草甘膦是一種廣譜高效的滅生性除草劑,它通過(guò)與 EPSPS(葉綠體中的一種酶)結(jié)合,抑制EPSPS的作用,阻斷芳香族氨基酸的合成,從而引起細(xì)胞死亡。為了提高普通棉花對(duì)草甘膦的抗性,科學(xué)家通過(guò)轉(zhuǎn)基因的方法獲得轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花植株。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)方法一葉綠體基因工程:科學(xué)家通過(guò)轉(zhuǎn)基因的方法將某外源EPSPS基因轉(zhuǎn)入棉花植株的葉綠體中,使其產(chǎn)生更多的EPSPS,使得轉(zhuǎn)基因棉花對(duì)草甘膦的抗性可達(dá)5mmol/L(比野生型棉花高10倍)。體外擴(kuò)增EPSPS基因常采用PCR技術(shù),其原理是
DNA的復(fù)制
DNA的復(fù)制
。將外源基因?qū)肴~綠體需穿過(guò)葉綠體雙層
葉綠體雙層
膜(具體名稱(chēng)),科研人員為將EPSPS基因?qū)肴~綠體,利用壓縮氣體產(chǎn)生的動(dòng)力,將EPSPS基因包裹在鎢粉粒子表面成功打入葉綠體中。EPSPS基因?qū)氤晒?,是否賦予了棉花對(duì)草甘膦的預(yù)期抗性,還需要對(duì)轉(zhuǎn)基因棉花進(jìn)行的鑒定操作是用5mmol/L的草甘膦噴灑轉(zhuǎn)基因煙草植株檢測(cè)其抗性
用5mmol/L的草甘膦噴灑轉(zhuǎn)基因煙草植株檢測(cè)其抗性
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(2)方法二細(xì)胞核基因工程:獲取目的基因,將獲取的三個(gè)抗草甘膦基因G10插入質(zhì)粒,重組質(zhì)粒的部分結(jié)構(gòu)(箭頭表示轉(zhuǎn)錄方向)如圖所示。G10插入質(zhì)粒后,不能影響質(zhì)粒的復(fù)制
復(fù)制
。將消毒后的棉花胚與含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌在培養(yǎng)基上共培養(yǎng),目的是通過(guò)農(nóng)桿菌將目的基因?qū)朊藁?xì)胞
通過(guò)農(nóng)桿菌將目的基因?qū)朊藁?xì)胞
。將共同培養(yǎng)后的棉花胚轉(zhuǎn)入含有營(yíng)養(yǎng)物以及一定濃度的草甘膦、植物激素、抗生素
一定濃度的草甘膦、植物激素、抗生素
的培養(yǎng)基中脫菌、誘導(dǎo)培養(yǎng)和篩選,從而得到轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花植株。
(3)從生物安全角度分析,葉綠體基因工程與細(xì)胞核基因工程相比,安全性更高的原因是葉綠體基因組不會(huì)隨花粉擴(kuò)散,有效避免了基因污染
葉綠體基因組不會(huì)隨花粉擴(kuò)散,有效避免了基因污染
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