四尾柵藻具有環(huán)境適應能力強和生長速度快等優(yōu)點,如果能將其進行品種改良,提高含油量,有望解決微藻生物柴油產(chǎn)業(yè)化進程的瓶頸。研究人員利用基因工程技術(shù)將油料作物紫蘇DGAT1基因?qū)胨奈矕旁?,獲得轉(zhuǎn)基因的產(chǎn)油微藻,利用地熱廢水培養(yǎng),不僅能生產(chǎn)生物柴油,還能治理地熱廢水。操作過程如下圖,請回答下列問題:
注:LacZ基因編碼產(chǎn)生的酶可以分解物質(zhì)X-gal,從而使菌落顯現(xiàn)出藍色。若無該基因或該基因被破壞,則菌落呈白色。
(1)將質(zhì)粒pMD19-DGAT1導入大腸桿菌前,通常先用Ca2+處理大腸桿菌,使細胞處于一種
能吸收周圍環(huán)境中DNA分子
能吸收周圍環(huán)境中DNA分子
的生理狀態(tài)。
(2)圖中接種大腸桿菌的培養(yǎng)基pH一般為 中性或弱堿性
中性或弱堿性
。為了便于重組質(zhì)粒的篩選,該選擇培養(yǎng)基中應添加 氨芐青霉素和X-gal
氨芐青霉素和X-gal
。導入 沒有連接目的基因的質(zhì)粒(或空質(zhì)粒;或pMD19質(zhì)粒)
沒有連接目的基因的質(zhì)粒(或空質(zhì)粒;或pMD19質(zhì)粒)
的大腸桿菌菌落成藍色,導入 重組質(zhì)粒(或pMD19-DGAT1質(zhì)粒)
重組質(zhì)粒(或pMD19-DGAT1質(zhì)粒)
的大腸桿菌菌落成白色。
(3)由上圖推測,用 BamHⅠ
BamHⅠ
和 XbaⅠ
XbaⅠ
酶切割pMD19-DGAT1獲得 DGAT1基因,并與酶切后的載體pBI121連接再次構(gòu)建基因表達載體,用這兩種酶切割的目的是 保證其準確插入質(zhì)粒并防止其出現(xiàn)自身環(huán)化等問題(或防止反向連接和自身環(huán)化)
保證其準確插入質(zhì)粒并防止其出現(xiàn)自身環(huán)化等問題(或防止反向連接和自身環(huán)化)
。
(4)為檢測轉(zhuǎn)基因四尾柵藻對地熱廢水的去污能力,研究人員設計實驗并得到相應實驗結(jié)果如表。
指標 |
總氮(mg/L) |
總磷(mg/L) |
氟化物(mg/L) |
廢水培養(yǎng)基 |
23.2 |
4.32 |
4.56 |
培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因四尾柵藻11天后 |
1.9 |
0.45 |
0.84 |
該實驗不能說明轉(zhuǎn)DGAT1基因顯著提高了四尾柵藻的去污能力。請進一步完善實驗設計
應添加對照組:廢水培養(yǎng)非轉(zhuǎn)基因四尾柵藻11天后,檢測總氮、總磷和氟化物的含量
應添加對照組:廢水培養(yǎng)非轉(zhuǎn)基因四尾柵藻11天后,檢測總氮、總磷和氟化物的含量
。