正向插入后:BamHI/EcoRI酶切得到0.7kb+6.1kb(6.8−0.7=6.1);HindIII/EcoRI酶切得到1.1kb+5.7kb(6.8−1.1=5.7),因此正确组合是A和D。农杆菌转化法中,T-DNA会转移并整合到受体真菌的染色体DNA上。PCR引物需要与DNA两端的3'端互补,子链的延伸方向为5'→3'。转录模板链为5′−ATGTCGTTCC…AATTGGCTCC−3′,左侧引物序列为5′−ATGTC…−3′,右侧引物与模板右侧的序列5′…GCTCC−3′反向互补,序列为5′−GGAGC…−3′,因此选B。 根据题干和表格数据,转入Tps基因后工程菌引诱能力增强,蚊子访问次数更多、停留时间更长,孢子附着量更高;而孢子附着量决定死亡速度,因此致死更快,LT50更短,最终第7天死亡率更高。 转基因工程菌推广前,需要进行严格的生物安全性评价,确认不会对生态、人体造成风险后才可推广。 组别 实验设计 实验结果 结果分析 ① 测定突变体和野生型玉米种子中的脱落酸含量 突变体脱落酸含量与野生型一致 突变体脱落酸受体功能正常 ② 测定突变体和野生型玉米种子中的脱落酸含量 突变体脱落酸含量低于野生型 突变体脱落酸受体功能异常 ③ 给突变体玉米果穗施加适宜浓度的脱落酸溶液 果穗上种子不发芽 突变体脱落酸受体功能正常 ④ 给突变体玉米果穗施加适宜浓度的脱落酸溶液 果穗上种子发芽 突变体脱落酸合成受抑制 相关指标 总枝条位置 叶片最大光合速率 (CO2μmol·m-2·s-1) 叶片呼吸速率 (CO2μmol·m-2·s-1) 相对碳成本 (%) 比叶面积 (m2·kg-1) 树冠顶部 11.9 1.8 15.6 9.8 树冠底部 9.5 1.1 15.2 13.5 组别 处理方法 T1 种植旱稻 T2 在旱稻田周围种植万寿菊 T3 对旱稻喷洒万寿菊提取物 T4 在旱稻田周围种植万寿菊且对旱稻喷洒万寿菊提取物 相关指标 培养物 访问次数 (次/小时) 停留时间 (分钟/小时) 2小时感染率 (%) LT50 (天) 第7天死亡率 (%) 平沙绿僵菌 0.9 1.1 100 5.84 62.4 工程菌 2.4 5.9 100 4.04 84.3