番木瓜極易受環(huán)斑病毒(PRSV,單鏈RNA病毒)侵襲。上世紀(jì)番木瓜環(huán)斑病在我國(guó)爆發(fā),導(dǎo)致番木瓜嚴(yán)重減產(chǎn)。2006年,轉(zhuǎn)基因番木瓜獲得農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的安全證書,這是我國(guó)第一例獲準(zhǔn)進(jìn)行商品化種植的轉(zhuǎn)基因果樹。
(1)最初的轉(zhuǎn)基因番木瓜品種“Rainbow”是以PRSV的衣殼蛋白(CP)基因作為目的基因。通過 逆轉(zhuǎn)錄和PCR/RTPCR/逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄和PCR/RTPCR/逆轉(zhuǎn)錄過程從PRSV基因組中獲取CP基因,經(jīng)限制酶和 DNA連接DNA連接酶處理,構(gòu)建基因表達(dá)載體,用 花粉管通道/農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化/基因槍花粉管通道/農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化/基因槍法導(dǎo)入番木瓜愈傷組織中,培養(yǎng)獲得轉(zhuǎn)基因番木瓜植株。
(2)病毒自身基因作為番木瓜抗性基因的機(jī)理源于一種名為RNAi的基因沉默機(jī)制(圖1)。轉(zhuǎn)入番木瓜細(xì)胞內(nèi)的CP基因轉(zhuǎn)錄出CP mRNA。PRSV侵染番木瓜后,病毒RNA會(huì)與CP mRNA通過 堿基互補(bǔ)配對(duì)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則結(jié)合形成雙鏈RNA。D酶與該雙鏈RNA結(jié)合,經(jīng)復(fù)雜過程形成RISC復(fù)合物,最終阻礙病毒RNA在宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行 RNA復(fù)制和指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成RNA復(fù)制和指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成,進(jìn)而抑制病毒增殖,體現(xiàn)抗病性。
(3)“Rainbow”對(duì)夏威夷的PRSV(HA株系)具有良好的抗性,但對(duì)我國(guó)的PRSV(YS等株系)抗性不強(qiáng)。中國(guó)科學(xué)家以PRSV的RNA復(fù)制酶基因(RP)為目的基因,成功培育出具有廣譜抗性的“華農(nóng)1號(hào)”抗病毒番木瓜新品種。請(qǐng)推測(cè)“Rainbow”對(duì)我國(guó)PRSV抗性不強(qiáng)而“華農(nóng)1號(hào)”具有廣譜抗性的原因 不同株系間CP基因序列差異較大導(dǎo)致Rainbow對(duì)我國(guó)PRSV抗性不強(qiáng)。PSRV的RP基因序列可能比CP基因更加保守(不同株系的RP基因序列相同),作為目的基因?qū)敕竟虾?,具有廣泛的病毒株系抗性不同株系間CP基因序列差異較大導(dǎo)致Rainbow對(duì)我國(guó)PRSV抗性不強(qiáng)。PSRV的RP基因序列可能比CP基因更加保守(不同株系的RP基因序列相同),作為目的基因?qū)敕竟虾螅哂袕V泛的病毒株系抗性。
(4)上述轉(zhuǎn)基因番木瓜對(duì)PRSV的抗性僅有20%。為使番木瓜具有更高效的抗PRSV能力,我國(guó)科研人員設(shè)計(jì)引物向RP基因兩端引入兩個(gè)酶切位點(diǎn),并和中間載體1連接構(gòu)建中間載體2,利用同樣的方法構(gòu)建出中間載體3(圖2)。最后用限制酶將融合基因從中間載體3上切下,構(gòu)建表達(dá)載體,導(dǎo)入番木瓜中。
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請(qǐng)?jiān)趫D2的①、②、③處寫出恰當(dāng)?shù)南拗泼?BglⅡ、SalⅠ、BamHⅠBglⅡ、SalⅠ、BamHⅠ。結(jié)合圖1、圖2闡述利用該過程構(gòu)建的轉(zhuǎn)基因番木瓜比直接導(dǎo)入RP基因的轉(zhuǎn)基因番木瓜抗病毒效果更好的機(jī)理 融合基因中兩段RP基因轉(zhuǎn)錄出的RNA互補(bǔ)配對(duì),mRNA內(nèi)部形成雙鏈結(jié)構(gòu),誘導(dǎo)RNA沉默機(jī)制啟動(dòng)(融合基因中正向連接的RP基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA和反向連接的RP基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA互補(bǔ)配對(duì),形成雙鏈結(jié)構(gòu),誘導(dǎo)RNA沉默機(jī)制啟動(dòng))融合基因中兩段RP基因轉(zhuǎn)錄出的RNA互補(bǔ)配對(duì),mRNA內(nèi)部形成雙鏈結(jié)構(gòu),誘導(dǎo)RNA沉默機(jī)制啟動(dòng)(融合基因中正向連接的RP基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA和反向連接的RP基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA互補(bǔ)配對(duì),形成雙鏈結(jié)構(gòu),誘導(dǎo)RNA沉默機(jī)制啟動(dòng))。
【考點(diǎn)】基因工程的操作過程綜合.
【答案】逆轉(zhuǎn)錄和PCR/RTPCR/逆轉(zhuǎn)錄;DNA連接;花粉管通道/農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化/基因槍;堿基互補(bǔ)配對(duì);RNA復(fù)制和指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成;不同株系間CP基因序列差異較大導(dǎo)致Rainbow對(duì)我國(guó)PRSV抗性不強(qiáng)。PSRV的RP基因序列可能比CP基因更加保守(不同株系的RP基因序列相同),作為目的基因?qū)敕竟虾?,具有廣泛的病毒株系抗性;BglⅡ、SalⅠ、BamHⅠ;融合基因中兩段RP基因轉(zhuǎn)錄出的RNA互補(bǔ)配對(duì),mRNA內(nèi)部形成雙鏈結(jié)構(gòu),誘導(dǎo)RNA沉默機(jī)制啟動(dòng)(融合基因中正向連接的RP基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA和反向連接的RP基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA互補(bǔ)配對(duì),形成雙鏈結(jié)構(gòu),誘導(dǎo)RNA沉默機(jī)制啟動(dòng))
【解答】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:24引用:2難度:0.6
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