水稻空育131耐冷候选基因OsRBCS3的功能验证
发布时间：2022-10-09 13:31
水稻是我国及黑龙江省重要的粮食作物,黑龙江省地处中国最北端,是世界水稻栽培的北限,低温冷害发生频繁。冷害可导致水稻大幅度减产。不同水稻品种耐冷性不同,培育耐冷品种是防治低温冷害最有效的措施。研究及克隆水稻耐冷的相关基因,有利于水稻耐冷育种工作。黑龙江省普通高等学校分子生物学重点实验室构建了耐冷水稻空育131和冷敏感水稻龙粳11低温胁迫数字表达谱。本研究根据低温胁迫水稻数字表达谱,选取了与光合作用有关、低温胁迫响应基因OsRBCS3;分析了在低温胁迫下耐冷水稻空育131和冷敏感水稻龙粳11间OsRBCS3基因表达量;对比了OsRBCS3基因在空育131与龙粳11间的序列差异;构建了水稻空育131 OsRBCS3基因的超量表达载体及CRISPR/Cas9敲除载体;通过遗传转化研究了空育131 OsRBCS3基因的功能。研究的主要结果包括:1.耐冷水稻空育131及冷敏感水稻龙粳11孕穗期低温胁迫后,空育131的OsRBCS3基因表达量上调幅度大于龙粳11。从空育131和龙粳11中克隆的OsRBCS3基因序列相同,CDS区均为528bp,编码175个氨基酸。两个水稻品种耐冷性差异可能是OsRB...
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 前言
1.1 水稻耐冷机理研究进展
1.1.1 冷害与水稻生产
1.1.2 水稻冷害的类型
1.1.3 水稻耐冷性生理研究进展
1.2 RuBisCO在逆境胁迫中的作用
1.2.1 RuBisCO的结构及功能
1.2.2 OsRBCS基因在植物抗逆中的应用
1.3 抗性标记基因hpt在水稻中的应用
1.4 基因编辑技术研究进展
1.4.1 ZFN基因组编辑技术
1.4.2 TALENs基因组编辑技术
1.4.3 CRISPR/Cas基因组编辑技术
1.5 研究目的及意义
第2章 材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 植物材料
2.1.2 主要菌株及质粒
2.1.3 主要试剂
2.1.4 主要仪器与设备
2.2 实验方法
2.2.1 水稻空育131耐冷候选基因的确定
2.2.2 水稻OsRBCS3基因的克隆及分析
2.2.3 水稻空育 131 OSRBCS3基因超量表达及敲除载体构建
2.2.4 根瘤农杆菌介导的水稻遗传转化
2.2.5 T_0代水稻检测鉴定
2.2.6 T_1代水稻检测鉴定
第3章 结果与分析
3.1 水稻空育131耐冷候选基因
3.1.1 低温胁迫下水稻总RNA提取及cDNA合成
3.1.2 水稻OsRBCS3基因对低温胁迫的响应
3.2 水稻OsRBCS3基因克隆及分析
3.2.1 水稻OsRBCS3基因全长的扩增
3.2.2 水稻OsRBCS3基因入门载体的构建
3.2.3 水稻OsRBCS3基因DNA序列分析
3.3 空育 131 OsRBCS3基因超量表达及敲除载体的构建
3.3.1 超量表达载体
3.3.2 CRISPR/Cas9敲除载体
3.4 空育 131 OsRBCS3基因对水稻的遗传转化
3.4.1 根瘤农杆菌转化子的鉴定
3.4.2 水稻成熟胚愈伤组织诱导
3.4.3 水稻遗传转化体系
3.4.4 遗传转化水稻的获得
3.5 T_0代水稻检测鉴定
3.5.1 外源基因PCR检测
3.5.2 潮霉素基因表达
3.5.3 CRISPR/Cas9靶点编辑情况
3.5.4 水稻孕穗期耐冷性
3.6 T_1代水稻检测鉴定
3.6.1 CRISPR/Cas9靶点编辑情况
3.6.2 水稻OsRBCS3基因的mRNA表达量
3.6.3 水稻苗期耐冷性
第4章 讨论
4.1 水稻耐冷响应基因的选择
4.2 遗传转化体系的优化
4.3 潮霉素筛选方法的探究
4.4 CRISPR-CRISPR/Cas9基因编辑系统在水稻中的应用
4.5 耐冷候选基因OsRBCS3的功能验证
4.6 下一步的工作展望
第5章 结论
参考文献
附录 1 培养基及试剂的配制
附录 2 CTAB法提取植物总DNA
