DNA介导转化，将一段带有报告基因的DNA序列整合

作者：张馨予

题型：探究题题类：期末考试难易度：一般

新

T-DNA插人失活技术是目前使用最为广泛的植物基因敲除手段，该技术利用农杆菌T-DNA介导转化，将一段带有报告基因的DNA序列整合到植物基因组DNA上，如果这段DNA插入到靶基因（待敲除基因）内部，就会使靶基因失活。回答下列问题。
（1）使用T-DNA介导转化的原因是 ______。报告基因的作用是 ______。
（2）T-DNA在植物基因组中会发生随机整合，可利用PCR技术进行鉴定。某二倍体纯合植物A的某靶基因长度为900bp，利用T-DNA插入失活技术处理A植株获得该配基因的两种突变体B、C。现将依据靶基因的两端序列分别设计的引物1和引物2以及依据插入片段某端设计的引物3均加入PCR反应体系，对A、B、C三种植株的靶基因进行扩增，电泳结果如图所示。
①引物的作用是 ______；依据靶基因序列设计的两种引物之间不能碱基互补配对，原因是 ______。
②根据电泳结果分析，突变株B、C中DNA序列插入的位置 ______（填“相同“或“不同“）；突变株C出现该结果的原因是 ______。

【考点】

基因工程的概念及原理,PCR技术

T-DNA能转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上检测DNA序列是否插入到靶基因中使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸防止引物之间结合形成双链，降低引物与DNA模板链结合的效率相同靶基因均被敲除掉

解：（1）转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。由于T-DNA能转移到被侵染的细胞，并整合到该细胞的染色体DNA上，可随着宿主细胞的染色体复制而复制，所以常用T—DNA介导转化；报告基因的作用是检测DNA序列是否插入到靶基因中。
（2）①PCR过程中还需要加入依据报告基因序列设计的引物，目的是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，而设计的两种引物是不能配对的，是因为要防止引物之间结合形成双链，降低引物与DNA模板链结合的效率。
②已知靶基因的碱基共900bp，根据图示可知，A植物只有900bp的电泳图，而C植物只有下面一条电泳带，B植物含有两条不同的电泳带，其中一条为900bp，说明A植物的靶基因未敲除，C植物的靶基因完全敲除，而B植物是将一对靶基因中的一个基因敲除了，根据序列分析，突变株B、C中DNA序列插入的位置是相同的，都敲除了基因。
故答案为：
（1）T-DNA能转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上     检测DNA序列是否插入到靶基因中
（2）①使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸      防止引物之间结合形成双链，降低引物与DNA模板链结合的效率
        ②相同     靶基因均被敲除掉
农杆菌转化法（约80%的转基因植物都是用这种方法获得的）：①农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物，对单子叶植物没有感染力；Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上。②转化：目的基因插入Ti质粒的T-DNA上进入农杆菌→导入植物细胞→目的基因整合到植物细胞染色体上→目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。
本题考查基因工程和PCR技术的相关知识，意在考查考生对所学知识的应用能力。