養(yǎng)殖家禽的飼料中富含谷物,纖維素是谷物的重要成分,但家禽消化道中缺少能降解纖維素的酶,阻礙了家禽對飼料的吸收與利用。研究人員利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改造乳酸桿菌,將其添加于飼料中,以提高家禽養(yǎng)殖效率。
(1)枯草芽孢桿菌分泌可降解纖維素的一種酶,這種酶由W基因編碼。為在乳酸桿菌中表達W基因,需使用圖1中質(zhì)粒為載體。圖2為克隆得到的含W基因的DNA片段,W基因以乙鏈為轉(zhuǎn)錄模板鏈,轉(zhuǎn)錄時mRNA自身延伸的方向為5'→3'。
①很多啟動子具有物種特異性,在圖1質(zhì)粒中插入W基因,其上游啟動子應(yīng)選擇
B
B
(填正確選項前字母)。
A.枯草芽孢桿菌啟動子
B.乳酸桿菌啟動子
C.農(nóng)桿菌啟動子
②下表是幾種限制酶識別序列及其切割位點,圖1.圖2中標注了相關(guān)限制酶的酶切位點。
限制酶 |
EcoRI |
BamH I |
KpnI |
Mfe I |
HindIII |
識別序列及切割位點 |
|
|
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|
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根據(jù)上述信息,應(yīng)使用限制酶
MfeⅠ、HindⅢ
MfeⅠ、HindⅢ
切割圖1中質(zhì)粒,使用限制酶
EcoRⅠ、HindⅢ
EcoRⅠ、HindⅢ
切割圖2中含W基因的DNA片段,以獲得能正確表達W基因的重組質(zhì)粒。所得重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化乳酸桿菌后,使用含抗生素
氨芐青霉素
氨芐青霉素
的培養(yǎng)基篩選,以得到轉(zhuǎn)入W基因的乳酸桿菌。
(2)為確定導入重組質(zhì)粒的乳酸桿菌是否具有分解纖維素的能力,研究人員用液體培養(yǎng)基分別培養(yǎng)如表所示菌種。所得部分菌液接種于固體鑒定培養(yǎng)基上,另取部分菌液上清液測定酶活力,實驗方案及測定結(jié)果如表所示。
菌種 |
酶活性相對值 |
乳酸桿菌 |
未檢出 |
X |
未檢出 |
導入了重組質(zhì)粒的乳酸桿菌 |
0.96 |
表中的X應(yīng)為
導入空質(zhì)粒(或“空載體”)的乳酸桿菌
導入空質(zhì)粒(或“空載體”)的乳酸桿菌
。若要檢測導入重組質(zhì)粒的乳酸桿菌是否合成了纖維素酶的方法是
抗原-抗體雜交
抗原-抗體雜交
。
(3)解決谷物中纖維素難以被消化吸收的另一思路是將W基因轉(zhuǎn)入家禽中,使轉(zhuǎn)基因家禽消化道特異表達能夠降解纖維素的酶。采用顯微注射的方法將重組質(zhì)粒導入
(家禽)受精卵
(家禽)受精卵
細胞中,上述研究方法與該思路相比,有哪些優(yōu)點
家禽轉(zhuǎn)基因難度大,成本高,且通過家禽轉(zhuǎn)基因只能改造一種家禽,本實驗通過飼料添加轉(zhuǎn)基因乳酸桿菌可滿足各種家禽需要;轉(zhuǎn)基因家禽可能存在食物安全性問題,將轉(zhuǎn)基因乳酸桿菌加入飼料比較安全;轉(zhuǎn)基因乳酸桿菌易擴大培養(yǎng),生產(chǎn)成本低
家禽轉(zhuǎn)基因難度大,成本高,且通過家禽轉(zhuǎn)基因只能改造一種家禽,本實驗通過飼料添加轉(zhuǎn)基因乳酸桿菌可滿足各種家禽需要;轉(zhuǎn)基因家禽可能存在食物安全性問題,將轉(zhuǎn)基因乳酸桿菌加入飼料比較安全;轉(zhuǎn)基因乳酸桿菌易擴大培養(yǎng),生產(chǎn)成本低
(寫出2點)。