利用CRISPR/Cas9技术创制粳型水稻温敏核不育系

发布时间：2021-05-10 13:18

　　“两系法”杂交水稻是水稻育种的发展方向,籼型温敏核不育系是应用最广泛的两系不育系类型。其育性主要受tms5基因控制。杂交粳稻相对杂交籼稻发展很慢,实用型不育系的缺乏是一个重要的原因。迄今两系不育系的培育主要通过常规杂交选育,选育周期长且每一代都涉及低温繁殖问题,并伴有连锁累赘。因此,研究培育粳型两系不育系的新技术具有重要意义。基因组编辑技术是新近建立并发展迅猛的现代分子技术,能高效定向改良受体目的性状基因。本研究利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术敲除粳稻武津粳1号和L11B的温敏核不育基因tms5,经过1代繁育,结合分子鉴定,获得了遗传稳定且不含转基因的温敏核不育系,证实利用CRISPR/Cas9技术是培育粳稻两系不育系的高效新方法。本研究主要完成了以下工作:（1）构建了tms5基因的CRISPR/Cas9载体;（2）利用农杆菌介导法转化武津粳1号和L11B两份开花习性较好的粳稻材料,分别获得武津粳1号阳性转化株16株,L11B的阳性转化株16株;（3）对T₀代阳性转基因植株进行tms5靶位点测序分析。T₀代植株中有16株在靶标位点发生... 

【文章来源】：湖南农业大学湖南省

【文章页数】：45 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 文献综述
    1.1 两系法杂交水稻及光温敏不育系概论
        1.1.1 两系法杂交水稻在我国生产应用状况及其优点
        1.1.2 光温敏核不育基因定位与克隆研究进展
        1.1.3 水稻温敏核不育育性转换的生理生化特性
        1.1.4 温度对温敏核不育系育性转换的影响
        1.1.5 水稻光温敏不育性改良研究的意义
    1.2 基因组编辑技术研究进展
        1.2.1 三种不同的基因组编辑技术
        1.2.2 CRISPR/Cas系统的由来
        1.2.3 CRISPR/Cas9 系统构成和作用原理
        1.2.4 基因组编辑育种技术原理
        1.2.5 CRISPR/Cas9 基因组编辑技术在水稻分子育种上的应用
    1.3 本研究的目的、意义和技术线路
        1.3.1 本研究的目的、意义
        1.3.2 技术线路
第2章 利用CRISPR/Cas9 技术编辑温敏核不育基因
    2.1 实验材料
        2.1.1 水稻材料
        2.1.2 菌株与载体
        2.1.3 主要试剂与培养基
        2.1.4 主要设备
        2.1.5 主要的引物序列
    2.2 实验方法
        2.2.1 相关生物学实验方法
        2.2.2 CRISPR/Cas9 植物表达载体的构建
        2.2.3 农杆菌介导法转化水稻武津粳1 号、L11B
        2.2.4 T_1 代纯合突变单株的检测
        2.2.5 T_1 代纯合突变植株花粉育性检测
        2.2.6 T_1 代纯合突变植株主要农艺性状分析
    2.3 结果与分析
        2.3.1 CRISPR/Cas9 基因组编辑载体的构建
        2.3.2 水稻材料遗传转化
        2.3.3 T_0 代转基因植株分子检测
        2.3.4 T_0 代转基因植株的分子检测分析结果
        2.3.5 T_1 代打靶位点纯合突变单株的分子检测
        2.3.6 T_1 代打靶位点纯合突变单株温敏不育性的初步测定
        2.3.7 T_1 代纯合突变植株主要农艺性状考察
第3章 全文讨论与总结
    3.1 全文讨论
        3.1.1 利用基因编辑创制粳型两系不育系可能存在的问题
        3.1.2 CRISPR/Cas9 技术在作物遗传育种中的应用前景
    3.2 全文总结
参考文献
致谢
作者简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]CRISPR/Cas9介导的基因组编辑技术及研究进展与应用[J]. 邢国杰,李桐,郑慧瑾,张玲,姜晓坤.  东北农业科学. 2017(06)
[2]水稻光温敏核不育系的组织培养研究进展[J]. 韦永贵,董卓娅,张晓磊,段自林,罗龙.  农业与技术. 2017(20)
[3]水稻光温敏核不育调控基因及作用机理研究进展[J]. 陈镇,马雪丽,曾汉来.  世界科技研究与发展. 2015(01)
[4]中国两系杂交水稻光温敏核不育基因的鉴定与演化分析[J]. 张华丽,陈晓阳,黄建中,鄂志国,龚俊义,舒庆尧.  中国农业科学. 2015(01)
[5]基因编辑新技术研究进展[J]. 刘蓓,尉玮,王丽华.  亚热带农业研究. 2013(04)
[6]光温敏核不育水稻的研究进展[J]. 陈云风.  宜春学院学报. 2010(08)
[7]水稻温敏不育系育性转换及稳定性研究[J]. 张忠林,谭学林,贺良,田卫东.  种子. 2005(04)
[8]水稻温敏不育系育性与温度关系初探[J]. 陈国惠,蒋利春,隗溟,王光明.  中国农业气象. 2004(02)
[9]温度敏感雄性不育水稻育性转换的光温反应研究 （Ⅰ） 人工控制条件下的光温反应[J]. 陶光喜,郭艾,蒋义明.  云南农业大学学报. 2003(04)
[10]光敏、温敏雄性核不育水稻不育基因研究进展[J]. 龙跃生,陈良碧.  作物研究. 2001(02)

博士论文
[1]水稻程序性细胞死亡相关基因的克隆和功能分析[D]. 苏伟.复旦大学 2006



本文编号：3179432