CRISPR/Cas9定点编辑OsGA20ox2基因降低水稻株高研究

发布时间：2022-04-23 21:01

　　株高是水稻（Oryza sativa L.）的重要农艺性状之一,与水稻产量具密切关系。水稻植株过高容易引起倒伏,适当降低株高可使水稻的抗倒伏能力、耐肥性和密植性增加,进而提高水稻的叶面积指数和产量。水稻的株高发育受多个基因调控。OsGA20ox2基因编码水稻GA20氧化酶,其突变会导致水稻株高降低。OsGA20ox2基因突变体在水稻生产上的应用推动了20世纪农业生产上的绿色革命,使世界水稻产量大幅提高。本论文研究探讨了利用CRISPR/Cas9技术,对水稻品种日本晴及贵州地方水稻来拢的OsGA20ox2基因进行定点编辑,可获得OsGA20ox2基因突变的植株,且因该技术中T-DNA的插入位点与作用位点相分离,可通过对转基因后代进行自交或回交,以获得不带有转基因元件的突变体植株。以水稻成熟种子为材料,研究并优化了影响农杆菌介导的水稻茎尖遗传转化的因素。根据已公布的水稻OsGA20ox2基因序列,进行生物信息学分析并设计目标靶点,构建带有草胺膦抗性及OsGA20ox2基因靶点的特异性CRISPR/Cas9植物表达载体。通过农杆菌介导的水稻茎尖遗传转化方法,将其转入水稻,经除草剂筛选及PCR... 

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1 水稻株高调控基因研究进展
        1.1 赤霉素生物合成及信号转导途径相关基因
        1.2 油菜素内酯生物合成及信号转导途径相关基因
        1.3 其他与水稻株高相关的基因
    2 水稻转基因技术研究进展
        2.1 水稻遗传转化方法研究进展
            2.1.1 PEG介导法
            2.1.2 电击法
            2.1.3 基因枪法
            2.1.4 花粉管通道法
            2.1.5 农杆菌介导法
        2.2 水稻遗传转化受体
            2.2.1 原生质体
            2.2.2 幼胚
            2.2.3 胚性愈伤组织
            2.2.4 茎尖分生组织
            2.2.5 不定芽
            2.2.6 花粉
        2.3 转基因技术改良水稻性状研究进展
            2.3.1 抗虫转基因水稻培育
            2.3.2 抗病转基因水稻培育
            2.3.3 抗逆转基因水稻培育
            2.3.4 抗除草剂转基因水稻培育
            2.3.5 转基因技术在水稻品质改良的应用
    3 CRISPR/Cas9技术研究进展
        3.1 CRISPR/Cas9技术作用机制
        3.2 CRISPR/Cas9技术导致基因突变的特异性
        3.3 CRISPR/Cas9技术应用研究
    4 本研究的目的及意义
第二章 农杆菌介导水稻茎尖遗传转化体系研究
    1 材料与方法
        1.1 研究材料
            1.1.1 植物材料
            1.1.2 菌株与质粒
            1.1.3 主要试剂和仪器
            1.1.4 主要培养基
        1.2 研究方法
            1.2.1 质粒提取
            1.2.2 农杆菌感受态制备及转化
            1.2.3 农杆菌的培养和活化
            1.2.4 农杆菌介导水稻茎尖遗传转化影响因素研究
                1.2.4.1 不同菌液浓度对遗传转化效率的影响
                1.2.4.2 不同真空处理压强对遗传转化效率及存活率的影响
                1.2.4.3 不同真空处理时间对遗传转化效率及存活率的影响
            1.2.5 转基因植株幼穗GUS组织化学检测
            1.2.6 转基因植株PCR检测
    2 结果与分析
        2.1 不同菌液浓度对水稻遗传转化效率及植株存活率的影响
        2.2 不同压强对水稻遗传转化效率及植株存活率的影响
        2.3 不同真空处理时间对水稻遗传转化效率及植株存活率的影响
        2.4 转基因植株检测
    3 讨论
第三章 水稻OsGA20ox2基因靶点特异性CRISPR/Cas9植物表达载体构建及应用
    1 材料与方法
        1.1 研究材料
            1.1.1 实验材料
            1.1.2 菌株与质粒
            1.1.3 主要仪器和试剂
            1.1.4 主要培养基
        1.2 研究方法
            1.2.1 OsGA20ox2基因序列分析
            1.2.2 CRISPR/Cas9植物表达载体的构建
            1.2.3 质粒提取及测序验证
            1.2.4 农杆菌LBA4404感受态制备及转化
            1.2.5 农杆菌介导的水稻茎尖遗传转化
            1.2.6 转基因植株除草剂筛选
            1.2.7 转基因植株分子鉴定
            1.2.8 转基因植株农艺性状分析
    2 结果分析
        2.1 CRISPR/Cas9植物表达载体的构建
        2.2 除草剂草胺膦筛选抗性植株
        2.3 转基因水稻PCR分子鉴定
        2.4 转基因水稻农艺性状考察
    3 讨论
第四章 结论、创新与展望
    1 研究结论
    2 研究创新
    3 研究展望
参考文献
附录
致谢
声明



本文编号：3647977