51试述核移植的方法 (答全要点给满分,答不全按4分/项给分)
答案:
(1)核供体细胞的制备:受精后已发育到高囊胚或低囊胚的鱼卵去膜后,置于底部涂有琼脂,并盛有Holtfreter氏液的培育皿中,置于解剖显微镜下,用玻璃针\发圈切下位于动物性极的囊胚细胞团,这些细胞在2-3分钟内能分散成游离细胞。如果细胞暂时分不开,可用一支细吸管吸水后轻轻冲击它们,以帮助细胞分离。
(2)受体细胞的制备:移核前,鱼卵需先去膜。最常用的方法是用磨尖的不锈钢镊子在解剖镜下剥开卵膜,游离出卵子。剥膜应于排卵后2-3分钟,在盛有消毒水的培育皿中进行。剥粘性卵时,一般只需一手持镊,用镊尖夹住卵膜的一处,迅速把膜撕裂,裂口越大越好;剥浮性卵时,卵膜吸水后膨胀,卵周隙很大,所以可用双手持镊,同时夹住卵膜上的一处,迅速把卵膜向外撕裂。
(3)移核:将分离的的囊胚细胞立即用吸管移至盛有去核卵的培育皿中内备用。移核时,把盛有去核卵和分离细胞的培养皿置于解剖显微镜下,用发圈将它们拨到视野内,然后将操纵台移近解剖显微镜的一侧,调节移动上的位移旋钮和微型吸管的角度,使之对准分离的囊胚细胞,轻轻向后旋动注射器上的微分筒,该细胞随培养液被吸入管内破裂,但细胞质不能分散,应仍紧包围着其中的细胞核,否则细胞核直接与液体接触会受损伤。细胞被吸入管内的位置,以刚进行管口一小段距离为宜,以免将它注入卵时带入过多的培养液。
(4)核质杂种的培养:鱼类核移植杂种细胞由于卵外胶膜被破坏,需在等渗的Holtfreter液中培养一段时间,然后逐渐转入低渗溶液,早期胚胎发育过后可入曝气水中培养。
52 试述传统育种技术与转基因技术的异同。(每项7分,根据要点符合程度酌情给分)
答案:
都是通过获得优良基因对目标动、植物进行遗传改良。但在基因转移的范围和效率上有差别:
(1)传统育种技术是在生物个体水平上进行,操作的对象是整个基因组,所转移的是大量的基因,不可能准确地对某个基因进行操作和选择,对后代的预见性差,选出优良性状的概率差。所需时间长,要经过数代不断选种和繁育,数年或几十年才能育成一个优良的品种。转基因技术所操作和转移的一般是明确的基因,功能清楚,目的基因被转移到受本后其表现可预测,并在短期内表现出人类所期望的遗传性状。
(2)传统育种技术是只能在种内个体间实现基因转移,血缘关系较远的生物间通过传统的杂交进行基因转移的难度非常大。转基因技术所转移的基因不受生物体间亲缘关系的限制,可有效地避免种间、属间甚至动植物间物种杂交的不亲和,打破了自然繁殖中的种间隔离。通过对动、植物基因组的定向改造,使基因能在种系关系较远的机体间流动,大大提高了动、植物品种改良的效率。
53如何看待转基因水产动物的安全性.(要点均能提到给满分,未答全的按每要点1.5分给分)
答案:
(1)转基因水产动物的食用安全性
安全性检测问题、滞后效应、担心出现新的过敏原、担心营养成分的改变;
(2)转基因水产动物的生态安全性
A破坏水域生态系统的生物多样性和遗传多样性。可能会扩散到养殖区以外,成为野生种类,可能成为“入侵的外来干涉物种”,威胁生态系统中其他生物的生存,可能重组出对人类或其他生物有害的细菌或病毒;
B打破自然物种的原有界限,改变了生态系统中能量流动和物质循环,重组微生物可能对人类的生活环境造成二次污染,重组DNA与微生物杂交,可能产生有害的病原微生物。
