β-胡蘿卜素可在人體內轉化為維生素A.普通水稻胚乳細胞中不含β-胡蘿卜素,科研人員利用基因工程技術培育富含β-胡蘿卜素的第一代“黃金大米”。
(1)培育第一代“黃金大米”時,需要將八氫番茄紅素合成酶(psy)基因和胡蘿卜素脫飽和酶(crtⅠ)基因轉入普通水稻,圖1示所需構建的重組Ti質粒中的重組T-DNA片段。
①要粗提取含psy基因、crtⅠ基因的DNA時,利用了DNA分子的
不溶于酒精、在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同
不溶于酒精、在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同
物理性質。
②利用PCR擴增psy基因、crtⅠ基因時,需要通過控制
溫度
溫度
的方法使DNA復制在體外反復進行。常采用
瓊脂糖凝膠電泳
瓊脂糖凝膠電泳
來鑒定PCR產物。
③據(jù)圖分析,構建重組T-DNA片段時,依次用限制酶
I-SecⅠ、KpnⅠ
I-SecⅠ、KpnⅠ
和DNA連接酶處理,將psy基因和crtⅠ基因、潮霉素抗性基因接入。
④通過農桿菌轉化法,上述重組Ti質粒可以將該T-DNA片段導入水稻細胞并
整合到染色體DNA上
整合到染色體DNA上
。農桿菌純化培養(yǎng),常用
平板劃線和稀釋涂布平板
平板劃線和稀釋涂布平板
方法將單個農桿菌分散在固體培養(yǎng)基上。
(2)已知潮霉素對原核細胞和真核細胞的生長都有抑制作用,據(jù)此分析重組T-DNA片段中接入潮霉素抗性基因的作用是
篩選轉入重組T-DNA的農桿菌和含重組T-DNA的水稻
篩選轉入重組T-DNA的農桿菌和含重組T-DNA的水稻
。
(3)重組T-DNA片段中啟動子
2
2
是水稻種子的胚乳細胞特異性表達的啟動子。
(4)如圖2示第一代“黃金大米”中細胞內β-胡蘿卜素的合成途徑。經檢測發(fā)現(xiàn)其細胞內β-胡蘿卜素含量不夠高,是八氫番茄紅素含量較低造成的。據(jù)此信息可采取
對psy基因進行誘變或定向改造(從其他生物中篩選),獲得表達產物活性更高的psy基因,進行轉基因操作
對psy基因進行誘變或定向改造(從其他生物中篩選),獲得表達產物活性更高的psy基因,進行轉基因操作
措施,以便獲得β-胡蘿卜素含量更高的第二代“黃金大米”。