花青素是一類水溶性色素,其在花瓣中含量的增高或降低都可能改變花的顏色。在野生紫色矮牽牛中花青素的合成過程受查爾酮合酶(CHSA)催化,科研人員用基因工程技術(shù)研究了查爾酮合酶基因(chsA基因)轉(zhuǎn)入野生紫色矮牽牛后對花色的影響。
(1)利用chsA基因與載體質(zhì)粒(含T-DNA)構(gòu)建重組質(zhì)粒。
①將重組質(zhì)粒先轉(zhuǎn)入 農(nóng)桿菌農(nóng)桿菌細(xì)胞中,用此細(xì)胞侵染葉片細(xì)胞,培養(yǎng)誘導(dǎo)成為愈傷組織,進(jìn)而獲得轉(zhuǎn)基因矮牽牛植株。
②重組質(zhì)粒中T-DNA所含序列如圖1所示。NptⅡ基因表達(dá)的蛋白,可以將ATP中的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到物質(zhì)K上。
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在①過程獲得的愈傷組織細(xì)胞提取液中,加入物質(zhì)K和用32P標(biāo)記的 ATPATP,檢測生成物,用于判斷 T-DNA是否導(dǎo)入愈傷組織細(xì)胞中T-DNA是否導(dǎo)入愈傷組織細(xì)胞中。
(2)野生紫色矮牽牛自身chaA基因只在花冠組織中表達(dá),花苞時、開花后均表達(dá)。轉(zhuǎn)基因矮牽牛的花色為白色。
①uidA表達(dá)產(chǎn)物可以使物質(zhì)X呈現(xiàn)藍(lán)色,進(jìn)而使植物組織或器官呈現(xiàn)藍(lán)色。開花前檢測用物質(zhì)X處理的轉(zhuǎn)基因矮牽?;ò?、葉等組織,均呈現(xiàn)藍(lán)色。制備轉(zhuǎn)基因矮牽牛時,轉(zhuǎn)入chsA-uidA融合基因,并非只轉(zhuǎn)入chsA基因,目的是 用uidA表達(dá)產(chǎn)物顯示轉(zhuǎn)入的chsA基因的表達(dá)位置(組織或器官)和時間用uidA表達(dá)產(chǎn)物顯示轉(zhuǎn)入的chsA基因的表達(dá)位置(組織或器官)和時間。
②檢測野生紫色矮牽牛和轉(zhuǎn)基因矮牽牛的不同組織chaA基因的mRNA含量,結(jié)果如圖2。
由實驗結(jié)果推測,轉(zhuǎn)基因矮牽牛中,其自身chsA基因與轉(zhuǎn)入的chsA基因的表達(dá)時間及功能關(guān)系是 自身chsA基因只在花苞的花冠組織中表達(dá);花開放前,轉(zhuǎn)入的chsA基因在所有植物組織(花冠、葉)中均表達(dá)。開花后,自身chsA基因與轉(zhuǎn)入的chsA基因彼此抑制表達(dá)自身chsA基因只在花苞的花冠組織中表達(dá);花開放前,轉(zhuǎn)入的chsA基因在所有植物組織(花冠、葉)中均表達(dá)。開花后,自身chsA基因與轉(zhuǎn)入的chsA基因彼此抑制表達(dá)。
(3)結(jié)合文中信息,解釋轉(zhuǎn)基因矮牽牛出現(xiàn)白花的原因。 因自身chsA基因與轉(zhuǎn)入的chsA基因彼此抑制表達(dá),使得查爾酮合酶不合成或合成量極少,在花苞時難以催化花青素的合成(或花青素合成極少),導(dǎo)致白花因自身chsA基因與轉(zhuǎn)入的chsA基因彼此抑制表達(dá),使得查爾酮合酶不合成或合成量極少,在花苞時難以催化花青素的合成(或花青素合成極少),導(dǎo)致白花。
【答案】農(nóng)桿菌;ATP;T-DNA是否導(dǎo)入愈傷組織細(xì)胞中;用uidA表達(dá)產(chǎn)物顯示轉(zhuǎn)入的chsA基因的表達(dá)位置(組織或器官)和時間;自身chsA基因只在花苞的花冠組織中表達(dá);花開放前,轉(zhuǎn)入的chsA基因在所有植物組織(花冠、葉)中均表達(dá)。開花后,自身chsA基因與轉(zhuǎn)入的chsA基因彼此抑制表達(dá);因自身chsA基因與轉(zhuǎn)入的chsA基因彼此抑制表達(dá),使得查爾酮合酶不合成或合成量極少,在花苞時難以催化花青素的合成(或花青素合成極少),導(dǎo)致白花
【解答】
【點評】
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