某种细菌可以利用乙酰辅酶A作为底物在一种酶的作用下合成一种十分重要的聚合物。拟通过高等植物基因工程大量生产这种聚合物。现已克隆了编码催化该聚合物生成的酶的基因,并使该基因处在一个组成型强启动子的控制下,转化并整合到高等植物基因组中。对转基因植物的分析发现,所需的聚合物含量极低,而且还影响到转基因植物的正常生长发育。请分析产生这一结果的可能原因,并设计实验加以改进。
参考答案:
解析:造成这一结果的可能原因主要有以下几个方面: 1.使用的启动子是组成型表达的启动子。所以该基因在转基因植株中的任何组织及生长发育的任何时期都表达,造成转基因植株的能量和物质的过量消耗,影响转基因植株的代谢和生长,反过来又影响该聚合物的合成。 2.该聚合物的底物为乙酰辅酶A,而乙酰辅酶A是植物呼吸作用所必需的中间产物。植物通过呼吸作用将贮存的能量转变为植物本身的成分和有效的能量,以满足植物的生长发育及各种生理活动。所以该基因的表达和植物竞争乙酰辅酶A,这样造成所需的聚合物含量极低,而且还影响到转基因植物的正常生长发育。 3.另外可能的原因是由于细菌和植物所使用的遗传密码子偏好性不同,造成该基因在植物体中表达效率较低。 因此为了改进以上情况可从以下几个方面着手: (1)将组成型表达的启动子改变为组织特异表达的启动子。 (2)根据密码子简并性的原理,将该基因进行改造,使该基因的密码子改造成植物偏好性的密码子。 (王永飞 马三梅 答)