异淀粉酶基因ISA1的定向编辑对稻米品质的影响

发布时间：2021-05-25 13:11

　　水稻是世界上最主要的粮食作物之一,其能量和营养物质储存于胚乳中,胚乳的发育直接影响各物质的合成和积累。目前对于调控胚乳发育的精细通路还不是很清楚,因此,加快研究胚乳发育过程具有重要的应用价值。本研究通过CRISPR/Cas9基因编辑技术定点编辑编码异淀粉酶1的基因ISA1,获得T₀代纯合突变体,并对表型稳定的T₁代纯合突变体进行研究,主要结果如下:1.获得T₀代阳性转基因苗。在ISA1基因上设计合适的靶位点,将构建好的VK005载体通过热激转化到农杆菌中,然后将农杆菌导入中花11的愈伤组织中,并获得T₀代转基因苗,经潮霉素鉴定以及测序分析,共获得7种突变类型,我们选取表型稳定的T₁代纯合突变体cr-isa1-1（type1,单碱基插入）和cr-isa1-2（type3,单碱基缺失）作为研究对象。2.T₁代突变体农艺性状发生变化。与野生型相比,两个突变体籽粒表现褶皱,籽长分别增加6.1%和5.8%,粒厚分别减少13.3%和15.4%,千粒重分别降低43.6%... 

【文章来源】：中国农业科学院北京市

【文章页数】：49 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 引言
    1.1 胚乳发育与稻米品质的关系
        1.1.1 胚乳发育与外观品质
        1.1.2 胚乳发育与加工品质
        1.1.3 胚乳发育与蒸煮食味品质
        1.1.4 胚乳发育与营养品质
    1.2 胚乳发育与相关基因研究进展
        1.2.1 胚乳与外观品质相关基因
            1.2.1.1 粒型
            1.2.1.2 垩白
        1.2.2 胚乳与蒸煮食味品质相关基因
        1.2.3 ISA1基因研究进展
        1.2.4 胚乳与营养品质相关基因研究进展
    1.3 基因编辑技术
        1.3.1 ZFNs技术
        1.3.2 TALENs技术
        1.3.3 CRISPR/Cas9技术
    1.4 本实验研究目的
第二章 载体构建及基因编辑检测
    2.1 实验材料
        2.1.1 水稻材料
        2.1.2 质粒载体
    2.2 实验方法
        2.2.1 敲除载体的构建
            2.2.1.1 ISA1靶序列的选择与引物设计
            2.2.1.2 oligo二聚体插入到载体中
        2.2.2 农杆菌介导的转化
        2.2.3 转基因阳性植株验证
        2.2.4 突变植株的基因检测
    2.3 结果与分析
        2.3.1 靶位点的选择和引物设计
        2.3.2 载体的鉴定
        2.3.3 基因编辑结果
    2.4 小结
第三章 突变体isa1的表型鉴定及功能分析
    3.1 材料与方法
        3.1.1 农艺性状的考查
        3.1.2 电镜观察水稻籽粒淀粉颗粒的变化
        3.1.3 稻米淀粉含量的测定
            3.1.3.1 总淀粉的测定
            3.1.3.2 直链淀粉的测定
        3.1.4 糊化温度的测定
        3.1.5 胶稠度的测定
        3.1.6 链长分布的测定
        3.1.7 碘染水稻横截面
        3.1.8 淀粉合成相关基因的表达水平
            3.1.8.1 水稻种子RNA的提取方法
            3.1.8.2 合成CDNA
            3.1.8.3 Real-timePCR
    3.2 结果与分析
        3.2.1 农艺性状考查
        3.2.2 突变体胚乳淀粉颗粒合成异常
        3.2.3 胚乳理化指标的检测
        3.2.4 淀粉合成相关基因的表达分析
    3.3 小结
        3.3.1 突变体的农艺性状和胚乳淀粉颗粒发生变化
        3.3.2 突变体胚乳淀粉的理化性质发生显著变化
        3.3.3 淀粉合成相关基因的表达量发生显著性变化
第四章 全文结论
参考文献
附录
致谢
作者简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]Development of japonica Photo-Sensitive Genic Male Sterile Rice Lines by Editing Carbon Starved Anther Using CRISPR/Cas9[J]. Quanlin Li,Dabing Zhang,Mingjiao Chen,Wanqi Liang,Jiaojun Wei,Yiping Qi,Zheng Yuan.  Journal of Genetics and Genomics. 2016(06)
[2]The OsSPL16—GW7 regulatory module determines grain shape and simultaneously improves rice yield and grain quality[J].   Science Foundation in China. 2015(03)
[3]水稻垩白的研究进展[J]. 廖斌,张桂莲.  作物研究. 2015(01)
[4]水稻垩白的研究现状与改良策略[J]. 周立军,江玲,翟虎渠,万建民.  遗传. 2009(06)
[5]水稻种子蛋白质含量及组分在品种间的变异与分布[J]. 周丽慧,刘巧泉,张昌泉,徐勇,汤述翥,顾铭洪.  作物学报. 2009(05)
[6]稻米蒸煮食味品质及其仪器分析的研究现状[J]. 韩金香,胡培松,焦桂爱,罗炬,邵高能,唐绍清.  中国稻米. 2009(02)
[7]不同粒型稻米碾磨特性及蛋白质分布的比较[J]. 周丽慧,刘巧泉,顾铭洪.  作物学报. 2009(02)
[8]早籼杂交稻稻米加工品质与外观品质的相关分析和改良途径[J]. 梁庆平,彭懿紫,莫永生.  广西农业生物科学. 2001(04)
[9]稻米蒸煮品质与营养品质的相关性分析[J]. 李贤勇,王元凯,王楚桃.  西南农业学报. 2001(03)
[10]云南粳稻食味品质的综合评价及标准品种的选定[J]. 赵国珍,刘吉新,孙有泉,世荣,春原嘉泓.  西南农业学报. 1997(03)

博士论文
[1]水稻垩白基因OsBT1的图位克隆与功能研究[D]. 李三峰.中国农业科学院 2017



本文编号：3205399