51試述核移植的方法 (答全要點(diǎn)給滿分,答不全按4分/項(xiàng)給分)
答案:
(1)核供體細(xì)胞的制備:受精后已發(fā)育到高囊胚或低囊胚的魚卵去膜后,置于底部涂有瓊脂,并盛有Holtfreter氏液的培育皿中,置于解剖顯微鏡下,用玻璃針\發(fā)圈切下位于動物性極的囊胚細(xì)胞團(tuán),這些細(xì)胞在2-3分鐘內(nèi)能分散成游離細(xì)胞。如果細(xì)胞暫時分不開,可用一支細(xì)吸管吸水后輕輕沖擊它們,以幫助細(xì)胞分離。
(2)受體細(xì)胞的制備:移核前,魚卵需先去膜。最常用的方法是用磨尖的不銹鋼鑷子在解剖鏡下剝開卵膜,游離出卵子。剝膜應(yīng)于排卵后2-3分鐘,在盛有消毒水的培育皿中進(jìn)行。剝粘性卵時,一般只需一手持鑷,用鑷尖夾住卵膜的一處,迅速把膜撕裂,裂口越大越好;剝浮性卵時,卵膜吸水后膨脹,卵周隙很大,所以可用雙手持鑷,同時夾住卵膜上的一處,迅速把卵膜向外撕裂。
(3)移核:將分離的的囊胚細(xì)胞立即用吸管移至盛有去核卵的培育皿中內(nèi)備用。移核時,把盛有去核卵和分離細(xì)胞的培養(yǎng)皿置于解剖顯微鏡下,用發(fā)圈將它們撥到視野內(nèi),然后將操縱臺移近解剖顯微鏡的一側(cè),調(diào)節(jié)移動上的位移旋鈕和微型吸管的角度,使之對準(zhǔn)分離的囊胚細(xì)胞,輕輕向后旋動注射器上的微分筒,該細(xì)胞隨培養(yǎng)液被吸入管內(nèi)破裂,但細(xì)胞質(zhì)不能分散,應(yīng)仍緊包圍著其中的細(xì)胞核,否則細(xì)胞核直接與液體接觸會受損傷。細(xì)胞被吸入管內(nèi)的位置,以剛進(jìn)行管口一小段距離為宜,以免將它注入卵時帶入過多的培養(yǎng)液。
(4)核質(zhì)雜種的培養(yǎng):魚類核移植雜種細(xì)胞由于卵外膠膜被破壞,需在等滲的Holtfreter液中培養(yǎng)一段時間,然后逐漸轉(zhuǎn)入低滲溶液,早期胚胎發(fā)育過后可入曝氣水中培養(yǎng)。
52 試述傳統(tǒng)育種技術(shù)與轉(zhuǎn)基因技術(shù)的異同。(每項(xiàng)7分,根據(jù)要點(diǎn)符合程度酌情給分)
答案:
都是通過獲得優(yōu)良基因?qū)δ繕?biāo)動、植物進(jìn)行遺傳改良。但在基因轉(zhuǎn)移的范圍和效率上有差別:
(1)傳統(tǒng)育種技術(shù)是在生物個體水平上進(jìn)行,操作的對象是整個基因組,所轉(zhuǎn)移的是大量的基因,不可能準(zhǔn)確地對某個基因進(jìn)行操作和選擇,對后代的預(yù)見性差,選出優(yōu)良性狀的概率差。所需時間長,要經(jīng)過數(shù)代不斷選種和繁育,數(shù)年或幾十年才能育成一個優(yōu)良的品種。轉(zhuǎn)基因技術(shù)所操作和轉(zhuǎn)移的一般是明確的基因,功能清楚,目的基因被轉(zhuǎn)移到受本后其表現(xiàn)可預(yù)測,并在短期內(nèi)表現(xiàn)出人類所期望的遺傳性狀。
(2)傳統(tǒng)育種技術(shù)是只能在種內(nèi)個體間實(shí)現(xiàn)基因轉(zhuǎn)移,血緣關(guān)系較遠(yuǎn)的生物間通過傳統(tǒng)的雜交進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移的難度非常大。轉(zhuǎn)基因技術(shù)所轉(zhuǎn)移的基因不受生物體間親緣關(guān)系的限制,可有效地避免種間、屬間甚至動植物間物種雜交的不親和,打破了自然繁殖中的種間隔離。通過對動、植物基因組的定向改造,使基因能在種系關(guān)系較遠(yuǎn)的機(jī)體間流動,大大提高了動、植物品種改良的效率。
