馬鈴薯是重要的塊莖類糧食作物。二倍體馬鈴薯普遍存在自交不親和的現(xiàn)象,導(dǎo)致無法使用種子種植馬鈴薯。二倍體馬鈴薯的自交不親和是由核糖核酸酶基因(S-RNase)控制的,我國科研人員通過基因編輯技術(shù)敲除了馬鈴薯的S-RNase基因,獲得自交親和的二倍體馬鈴薯,為馬鈴薯雜交育種提供了全新的技術(shù)體系。下圖是科研人員用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)定點敲除S-RNase基因的示意圖,回答下列問題:
(1)用于編輯不同基因的CRISPR/Cas9復(fù)合物中向?qū)NA堿基序列不同,因此首先要確定S-RNase基因中的待編輯序列,可以通過PCR技術(shù)擴(kuò)增S-RNase基因,作為編碼特定向?qū)NA的模板。擴(kuò)增時需要根據(jù)
S-RNase基因的脫氧核苷酸序列
S-RNase基因的脫氧核苷酸序列
設(shè)計引物,引物的作用是 使DNA聚合酶能夠從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸
使DNA聚合酶能夠從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸
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(2)CRISPR/Cas9系統(tǒng)能精準(zhǔn)識別相關(guān)基因,依據(jù)的原理是向?qū)NA與目標(biāo)DNA發(fā)生 堿基互補配對
堿基互補配對
;Cas9蛋白可催化 磷酸二酯鍵
磷酸二酯鍵
(填化學(xué)鍵名稱)水解,剪切特定DNA片段。
(3)欲檢測經(jīng)上述基因編輯技術(shù)得到的植株是否已具有自交親和性狀,最簡便的方法是 讓該植株自交,觀察能否產(chǎn)生種子(或觀察該植株能否自交產(chǎn)生種子)
讓該植株自交,觀察能否產(chǎn)生種子(或觀察該植株能否自交產(chǎn)生種子)
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(4)實驗發(fā)現(xiàn),CRISRP/Cas9基因編輯技術(shù)有時存在編輯對象出錯而造成“脫靶”,向?qū)NA的序列長短影響成功率,序列越短,脫靶率越高。脫靶最可能的原因是 非基因編輯對象也可能含有與向?qū)NA配對的堿基序列,造成向?qū)NA與之結(jié)合而脫靶
非基因編輯對象也可能含有與向?qū)NA配對的堿基序列,造成向?qū)NA與之結(jié)合而脫靶
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