我国科研团队为研究水稻某高产基因(OsDREB1C)的表达对其产量的影响进行了相关实验。图1为OsDREB1C基因过表达水稻(OE)构建的过程,图2为OsDREB1C基因敲除突变水稻(KO)构建的部分过程。请回答下列问题:
(1)图1中,为保证过程Ⅰ获得的OsDREB1C基因与载体正确连接形成重组质粒,需在目的基因上游添加限制酶 BamHⅠBamHⅠ的识别序列;农杆菌转化愈伤组织时,用含 潮霉素潮霉素的选择培养基筛选,通过组织培养技术获得OsDREB1C基因过表达水稻(OE)。
(2)图2中,sgRNA是根据 OsDREB1C基因OsDREB1C基因序列设计的向导RNA,能准确引导Cas9蛋白切割靶基因的 磷酸二酯键磷酸二酯键,从而达到定向敲除靶基因的目的。
(3)科研人员将OE、KO以及野生型(WT)三组水稻进行一系列实验,定期测量相关数据,记录于下表:
组别 | OsDREB1C基因表达情况 | N吸收、运输和利用率 | 光合碳同化速率 | 抽穗、开花 | 产量 |
OE | +++ | +++ | +++ | 更早 | ++++++ |
KO | - | + | + | 迟 | + |
WT | + | ++ | ++ | 早 | +++ |
①采用荧光定量PCR法检测三组水稻中OsDREB1C基因的转录水平。采集样本,由总RNA通过
逆转录
逆转录
形成的cDNA作为模板进行PCR扩增,结果显示在总cDNA模板量相等的条件下,WT的Ct值是OE的16倍(Ct值是产物荧光强度达到设定阀值时的PCR循环数)。据此估算,在PCR扩增30个循环的产物中,OE样品的目的产物大约是WT的 2450
2450
倍。②为研究OsDREB1C基因对N吸收、运输和利用率的影响,将三组幼苗进行低氮培养。实验前三组幼苗均需进行氮饥饿处理,其目的是
消耗水稻自身的氮元素,排除对实验结果的干扰
消耗水稻自身的氮元素,排除对实验结果的干扰
。据表中数据,Os-DREB1C基因表达量与植株N的吸收、运输呈 正
正
(填“正”或“负”)相关,这些N为水稻的暗反应所需 NADPH、ATP、酶
NADPH、ATP、酶
(物质)的合成提供原料。(4)进一步研究发现,OE水稻通过OsDREB1C基因的过表达,使其实现光合效率高效、氮肥高效及早熟的三重效果,由此看出基因和性状之间存在的数量关系是
一对(个)基因可以控制多种性状
一对(个)基因可以控制多种性状
。【考点】基因工程的操作过程综合.
【答案】BamHⅠ;潮霉素;OsDREB1C基因;磷酸二酯键;逆转录;2450;消耗水稻自身的氮元素,排除对实验结果的干扰;正;NADPH、ATP、酶;一对(个)基因可以控制多种性状
【解答】
【点评】
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