CRISPR-Cas9系统对亚麻FAD2基因定点编辑及功能分析
发布时间：2020-12-10 04:55
油用亚麻（Linseed）作为世界十大油料作物之一,其籽粒当中的脂肪酸含量丰富,种类较多,用途广泛,商业价值较高,其栽培历史悠久,目前我国亚麻产量居于世界第二位。亚麻油脂中的不饱和脂肪酸含有一个或多个多不饱和双键,含不饱和双键越多,其稳定性就越差,油脂越容易被氧化,不利于储存、运输以及实际应用,因此,提高油脂的稳定性至关重要。脂肪酸代谢中控制油酸脱氢生成多不饱和亚油酸的△12-脂肪酸去饱和酶（FAD2）则是控制代谢途径的关键酶,本实验运用CRISPR技术编辑油用亚麻“陇亚10号”的FAD2基因,利用组织培养法和花粉管通道法分别进行遗传转化。通过控制FAD2酶的合成,进而控制脂肪酸代谢途径,改良脂肪酸组分。此外,本文还分别测试了200份来自43个国家的优质亚麻种子中脂肪酸的组成与含量,进行统计分析;并结合这200份材料通过全基因组测序获得的多个SNP位点进行全基因组关联分析,利用分子标记进行亚麻遗传多样性研究,发掘与亚麻脂肪酸去饱和相关的候选基因。主要研究结果如下:1.采用Golden Gate cloning法构建针对“陇亚10号”FAD2基因的CRISPR/Cas9基因敲除载体,命名...
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
脂肪酸的合成途径Figure1synthesisoffattyacids
新疆大学硕士研究生学位论文SFA 可在△9-脂肪酸脱氢酶 ( Fatty acid desaturase，FAD1)的催化下，去饱和产生 OA（C18：1Δ9），其作用机理是在碳链第九和第十个碳原子之间脱氢，形成第一个不饱和双键[42]，然后可在其他去饱和酶的帮助下再脱氢。例如：OA 可在△12-脂肪酸脱氢和酶（FAD2）的催化下，在第 12~13 个碳原子之间再脱氢，转化生成 PUFA--LA(C18:2Δ9，Δ12)，LA 在△15-脂肪酸去饱和酶（FAD3）的催化下，在位于第十五个碳原子到第十六个碳原子之间产生第三个双键，生成含有三个不饱和双键的 ALA（18：3Δ9，Δ12，Δ15）过程见图 2，其中，FAD2催化 OA 脱饱和生成 ALA，是 UFA 代谢当中的限速酶。该酶存在于内质网的膜表面，是脂肪酸 SFA 反应中最为关键的酶。
新疆大学硕士研究生学位论文2.1 锌指核酸酶技术 (ZFNs)ZFNs 是由专为 DNA 靶序列设计的人工构造的真核生物转录因子聚合物锌指结构域锌指蛋白(Zinc finger protein，ZFP）和非限制性 FokI 核酸酶裂解结构域组成的杂化分子[60]。ZFNs 被设计成一对可以识别该位点两侧的两个序列，一对FokI 二聚体切割 DNA 靶位点，生成一个双链断裂(double-strand break，DSB )，由于真核生物具有两种 DNA 损伤修复机制[61]，(a)非同源重组修复（NHEJ）；或者(b)同源重组修复(homology-directed repair，HDR)，利用 HDR 容易出错的本质编辑指定位点，也可以通过两种机制的组合，在靶位点产生碱基的插入、删除或者替换，从而产生突变，达到基因编辑的目的。ZFNs 的作用机制见图 3[62]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]甘蓝型油菜BnaSDG8基因CRISPR/Cas9敲除载体的构建及功能探究[J]. 李东昊,姜玲,刘春林,阮颖. 湖南农业大学学报(自然科学版). 2018(04)
[2]不同品种亚麻萌发期抗旱性评价[J]. 闫文亮,郭栋良,钟俐,杨亮杰,江海霞,张喻,谢丽琼. 新疆农业科学. 2018(01)
[3]植物种子油脂合成代谢及其关键酶的研究进展[J]. 蔡曼,柳延涛,王娟,孔宪辉,王旭文,李卫华,余渝,刘丽. 中国粮油学报. 2018(01)
[4]植物油脂合成调控与遗传改良研究进展[J]. 赵彦朋,梁伟,王丹,王玉美,刘正杰,崔宇鹏,华金平. 中国农业科技导报. 2018(01)
[5]外引油用亚麻品种资源鉴定与评价[J]. 李建增,杨若菡,吴学英,杜刚,朱炫,白永刘,刘飞虎,刘其宁. 西南农业学报. 2017(10)
[6]亚麻籽油抗动脉粥样硬化作用的研究进展[J]. 田光晶,马丛丛,陈萌,许继取,黄庆德,邓乾春,黄凤洪. 中国油脂. 2017(10)
[7]VIGS诱导PSY基因沉默对枇杷果实类胡萝卜素积累的影响[J]. 洪敏,石丝,何珊珊,文露,池卓恒,唐月明,王永清. 分子植物育种. 2018(06)
[8]苏麦3号小麦穗部病毒诱导的基因沉默(VIGS)体系的建立及验证[J]. 吴磊,姜朋,张瑜,马鸿翔,张旭. 江苏农业学报. 2017(02)
[9]非洲菊花瓣瞬时表达和病毒诱导的基因沉默(VIGS)系统的建立[J]. 唐宜,李凌飞,王小菁. 植物生理学报. 2017(03)
[10]一个油茶FAD2基因家族新成员的克隆及分析[J]. 王仲伟,温强,汤诗杰,徐立安. 分子植物育种. 2017(01)
博士论文
