水稻14个控制产量、株型和抽穗期基因的CRISPR/Cas9敲除系的构建

发布时间：2022-08-13 10:41

　　水稻株型、抽穗期和产量等是由多基因控制的复杂数量性状。科学家们经过长期努力,已经成功克隆了数百个控制产量、抽穗期和株高的基因,但这些基因在控制产量、抽穗期和株高时的协调作用机制尚不清楚。前人通常利用不同单片段替换系杂交的方法实现目的基因的聚合,并将包含目的基因的聚合系作为遗传材料来研究非等位基因遗传互作及其分子机制。该方法不仅工作量大且所需年限长,严重阻碍了非等位基因遗传互作的研究。CRISPR/Cas9基因编辑技术的诞生,使得我们可以对已知基因进行编辑,产生新的等位基因组合。本课题工作中,我们构建了14个与产量、抽穗期和株高相关基因（包括Hd3a、Sd1、Gn1a、OsMADS51、Ghd7、Ghd8、TAC1、Hd1、GW6a、Nal1、Ehd1、OsPRR37、DEP1、GNP1）的CRISPR/Cas9单基因敲除载体并分别转化至黄华占、Kasalath、楚粳37三个水稻品种中,获得了相应的基因编辑纯合突变体。同时,我们还对控制相同农艺性状的基因进行两两组合,构建36个双基因敲除载体并分别转化至黄华占、Kasalath、楚粳37三个背景中。本课题中构建了144个水稻重要QTL C... 

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
缩写名词表
第1章 研究背景
    1.1 水稻中控制株型、抽穗期和产量的重要QTL
        1.1.1 水稻株型相关基因的研究进展
        1.1.2 水稻开花基因的研究进展
        1.1.3 水稻产量相关基因的研究进展
    1.2 CRISPR/Cas9 基因编辑的原理以及在水稻遗传育种中的应用
    1.3 研究目的与意义
第2章 材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 相关菌种和载体
        2.1.3 培养基及溶液配制
        2.1.4 实验仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 突变体的获得
        2.2.2 CRISPR/Cas9 转基因植株中Cas9 载体的剔除
        2.2.3 T_2 代转基因阳性植株农艺性状的调查
第3章 结果
    3.1 T_0代突变率和突变类型的分析
    3.2 T_1 代和T_2代Cas9-free植株获得
    3.3 T_2 代单基因敲除突变体的表型分析
    3.4 T_2 代双基因敲除突变体表型分析
第4章 讨论与总结
    4.1 讨论
        4.1.1 T_2 代纯合突变株系表型与预期表型不符的原因分析
        4.1.2 利用已有遗传材料进一步探究遗传互作
    4.2 总结
第5章 展望
    附表
参考文献
附录
攻读学位期间取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]CRISPR/Cas9介导的基因组定点编辑技术[J]. 方锐,畅飞,孙照霖,李宁,孟庆勇.  生物化学与生物物理进展. 2013(08)
[2]利用水稻近等基因系群体进行Ghd7和Qph1上位性分析[J]. 杨盖宇,张玉山,鄢文豪,邢永忠.  华中农业大学学报. 2011(01)
[3]Heterotrimeric G protein α subunit is involved in rice brassinosteroid response[J]. Lei Wang~(1,2) Yun-Yuan Xu~1 Qi-Bin Ma~(1,2) Dan Li~(1,2) Zhi-Hong Xu~(1,3) Kang Chong~(1,3) 1 Key Laboratory of Photosynthesis and Environmental Molecular Physiology,Institute of Botany,Chinese Academy of Sciences,Nanxincun 20,Xiangshan,Beijing 100093,China,2 Graduate School of the Chinese Academv of Sciences,100046 Beijing,China;3 National Plant Gene Research Center (Beijing),Beijing 100093,China.  Cell Research. 2006(12)



本文编号：3676874