生長素IAA是植物生長和發(fā)育的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑，其人工合成類似物2，4-D能夠強(qiáng)烈誘導(dǎo)生長素信號反應(yīng)導(dǎo)致植物死亡，因此常被用作除草劑。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中除草劑的使用常引發(fā)雜草對除草劑的抗性，據(jù)調(diào)查目前已知有包括東方大蒜芥在內(nèi)的41種不同雜草已經(jīng)進(jìn)化出對除草劑的抗性。東方大蒜芥是一種農(nóng)田惡性雜草，科研人員通過基因擴(kuò)增測序的方式和轉(zhuǎn)基因技術(shù)探究了東方大蒜芥雜草種群中具有2，4-D抗性的機(jī)制，為培育抗除草劑作物提供了新的思路。
（1）研究者對具有2，4-D抗性（R）和2，4-D敏感（r）的東方大蒜芥植株進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組分析，比較兩種植株細(xì)胞中的

mRNA

mRNA

，結(jié)果顯示植株具有2，4-D抗性與SoIAA2基因片段缺失有關(guān)。為進(jìn)一步研究抗性植株中SoIAA2基因的缺失序列，研究者對抗性植株中的SoIAA2基因進(jìn)行擴(kuò)增后測序，體外擴(kuò)增時(shí)需在緩沖溶液中加入的物質(zhì)是

抗性植株中的SoIAA2基因、分別與兩條模板鏈結(jié)合的2種引物、4種脫氧核苷酸和耐高溫的DNA聚合酶

抗性植株中的SoIAA2基因、分別與兩條模板鏈結(jié)合的2種引物、4種脫氧核苷酸和耐高溫的DNA聚合酶

；合成的DNA新鏈的延伸溫度應(yīng)控制在

72℃

72℃

左右。擴(kuò)增產(chǎn)物電泳分離后才可放入測序儀中測序，電泳分離的原理是

DNA分子在一定pH下可帶上正電荷或負(fù)電荷，在電場作用下會向相反方向移動(dòng)，且不同DNA分子大小不同，在電場作用下遷移速率不同

DNA分子在一定pH下可帶上正電荷或負(fù)電荷，在電場作用下會向相反方向移動(dòng)，且不同DNA分子大小不同，在電場作用下遷移速率不同

。最終的結(jié)果顯示抗性植株中SoIAA2序列缺失了27bp（bp為堿基對）可表達(dá)為蛋白質(zhì)的片段，突變?yōu)镾oIAA2Δ27基因，導(dǎo)致編碼的蛋白質(zhì)缺失了

9

9

個(gè)氨基酸。
（2）已知擬南芥不具有2，4-D抗性，為進(jìn)一步檢測SoIAA2基因的缺失突變是否能賦予擬南芥2，4-D抗性，研究者構(gòu)建了分別以SoIAA2和

SoIAA2Δ27

SoIAA2Δ27

為目的基因的表達(dá)載體，通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法分別轉(zhuǎn)至擬南芥受精卵中。使用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法時(shí)目的基因必須插入

Ti質(zhì)粒的T-DNA

Ti質(zhì)粒的T-DNA

中才能保證其順利整合到擬南芥的染色體DNA上。分子水平上可通過

抗原—抗體雜交

抗原—抗體雜交

技術(shù)檢測目的基因是否翻譯成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。最終通過個(gè)體生物學(xué)水平上的對照檢測發(fā)現(xiàn)SoIAA2基因突變?yōu)镾oIAA2Δ27基因能夠賦予擬南芥2，4-D的抗性。