53如何看待轉(zhuǎn)基因水產(chǎn)動物的安全性.(要點(diǎn)均能提到給滿分,未答全的按每要點(diǎn)1.5分給分)
答案:
(1)轉(zhuǎn)基因水產(chǎn)動物的食用安全性
安全性檢測問題、滯后效應(yīng)、擔(dān)心出現(xiàn)新的過敏原、擔(dān)心營養(yǎng)成分的改變;
(2)轉(zhuǎn)基因水產(chǎn)動物的生態(tài)安全性
A破壞水域生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性和遺傳多樣性。可能會擴(kuò)散到養(yǎng)殖區(qū)以外,成為野生種類,可能成為“入侵的外來干涉物種”,威脅生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的生存,可能重組出對人類或其他生物有害的細(xì)菌或病毒;
B打破自然物種的原有界限,改變了生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和物質(zhì)循環(huán),重組微生物可能對人類的生活環(huán)境造成二次污染,重組DNA與微生物雜交,可能產(chǎn)生有害的病原微生物。
54 試述分子遺傳標(biāo)記在育種中的應(yīng)用。(答全要點(diǎn)給滿分,答不全按4分/項(xiàng)給分)
答案:
(1)種群遺傳結(jié)構(gòu)分析:主要表現(xiàn)在親緣關(guān)系和系統(tǒng)發(fā)育中的應(yīng)用、在種質(zhì)鑒定中的應(yīng)用、在遺傳多樣性中的應(yīng)用
(2)預(yù)測雜種優(yōu)勢:分子遺傳標(biāo)記可顯示不同親本組合基因組的差異情況,預(yù)測親本的組成差異、親本間的遺傳距離與雜種優(yōu)勢的關(guān)系,為雜交育種中親本的選擇、雜交子代優(yōu)勢預(yù)測提供有力的證據(jù)。
(3)分子遺傳圖譜的構(gòu)建與基因定位:遺傳連鎖圖譜不僅是遺傳研究的重要內(nèi)容,而且為生物種質(zhì)資源,目標(biāo)基因克隆、育種等應(yīng)用研究提供了理論依據(jù)。
(4)分子遺傳學(xué)標(biāo)記輔助選擇:大多數(shù)水產(chǎn)動物的重要經(jīng)濟(jì)性狀是受數(shù)量性狀位點(diǎn)(QTL)和環(huán)境共同作用的。經(jīng)典的遺傳育種研究方法無法區(qū)分一個重要性狀的區(qū)分是由哪一個具體的基因控制的,DNA分子標(biāo)記為數(shù)量性狀的定位提供了便捷之路。
55 根據(jù)水產(chǎn)動物的繁殖方式,遺傳基礎(chǔ)、育成特點(diǎn)將水產(chǎn)動物的品種分成哪三個類型,分述三種品種類型的生產(chǎn)性能及其遺傳基礎(chǔ)。 (答全給滿分,類型 1個項(xiàng)/1分,類型介紹 1項(xiàng)/1分)
答案:
目前,我國已育成的養(yǎng)殖品種數(shù)量有限,水產(chǎn)養(yǎng)殖品種與植物品種特征相似如:群體數(shù)量大,大群體繁殖、雌雄異體、隨機(jī)交配等。根據(jù)水產(chǎn)動物的繁殖方式,遺傳基礎(chǔ)、育成特點(diǎn)將水產(chǎn)動物的品種分成三個類型:
(一)群體品種:
(1)指品種的繁育群體大,以隨機(jī)方式進(jìn)行繁殖后代的品種,群體內(nèi)多個個體的遺傳基礎(chǔ)具有雜合性。
(2)遺傳特點(diǎn):群體數(shù)量大,隨機(jī)交配,雜合度高