[1]CRISPR/Cas9系统在植物基因组编辑中的应用[D]. 邢慧丽.中国农业大学 2017
硕士论文
[1]变性淀粉包埋多不饱和油脂氧化稳定性的研究[D]. 黄洁虹.广东工业大学 2015
[2]亚麻FAD3基因的克隆及载体构建与遗传转化[D]. 陈芳.甘肃农业大学 2014
[3]亚麻FAD2基因的克隆、载体构建及遗传转化[D]. 宋军生.甘肃农业大学 2014
[4]食物中反式脂肪酸异构体的分析及我国居民反式脂肪酸摄入量的调查[D]. 刘东敏.南昌大学 2008
本文编号：2908116
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
脂肪酸的合成途径Figure1synthesisoffattyacids
新疆大学硕士研究生学位论文SFA 可在△9-脂肪酸脱氢酶 ( Fatty acid desaturase，FAD1)的催化下，去饱和产生 OA（C18：1Δ9），其作用机理是在碳链第九和第十个碳原子之间脱氢，形成第一个不饱和双键[42]，然后可在其他去饱和酶的帮助下再脱氢。例如：OA 可在△12-脂肪酸脱氢和酶（FAD2）的催化下，在第 12~13 个碳原子之间再脱氢，转化生成 PUFA--LA(C18:2Δ9，Δ12)，LA 在△15-脂肪酸去饱和酶（FAD3）的催化下，在位于第十五个碳原子到第十六个碳原子之间产生第三个双键，生成含有三个不饱和双键的 ALA（18：3Δ9，Δ12，Δ15）过程见图 2，其中，FAD2催化 OA 脱饱和生成 ALA，是 UFA 代谢当中的限速酶。该酶存在于内质网的膜表面，是脂肪酸 SFA 反应中最为关键的酶。
新疆大学硕士研究生学位论文2.1 锌指核酸酶技术 (ZFNs)ZFNs 是由专为 DNA 靶序列设计的人工构造的真核生物转录因子聚合物锌指结构域锌指蛋白(Zinc finger protein，ZFP）和非限制性 FokI 核酸酶裂解结构域组成的杂化分子[60]。ZFNs 被设计成一对可以识别该位点两侧的两个序列，一对FokI 二聚体切割 DNA 靶位点，生成一个双链断裂(double-strand break，DSB )，由于真核生物具有两种 DNA 损伤修复机制[61]，(a)非同源重组修复（NHEJ）；或者(b)同源重组修复(homology-directed repair，HDR)，利用 HDR 容易出错的本质编辑指定位点，也可以通过两种机制的组合，在靶位点产生碱基的插入、删除或者替换，从而产生突变，达到基因编辑的目的。ZFNs 的作用机制见图 3[62]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]甘蓝型油菜BnaSDG8基因CRISPR/Cas9敲除载体的构建及功能探究[J]. 李东昊,姜玲,刘春林,阮颖. 湖南农业大学学报(自然科学版). 2018(04)
[2]不同品种亚麻萌发期抗旱性评价[J]. 闫文亮,郭栋良,钟俐,杨亮杰,江海霞,张喻,谢丽琼. 新疆农业科学. 2018(01)
[3]植物种子油脂合成代谢及其关键酶的研究进展[J]. 蔡曼,柳延涛,王娟,孔宪辉,王旭文,李卫华,余渝,刘丽. 中国粮油学报. 2018(01)
[4]植物油脂合成调控与遗传改良研究进展[J]. 赵彦朋,梁伟,王丹,王玉美,刘正杰,崔宇鹏,华金平. 中国农业科技导报. 2018(01)
[5]外引油用亚麻品种资源鉴定与评价[J]. 李建增,杨若菡,吴学英,杜刚,朱炫,白永刘,刘飞虎,刘其宁. 西南农业学报. 2017(10)
[6]亚麻籽油抗动脉粥样硬化作用的研究进展[J]. 田光晶,马丛丛,陈萌,许继取,黄庆德,邓乾春,黄凤洪. 中国油脂. 2017(10)
[7]VIGS诱导PSY基因沉默对枇杷果实类胡萝卜素积累的影响[J]. 洪敏,石丝,何珊珊,文露,池卓恒,唐月明,王永清. 分子植物育种. 2018(06)
[8]苏麦3号小麦穗部病毒诱导的基因沉默(VIGS)体系的建立及验证[J]. 吴磊,姜朋,张瑜,马鸿翔,张旭. 江苏农业学报. 2017(02)
[9]非洲菊花瓣瞬时表达和病毒诱导的基因沉默(VIGS)系统的建立[J]. 唐宜,李凌飞,王小菁. 植物生理学报. 2017(03)
[10]一个油茶FAD2基因家族新成员的克隆及分析[J]. 王仲伟,温强,汤诗杰,徐立安. 分子植物育种. 2017(01)
博士论文
[1]CRISPR/Cas9系统在植物基因组编辑中的应用[D]. 邢慧丽.中国农业大学 2017
硕士论文
[1]变性淀粉包埋多不饱和油脂氧化稳定性的研究[D]. 黄洁虹.广东工业大学 2015
[2]亚麻FAD3基因的克隆及载体构建与遗传转化[D]. 陈芳.甘肃农业大学 2014
[3]亚麻FAD2基因的克隆、载体构建及遗传转化[D]. 宋军生.甘肃农业大学 2014
[4]食物中反式脂肪酸异构体的分析及我国居民反式脂肪酸摄入量的调查[D]. 刘东敏.南昌大学 2008
本文编号：2908116
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