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基因组编辑技术在水稻功能基因组和遗传改良中的应用[J]. 李希陶,刘耀光. 生命科学. 2016(10)
[2]功能性水稻研究思路和前景分析[J]. 陈浩. 生命科学. 2016(10)
[3]CRISPR/Cas9系统的研究进展及其在水稻上的应用[J]. 彭亚琼,陈光辉,李懿星,李莉. 安徽农业科学. 2016(22)
[4]基于基因组编辑技术的水稻靶向突变特征及遗传分析[J]. 唐丽,李曜魁,张丹,毛毕刚,吕启明,胡远艺,韶也,彭彦,赵炳然,夏石头. 遗传. 2016(08)
[5]基于CRISPR/Cas9技术的水稻千粒重基因tgw6突变体的创建[J]. 王加峰,郑才敏,刘维,罗文龙,王慧,陈志强,郭涛. 作物学报. 2016(08)
[6]人工核酸酶介导的基因组编辑技术[J]. 支大龙,牛昱宇,季维智. 中国生物化学与分子生物学报. 2015(11)
[7]CRISPR/Cas技术研究进展[J]. 常振仪,严维,刘东风,陈竹锋,谢刚,卢嘉威,吴建新,唐晓艳. 农业生物技术学报. 2015(09)
[8]CRISPR/Cas9系统在植物基因组定点编辑中的研究进展[J]. 解莉楠,宋凤艳,张旸. 中国农业科学. 2015(09)
[9]气候平均值变化对辽宁水稻延迟型冷害评估结果的影响[J]. 纪瑞鹏,于文颖,武晋雯,冯锐,张玉书. 应用生态学报. 2015(06)
[10]CRISPR/Cas9系统在水稻基因编辑中的应用研究进展[J]. 陈伟潘. 南方农业. 2015(03)
博士论文
[1]CRISPR-Cas9介导的玉米基因组定点编辑研究[D]. 朱金洁.中国农业大学 2015
[2]水稻耐冷基因COR1的克隆与功能研究[D]. 黃李超.中国农业科学院 2015
[3]基于生物信息学方法的水稻TLP、SBP-box、CPP-like、Cystatin和HAK基因家族的分子进化研究[D]. 杨泽峰.扬州大学 2008
硕士论文
[1]水稻冷胁迫应答miR156k的克隆与耐冷功能分析[D]. 崔娜.东北农业大学 2016
[2]水稻抽穗基因Hd1的CRISPR/Cas9载体构建及结果分析[D]. 王兰.四川农业大学 2015
[3]低温胁迫下水稻幼苗蛋白表达研究[D]. 周萍.广西大学 2013
[4]不同启动子驱动Rc基因在转基因水稻中表达的研究[D]. 杨晴晴.扬州大学 2013
[5]水稻穗长QTL定位[D]. 蒋强.重庆大学 2008
[6]水稻耐冷性遗传基础研究[D]. 楼巧君.华中农业大学 2006
本文编号：3688724
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 前言
1.1 水稻耐冷机理研究进展
1.1.1 冷害与水稻生产
1.1.2 水稻冷害的类型
1.1.3 水稻耐冷性生理研究进展
1.2 RuBisCO在逆境胁迫中的作用
1.2.1 RuBisCO的结构及功能
1.2.2 OsRBCS基因在植物抗逆中的应用
1.3 抗性标记基因hpt在水稻中的应用
1.4 基因编辑技术研究进展
1.4.1 ZFN基因组编辑技术
1.4.2 TALENs基因组编辑技术
1.4.3 CRISPR/Cas基因组编辑技术
1.5 研究目的及意义
第2章 材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 植物材料
2.1.2 主要菌株及质粒
2.1.3 主要试剂
2.1.4 主要仪器与设备
2.2 实验方法
2.2.1 水稻空育131耐冷候选基因的确定
2.2.2 水稻OsRBCS3基因的克隆及分析
2.2.3 水稻空育 131 OSRBCS3基因超量表达及敲除载体构建
2.2.4 根瘤农杆菌介导的水稻遗传转化
2.2.5 T_0代水稻检测鉴定
2.2.6 T_1代水稻检测鉴定
第3章 结果与分析
3.1 水稻空育131耐冷候选基因
3.1.1 低温胁迫下水稻总RNA提取及cDNA合成
3.1.2 水稻OsRBCS3基因对低温胁迫的响应
3.2 水稻OsRBCS3基因克隆及分析