(3)多數(shù)已育成的水產(chǎn)品種,尤其是多數(shù)自然品種均為群體品種。
(二)雜交種
(1)指經(jīng)嚴(yán)格篩選后配制的雜交優(yōu)勢組合的F1群體。
(2)基因高度雜合,群體表現(xiàn)出較強(qiáng)的生產(chǎn)性能優(yōu)勢。雜交種不能穩(wěn)定遺傳,F(xiàn)2代發(fā)生分離,生產(chǎn)性能嚴(yán)重下降。
(3)雜交種的親本多利用群體品種。目前魚類中利用雜種優(yōu)勢較少,推廣面積也不夠大。
(三)純系品種
(1)指生產(chǎn)上利用的遺傳基礎(chǔ)基本相同、基因基本純合的品種。
(2)水產(chǎn)養(yǎng)殖上的純系品種有兩大類:雌核發(fā)育、高度近交。
(3)雌核發(fā)育純系品種一般不會發(fā)生嚴(yán)重的混雜和退化。高度近交的純系品種容易發(fā)生混雜,但一般不會因同質(zhì)性造成退化。
56. 生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動物包括哪些主要技術(shù)?(答全給滿分,解釋轉(zhuǎn)基因給3分,技術(shù)每項(xiàng)4分)
答案:
轉(zhuǎn)基因技術(shù):是指在DNA操作過程中用到的:重組子構(gòu)建技術(shù)、重組分子導(dǎo)入動植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化技術(shù)、轉(zhuǎn)基因在受體細(xì)胞染色體上的穩(wěn)定整合及可靠表達(dá)技術(shù)。
(一)外源基因的構(gòu)建:轉(zhuǎn)移到受體中的外源基因,一般包括三部分:啟動子、目的基因和轉(zhuǎn)錄終止信號。
(二)外源基因的導(dǎo)入:顯微注射法,電穿孔轉(zhuǎn)化法,精子介導(dǎo)法,基因槍轉(zhuǎn)化法,病毒(噬菌體)顆粒轉(zhuǎn)導(dǎo)法,組織注射法。
(三)源基因的檢測,外源基因?qū)氲臋z測包括DNA斑點(diǎn)雜交,PCR陽性檢測技術(shù);外源基因整合的檢測采用Southern技術(shù),以外源DNA作為探針,進(jìn)行雜交檢測,可以檢測到外源基因整合到基因組;外源基因表達(dá)產(chǎn)物的檢測包括特異性mRNA的檢測,報告基因的酶法檢測,免疫學(xué)檢測,表達(dá)產(chǎn)物的生物學(xué)活性檢測。
57 試述轉(zhuǎn)基因技術(shù)中外源基因的導(dǎo)入的常用方法及其優(yōu)缺點(diǎn)。(答全給滿分,方法1項(xiàng)/1分,優(yōu)缺點(diǎn)1項(xiàng)/1分)
答案:
(一)顯微注射法
(1)利用注射儀把外源DNA直接注入動物卵母細(xì)胞、受精卵、早期胚胎、胚胎干細(xì)胞、或體細(xì)胞的轉(zhuǎn)基因方法。
(2)優(yōu)點(diǎn):可準(zhǔn)確導(dǎo)入外源基因,轉(zhuǎn)化頻率高,魚體內(nèi)可達(dá)20%,不需載體,直接獲得純系,實(shí)驗(yàn)時間短。
(3)缺點(diǎn):儀器貴重,操作繁瑣耗時,一次處理卵很少。
(二)電穿孔轉(zhuǎn)化法
(1)利用高壓電脈沖作用,使細(xì)胞膜上產(chǎn)生可逆的瞬間通道,從而促進(jìn)外源DNA的有效導(dǎo)入。電穿孔轉(zhuǎn)化法的效率受電場強(qiáng)度、電脈沖時間和外源DNA濃度等參數(shù)的影響。
(2)優(yōu)點(diǎn):操作簡單,同時處理大量受精卵。
(3)缺點(diǎn):導(dǎo)入是隨機(jī)的、無定向的,轉(zhuǎn)移率低。
(三)精子介導(dǎo)法