54 试述分子遗传标记在育种中的应用。(答全要点给满分,答不全按4分/项给分)
答案:
(1)种群遗传结构分析:主要表现在亲缘关系和系统发育中的应用、在种质鉴定中的应用、在遗传多样性中的应用
(2)预测杂种优势:分子遗传标记可显示不同亲本组合基因组的差异情况,预测亲本的组成差异、亲本间的遗传距离与杂种优势的关系,为杂交育种中亲本的选择、杂交子代优势预测提供有力的证据。
(3)分子遗传图谱的构建与基因定位:遗传连锁图谱不仅是遗传研究的重要内容,而且为生物种质资源,目标基因克隆、育种等应用研究提供了理论依据。
(4)分子遗传学标记辅助选择:大多数水产动物的重要经济性状是受数量性状位点(QTL)和环境共同作用的。经典的遗传育种研究方法无法区分一个重要性状的区分是由哪一个具体的基因控制的,DNA分子标记为数量性状的定位提供了便捷之路。
55 根据水产动物的繁殖方式,遗传基础、育成特点将水产动物的品种分成哪三个类型,分述三种品种类型的生产性能及其遗传基础。 (答全给满分,类型 1个项/1分,类型介绍 1项/1分)
答案:
目前,我国已育成的养殖品种数量有限,水产养殖品种与植物品种特征相似如:群体数量大,大群体繁殖、雌雄异体、随机交配等。根据水产动物的繁殖方式,遗传基础、育成特点将水产动物的品种分成三个类型:
(一)群体品种:
(1)指品种的繁育群体大,以随机方式进行繁殖后代的品种,群体内多个个体的遗传基础具有杂合性。
(2)遗传特点:群体数量大,随机交配,杂合度高
(3)多数已育成的水产品种,尤其是多数自然品种均为群体品种。
(二)杂交种
(1)指经严格筛选后配制的杂交优势组合的F1群体。
(2)基因高度杂合,群体表现出较强的生产性能优势。杂交种不能稳定遗传,F2代发生分离,生产性能严重下降。
(3)杂交种的亲本多利用群体品种。目前鱼类中利用杂种优势较少,推广面积也不够大。
(三)纯系品种
(1)指生产上利用的遗传基础基本相同、基因基本纯合的品种。
(2)水产养殖上的纯系品种有两大类:雌核发育、高度近交。
(3)雌核发育纯系品种一般不会发生严重的混杂和退化。高度近交的纯系品种容易发生混杂,但一般不会因同质性造成退化。
56. 生产转基因动物包括哪些主要技术?(答全给满分,解释转基因给3分,技术每项4分)
答案:
转基因技术:是指在DNA操作过程中用到的:重组子构建技术、重组分子导入动植物体内的转化技术、转基因在受体细胞染色体上的稳定整合及可靠表达技术。
(一)外源基因的构建:转移到受体中的外源基因,一般包括三部分:启动子、目的基因和转录终止信号。
(二)外源基因的导入:显微注射法,电穿孔转化法,精子介导法,基因枪转化法,病毒(噬菌体)颗粒转导法,组织注射法。
(三)源基因的检测,外源基因导入的检测包括DNA斑点杂交,PCR阳性检测技术;外源基因整合的检测采用Southern技术,以外源DNA作为探针,进行杂交检测,可以检测到外源基因整合到基因组;外源基因表达产物的检测包括特异性mRNA的检测,报告基因的酶法检测,免疫学检测,表达产物的生物学活性检测。
57 试述转基因技术中外源基因的导入的常用方法及其优缺点。(答全给满分,方法1项/1分,优缺点1项/1分)
答案:
(一)显微注射法
(1)利用注射仪把外源DNA直接注入动物卵母细胞、受精卵、早期胚胎、胚胎干细胞、或体细胞的转基因方法。
