Question

普通棉花中含β-甘露糖苷酶基因（GhMnaA2），能在纤维细胞中特异性表达，产生的β-甘露糖苷酶催化半纤维素降解，棉纤维长度变短。为了培育新的棉花品种，科研人员构建了反义GhMnaA2基因表达载体，利用农杆菌转化法导入棉花细胞，成功获得转基因棉花品种，具体过程如下。请分析回答：

（1）①和②过程中所用的限制性内切酶分是           、            。

（2）基因表达载体除了图示组成外，至少有           等（至少答两个）。

（3）③过程中用酶切法可鉴定正、反义表达载体。用SmaⅠ酶和NotⅠ酶完全切割正义基因表达载体获得0．05kb、3．25kb、5．95kb、9．45kb四种长度的DNA片段，则用NotⅠ酶切反义基因表达载体获得DNA片段的长度应是       和       。

（4）④过程中利用农杆菌介导转化棉花细胞的过程中，整合到棉花细胞染色体DNA的区段是            ，转化后的细胞再通过              形成植物体。

（5）导入细胞内的反义GhMnaA2转录的mRNA能与细胞内的GhMnaA2转录的mRNA互补配对，从而         （促进或抑制）基因的表达，其意义是                 。

Answer

（1）HindⅢ、BamHⅠ SmaⅠ

（2）复制原点、终止子、标记基因等

（3）6．0kb 12．7kb

（4）（含有E6启动子和GhMnaA2基因的）T－DNA 植物组织培养

（5）抑制 阻止β-甘露糖苷酶合成，使棉纤维更长

【解析】（1）纤维细胞E6启动子前后含有限制酶HindⅢ和BamHⅠ的切割位点，因此可以用这两种酶切割；②是构建反义GhMnaA2基因表达载体的过程，反义GhMnaA2基因前后有限制酶SmaⅠ的切割位点，因此可以该酶切割获取目的基因。

（2）基因表达载体由启动子、目的基因、复制原点、终止子和标记基因等部分组成。

（3）③过程中，用SmaⅠ酶和NotⅠ酶切正义基因表达载体获得0．05kb、3．25kb、5．95kb、9．45kb四种长度的DNA片段，则用NotⅠ酶切反义基因表达载体获得DNA片段的长度应是0．05kb+5．95kb=6．0kb、3．25kb+9．45kb=12．7kb。

（4）农杆菌介导转化棉花细胞的过程中，整合到棉花细胞染色体DNA的区段是含有E6启动子和GhMnaA2基因的T-DNA．转化后，还需依据植物细胞的全能性，采用植物组织培养技术将受体细胞培养形成植物体。

（5）导入细胞内的反义GhMnaA2转录的mRNA能与细胞内的GhMnaA2转录的mRNA互补配对，从而抑制基因的表达的翻译过程，进而阻止β-甘露糖苷酶合成，使棉纤维更长。

【考点定位】基因工程的应用

【名师点睛】解题分析：①和②过程表示基因表达载体的构建过程．在①过程中，纤维细胞E6启动子前后含有限制酶HindⅢ和BamHⅠ的切割位点，因此可以用这两种酶切割；②是构建反义GhMnaA2基因表达载体的过程，反义GhMnaA2基因前后有限制酶SmaⅠ的切割位点，因此可以该酶切割获取目的基因；③是扩增、鉴定、筛选反义表达载体；④是利用农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞；最后采用植物组织培养技术将受体细胞培养形成植物体。