(1)精子同外源DNA共浴后再給卵子受精,使外源DNA通過受精過程進(jìn)入受精卵并整合于受體的基因組中。
(2)優(yōu)點(diǎn):簡便,成本低,便于大量篩選,是近幾年轉(zhuǎn)基因動物研究的熱點(diǎn)。
(3)缺點(diǎn):處理后精子的受精能力差異較大、陽性率低、轉(zhuǎn)移不穩(wěn)定。
(四)基因槍轉(zhuǎn)化法
(1)又稱微彈轟擊轉(zhuǎn)化法 ,以高壓氣體為動力,利用高速運(yùn)行的金屬顆粒轟擊細(xì)胞,將包裹在金屬顆粒表面的外源DNA分子隨金屬顆粒送入細(xì)胞的轉(zhuǎn)化方法。
(2)優(yōu)點(diǎn):該法簡單快速,接觸面積大、轉(zhuǎn)化率高,可同時處理多個個體。
(3)缺點(diǎn):不穩(wěn)定,表達(dá)方面存在問題。
(五)病毒(噬菌體)顆粒轉(zhuǎn)導(dǎo)法
用病毒(噬菌體)DNA(或RT-DNA)構(gòu)建的克隆載體或攜帶目的基因的克隆體,在體外包裝成病毒(噬菌體)顆粒后,感染受體細(xì)胞,使其攜帶的重組DNA進(jìn)入受體細(xì)胞。
轉(zhuǎn)基因病毒具嚴(yán)格的宿主特異性,且魚類轉(zhuǎn)基因病毒的分析手段非常落后,此法對魚類暫不適應(yīng)。
(六)組織注射法
將外源基因直接向機(jī)體組織注射,周圍組織能將外源基因納入,并且注入的外源基因能被整合。
58 試述外源基因表達(dá)產(chǎn)物的檢測方法。(答全給滿分,方法表述1分/1項(xiàng),方法說明1分/1項(xiàng))
答案:
(一)特異性mRNA的檢測
Northern雜交,即RNA-DNA雜交分析,是一種將RNA從瓊脂糖凝膠中轉(zhuǎn)印到硝酸纖維素膜上的方法。與Southern雜交類似,檢測目的RNA的存在與否及含量。
(二)報告基因的酶法檢測
(1)報告基因:其表達(dá)產(chǎn)物及其功能在未轉(zhuǎn)化的植物細(xì)胞中并不存在;其表達(dá)產(chǎn)物便于檢測。
(2)目前動物基因工程中使用的報告基因一般是編碼酶的基因,主要有:β-葡萄糖苷酸酶基因(GUS基因)、氯霉素乙酰轉(zhuǎn)移酶基因(CAT基因)、胸苷激酶基因(cA)、二氫葉酸還原酶基因(DHFR)等。
(三)免疫學(xué)檢測
(1)免疫沉淀法
(2)酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)
ELISA是一種利用免疫學(xué)原理檢測抗原、抗體的技術(shù)。它與經(jīng)典的以同位素標(biāo)記為基礎(chǔ)的液-液抗原-抗體反應(yīng)體系不同之處是建立了固-液抗原-抗體反應(yīng)體系,并采用酶標(biāo)記。
抗原或抗體能結(jié)合到固相載體的表面仍保持其活性;抗原或抗體與酶交聯(lián)成酶標(biāo)抗原或抗體后,仍分別保持其免疫活性和酶活性。酶標(biāo)抗原或抗體與相應(yīng)抗體或抗原反應(yīng)后,結(jié)合在免疫復(fù)合物上的酶遇到相應(yīng)的底物時,可以催化底物的水解、氧化或還原,從而產(chǎn)生有色物質(zhì)。顏色反應(yīng)的深淺與相應(yīng)抗體或抗原量相關(guān)。
(3) Western印跡法
(4)固相放射免疫(RIA)法
RIA法是一種定量測定外源表達(dá)蛋白的方法。該法具有很高的靈敏度,可檢測出1pg的靶蛋白。
(四)表達(dá)產(chǎn)物的生物學(xué)活性檢測
當(dāng)外源基因的表達(dá)產(chǎn)物是一種酶蛋白時,可根據(jù)酶的催化反應(yīng)來確定外源基因的表達(dá)與否和表達(dá)的程度。常見的有:淀粉酶、堿性磷酸酶、脂肪酶等。