3.2.1 水稻OsRBCS3基因全长的扩增
3.2.2 水稻OsRBCS3基因入门载体的构建
3.2.3 水稻OsRBCS3基因DNA序列分析
3.3 空育 131 OsRBCS3基因超量表达及敲除载体的构建
3.3.1 超量表达载体
3.3.2 CRISPR/Cas9敲除载体
3.4 空育 131 OsRBCS3基因对水稻的遗传转化
3.4.1 根瘤农杆菌转化子的鉴定
3.4.2 水稻成熟胚愈伤组织诱导
3.4.3 水稻遗传转化体系
3.4.4 遗传转化水稻的获得
3.5 T_0代水稻检测鉴定
3.5.1 外源基因PCR检测
3.5.2 潮霉素基因表达
3.5.3 CRISPR/Cas9靶点编辑情况
3.5.4 水稻孕穗期耐冷性
3.6 T_1代水稻检测鉴定
3.6.1 CRISPR/Cas9靶点编辑情况
3.6.2 水稻OsRBCS3基因的mRNA表达量
3.6.3 水稻苗期耐冷性
第4章 讨论
4.1 水稻耐冷响应基因的选择
4.2 遗传转化体系的优化
4.3 潮霉素筛选方法的探究
4.4 CRISPR-CRISPR/Cas9基因编辑系统在水稻中的应用
4.5 耐冷候选基因OsRBCS3的功能验证
4.6 下一步的工作展望
第5章 结论
参考文献
附录 1 培养基及试剂的配制
附录 2 CTAB法提取植物总DNA
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基因组编辑技术在水稻功能基因组和遗传改良中的应用[J]. 李希陶,刘耀光. 生命科学. 2016(10)
[2]功能性水稻研究思路和前景分析[J]. 陈浩. 生命科学. 2016(10)
[3]CRISPR/Cas9系统的研究进展及其在水稻上的应用[J]. 彭亚琼,陈光辉,李懿星,李莉. 安徽农业科学. 2016(22)
[4]基于基因组编辑技术的水稻靶向突变特征及遗传分析[J]. 唐丽,李曜魁,张丹,毛毕刚,吕启明,胡远艺,韶也,彭彦,赵炳然,夏石头. 遗传. 2016(08)
[5]基于CRISPR/Cas9技术的水稻千粒重基因tgw6突变体的创建[J]. 王加峰,郑才敏,刘维,罗文龙,王慧,陈志强,郭涛. 作物学报. 2016(08)
[6]人工核酸酶介导的基因组编辑技术[J]. 支大龙,牛昱宇,季维智. 中国生物化学与分子生物学报. 2015(11)
[7]CRISPR/Cas技术研究进展[J]. 常振仪,严维,刘东风,陈竹锋,谢刚,卢嘉威,吴建新,唐晓艳. 农业生物技术学报. 2015(09)
[8]CRISPR/Cas9系统在植物基因组定点编辑中的研究进展[J]. 解莉楠,宋凤艳,张旸. 中国农业科学. 2015(09)
[9]气候平均值变化对辽宁水稻延迟型冷害评估结果的影响[J]. 纪瑞鹏,于文颖,武晋雯,冯锐,张玉书. 应用生态学报. 2015(06)
[10]CRISPR/Cas9系统在水稻基因编辑中的应用研究进展[J]. 陈伟潘. 南方农业. 2015(03)
博士论文
[1]CRISPR-Cas9介导的玉米基因组定点编辑研究[D]. 朱金洁.中国农业大学 2015
[2]水稻耐冷基因COR1的克隆与功能研究[D]. 黃李超.中国农业科学院 2015
[3]基于生物信息学方法的水稻TLP、SBP-box、CPP-like、Cystatin和HAK基因家族的分子进化研究[D]. 杨泽峰.扬州大学 2008
硕士论文
[1]水稻冷胁迫应答miR156k的克隆与耐冷功能分析[D]. 崔娜.东北农业大学 2016
[2]水稻抽穗基因Hd1的CRISPR/Cas9载体构建及结果分析[D]. 王兰.四川农业大学 2015
[3]低温胁迫下水稻幼苗蛋白表达研究[D]. 周萍.广西大学 2013
[4]不同启动子驱动Rc基因在转基因水稻中表达的研究[D]. 杨晴晴.扬州大学 2013
[5]水稻穗长QTL定位[D]. 蒋强.重庆大学 2008
[6]水稻耐冷性遗传基础研究[D]. 楼巧君.华中农业大学 2006
本文编号：3688724
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