(2)优点:可准确导入外源基因,转化频率高,鱼体内可达20%,不需载体,直接获得纯系,实验时间短。
(3)缺点:仪器贵重,操作繁琐耗时,一次处理卵很少。
(二)电穿孔转化法
(1)利用高压电脉冲作用,使细胞膜上产生可逆的瞬间通道,从而促进外源DNA的有效导入。电穿孔转化法的效率受电场强度、电脉冲时间和外源DNA浓度等参数的影响。
(2)优点:操作简单,同时处理大量受精卵。
(3)缺点:导入是随机的、无定向的,转移率低。
(三)精子介导法
(1)精子同外源DNA共浴后再给卵子受精,使外源DNA通过受精过程进入受精卵并整合于受体的基因组中。
(2)优点:简便,成本低,便于大量筛选,是近几年转基因动物研究的热点。
(3)缺点:处理后精子的受精能力差异较大、阳性率低、转移不稳定。
(四)基因枪转化法
(1)又称微弹轰击转化法 ,以高压气体为动力,利用高速运行的金属颗粒轰击细胞,将包裹在金属颗粒表面的外源DNA分子随金属颗粒送入细胞的转化方法。
(2)优点:该法简单快速,接触面积大、转化率高,可同时处理多个个体。
(3)缺点:不稳定,表达方面存在问题。
(五)病毒(噬菌体)颗粒转导法
用病毒(噬菌体)DNA(或RT-DNA)构建的克隆载体或携带目的基因的克隆体,在体外包装成病毒(噬菌体)颗粒后,感染受体细胞,使其携带的重组DNA进入受体细胞。
转基因病毒具严格的宿主特异性,且鱼类转基因病毒的分析手段非常落后,此法对鱼类暂不适应。
(六)组织注射法
将外源基因直接向机体组织注射,周围组织能将外源基因纳入,并且注入的外源基因能被整合。
58 试述外源基因表达产物的检测方法。(答全给满分,方法表述1分/1项,方法说明1分/1项)
答案:
(一)特异性mRNA的检测
Northern杂交,即RNA-DNA杂交分析,是一种将RNA从琼脂糖凝胶中转印到硝酸纤维素膜上的方法。与Southern杂交类似,检测目的RNA的存在与否及含量。
(二)报告基因的酶法检测
(1)报告基因:其表达产物及其功能在未转化的植物细胞中并不存在;其表达产物便于检测。
(2)目前动物基因工程中使用的报告基因一般是编码酶的基因,主要有:β-葡萄糖苷酸酶基因(GUS基因)、氯霉素乙酰转移酶基因(CAT基因)、胸苷激酶基因(cA)、二氢叶酸还原酶基因(DHFR)等。
(三)免疫学检测
(1)免疫沉淀法
(2)酶联免疫吸附法(ELISA)
ELISA是一种利用免疫学原理检测抗原、抗体的技术。它与经典的以同位素标记为基础的液-液抗原-抗体反应体系不同之处是建立了固-液抗原-抗体反应体系,并采用酶标记。
抗原或抗体能结合到固相载体的表面仍保持其活性;抗原或抗体与酶交联成酶标抗原或抗体后,仍分别保持其免疫活性和酶活性。酶标抗原或抗体与相应抗体或抗原反应后,结合在免疫复合物上的酶遇到相应的底物时,可以催化底物的水解、氧化或还原,从而产生有色物质。颜色反应的深浅与相应抗体或抗原量相关。
(3) Western印迹法
(4)固相放射免疫(RIA)法
RIA法是一种定量测定外源表达蛋白的方法。该法具有很高的灵敏度,可检测出1pg的靶蛋白。
(四)表达产物的生物学活性检测
当外源基因的表达产物是一种酶蛋白时,可根据酶的催化反应来确定外源基因的表达与否和表达的程度。常见的有:淀粉酶、碱性磷酸酶、脂肪酶等。