某研究機(jī)構(gòu)通過研究發(fā)現(xiàn),植物害蟲煙粉虱通過水平基因轉(zhuǎn)移過程獲取所捕食植物中的遺傳物質(zhì),比如可將番茄的酚糖?;D(zhuǎn)移酶基因(BtPMaT1)整合到了自己的基因組后,BtPMaT1表達(dá)出的酚糖?;D(zhuǎn)移酶使煙粉虱將攝入的酚糖(番茄的次生代謝產(chǎn)物)分解,避免煙粉虱中毒死亡??蒲腥藛T利用細(xì)胞中dsRNA調(diào)控?zé)煼凼瑽tPMaT1表達(dá)的相關(guān)作用機(jī)制,如圖1所示。培育了一種轉(zhuǎn)基因番茄,該種番茄中轉(zhuǎn)入能表達(dá)雙鏈RNA的煙粉虱BtPMaT1基因,培育過程如圖2所示。該種轉(zhuǎn)基因番茄可以有效控制存在BtPMaT1基因煙粉虱的數(shù)量。回答下列問題:
(1)煙粉虱通過BtPMaT1水平基因轉(zhuǎn)移而獲得的中和酚糖新性狀的來源屬于
基因重組
基因重組
。除此以外,研究發(fā)現(xiàn)一些位于質(zhì)粒、噬菌體等結(jié)構(gòu)的基因可通過水平基因轉(zhuǎn)移擴(kuò)散到其他物種中并表達(dá),水平基因轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)表達(dá)的基礎(chǔ)是 基因的表達(dá)遵循中心法則,不同種生物共用一套遺傳密碼
基因的表達(dá)遵循中心法則,不同種生物共用一套遺傳密碼
。
(2)dsRNA可以防治煙粉虱的原因是 dsRNA可以特異性沉默BtPMaT1基因使煙粉虱對(duì)酚糖植物次生代謝產(chǎn)物更加敏感,同時(shí),轉(zhuǎn)基因植物表達(dá)dsRNA能夠特異性沉默煙粉虱BtPMaT1基因,煙粉虱對(duì)番茄中的酚糖解毒能力下降,并導(dǎo)致煙粉虱的死亡
dsRNA可以特異性沉默BtPMaT1基因使煙粉虱對(duì)酚糖植物次生代謝產(chǎn)物更加敏感,同時(shí),轉(zhuǎn)基因植物表達(dá)dsRNA能夠特異性沉默煙粉虱BtPMaT1基因,煙粉虱對(duì)番茄中的酚糖解毒能力下降,并導(dǎo)致煙粉虱的死亡
,該種防治對(duì)于生態(tài)環(huán)境相對(duì)友好,理由是 dsRNA可與BtPMaT1mRNA結(jié)合,導(dǎo)致煙粉虱無法表達(dá)酚糖?;D(zhuǎn)移酶,使煙粉虱對(duì)番茄中酚糖解毒能力下降,并導(dǎo)致煙粉虱死亡
dsRNA可與BtPMaT1mRNA結(jié)合,導(dǎo)致煙粉虱無法表達(dá)酚糖?;D(zhuǎn)移酶,使煙粉虱對(duì)番茄中酚糖解毒能力下降,并導(dǎo)致煙粉虱死亡
。
(3)在利用轉(zhuǎn)基因番茄再次驗(yàn)證煙粉虱BtPMaT1基因的功能過程中,科研人員根據(jù)與Bt-PMaT1基因的mRNA互補(bǔ)的非編碼RNA設(shè)計(jì)上游引物為5'CCCTCGAGTCTGCAGA-CATGGAGACGAC3',下游引物為5'GAAGATCTTACAGCCAAACACGCAGTTC3'。供選擇的限制酶共四種,如表所示。
BamHⅠ |
?BglⅡ |
?XhoⅠ |
?SalⅠ |
?5'G↓GATCC3' |
?5'A↓GATCT3' |
?5'G↓TCGAG3' |
?5'G↓TCGAC3' |
應(yīng)選擇
XhoⅠ和BglⅡ
XhoⅠ和BglⅡ
酶切割PCR產(chǎn)物和載體,構(gòu)建基因表達(dá)載體。選用雙酶切法切割目的基因和載體的原因是
用2種限制酶分別切割目的基因和質(zhì)粒,可以較好地實(shí)現(xiàn)兩者的定向連接。解決自身環(huán)化、反向連接以及一定程度的任意連接等問題
用2種限制酶分別切割目的基因和質(zhì)粒,可以較好地實(shí)現(xiàn)兩者的定向連接。解決自身環(huán)化、反向連接以及一定程度的任意連接等問題
。
(4)為確定轉(zhuǎn)基因番茄防治煙粉虱的效果,科研人員進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中首先檢測(cè)了BtPMaT1基因的表達(dá)水平,其目的是
確定BtPMaT1基因表達(dá)量降低,進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)或確定酚糖酰基轉(zhuǎn)移酶量降低
確定BtPMaT1基因表達(dá)量降低,進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)或確定酚糖?;D(zhuǎn)移酶量降低
。然后將BtPMaT1基因干擾成功的煙粉虱接種到番茄葉片上,統(tǒng)計(jì)煙粉虱的成活率。