利用CRISPR/Cas9技術(shù)編輯馬鈴薯StCRK1/2基因體系的初步建立
發(fā)布時(shí)間:2021-05-24 12:00
馬鈴薯是世界第三大、中國(guó)第四大糧食作物,我國(guó)已把馬鈴薯列為主糧提出了21世紀(jì)馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略,馬鈴薯單產(chǎn)總體呈緩慢上升趨勢(shì),但種種病害在馬鈴薯種植過(guò)程中影響其生長(zhǎng)發(fā)育,最終影響馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)。植物在長(zhǎng)期進(jìn)化的過(guò)程中,對(duì)各種病害發(fā)展出自己的防御機(jī)制。類受體激酶是一種可以調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育并適應(yīng)脅迫的信號(hào)分子,其中富含半胱氨酸的類受體激酶(CRK)在植物抗病和細(xì)胞程序性死亡過(guò)程中起到重要的作用。目前對(duì)CRK基因功能的研究主要集中于水稻、小麥、擬南芥、番茄等植物中,馬鈴薯中的報(bào)道相對(duì)較少。本實(shí)驗(yàn)將pMDI35S:GFP雙元表達(dá)載體轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌,通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)法侵染馬鈴薯底西芮外植體,獲得4個(gè)GFP轉(zhuǎn)基因馬鈴薯品系,利用RT-qPCR篩選GFP表達(dá)量最高的品系。利用CRISPR/Cas9技術(shù),構(gòu)建了編輯GFP基因的兩個(gè)載體。分析馬鈴薯中StCRK1和StCRK2的CDS序列,預(yù)測(cè)靶位點(diǎn),構(gòu)建了編輯StCRK1基因的兩個(gè)載體及StCRK2基因的一個(gè)載體,為后續(xù)馬鈴薯StCRK1/2基因功能的研究奠定基礎(chǔ)。
【文章來(lái)源】:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)
【文章頁(yè)數(shù)】:53 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 引言
1.1 植物免疫系統(tǒng)
1.1.1 初級(jí)免疫系統(tǒng)
1.1.2 次級(jí)免疫系統(tǒng)
1.1.3 系統(tǒng)獲得抗性
1.2 植物類受體激酶
1.3 富含半胱氨酸的植物類受體激酶
1.3.1 富含半胱氨酸的植物類受體激酶的結(jié)構(gòu)
1.3.2 富含半胱氨酸的植物類受體激酶的功能
1.4 基于CRISPR/Cas9系統(tǒng)的基因編輯技術(shù)
1.4.1 基因編輯技術(shù)
1.4.2 CRISPR/Cas9系統(tǒng)的發(fā)展
1.4.3 CRISPR/Cas系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能
1.4.4 CRISPR/Cas系統(tǒng)的分類
1.4.5 CRISPR/Cas9系統(tǒng)的應(yīng)用
1.4.5.1 CRISPR/Cas9系統(tǒng)在動(dòng)物中的應(yīng)用
1.4.5.2 CRISPR/Cas9系統(tǒng)在植物中的應(yīng)用
1.4.5.3 CRISPR/Cas9系統(tǒng)在馬鈴薯中的應(yīng)用
1.5 本研究的目的與意義
2 材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料及試劑
2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.2 主要儀器
2.1.3 相關(guān)試劑及藥品
2.1.4 培養(yǎng)基的配制
2.1.5 相關(guān)溶液的配制
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 DH10B大腸桿菌電轉(zhuǎn)化感受態(tài)細(xì)胞制備
2.2.1.1 準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)
2.2.1.2 大腸桿菌DH10B感受態(tài)細(xì)胞的制備
2.2.1.3 質(zhì)粒電轉(zhuǎn)化大腸桿菌DH10B感受態(tài)
2.2.2 質(zhì)粒的提取
2.2.3 CRISPR/Cas9基因編輯載體構(gòu)建
2.2.3.1 靶點(diǎn)選擇
2.2.3.2 sgRNA cassette構(gòu)建
2.2.3.3 pCAMBIA1300-pYAO:Cas9雙元載體構(gòu)建
2.2.4 轉(zhuǎn)基因馬鈴薯的獲得及鑒定
2.2.4.1 農(nóng)桿菌的制備
2.2.4.2 農(nóng)桿菌介導(dǎo)馬鈴薯的轉(zhuǎn)化
2.2.4.3 轉(zhuǎn)基因植株的鑒定
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.1 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的GFP基因轉(zhuǎn)化馬鈴薯
3.1.1 pMDI35S:GFP質(zhì)粒轉(zhuǎn)化馬鈴薯
3.1.2 轉(zhuǎn)基因植株的鑒定
3.1.2.1 基因組水平檢測(cè)轉(zhuǎn)基因馬鈴薯GFP基因
3.1.2.2 轉(zhuǎn)基因馬鈴薯GFP基因表達(dá)量檢測(cè)
3.2 利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)編輯GFP基因
3.2.1 靶點(diǎn)的選擇及引物設(shè)計(jì)
3.2.2 sgRNA cassette構(gòu)建
3.2.3 雙元載體的構(gòu)建
3.2.4 GFP編輯載體轉(zhuǎn)化馬鈴薯
3.3 利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)編輯馬鈴薯StCRK1/2基因載體的構(gòu)建
3.3.1 靶點(diǎn)的選擇及引物設(shè)計(jì)
3.3.2 sgRNA cassette構(gòu)建
3.3.3 雙元載體的構(gòu)建
4 結(jié)論與討論
4.1 結(jié)論
4.2 討論
4.2.1 CRISPR/Cas9系統(tǒng)的應(yīng)用及存在的問(wèn)題
4.2.2 本研究中存在的問(wèn)題及原因分析
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]CRISPR/Cas植物基因組編輯技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉耀光,李構(gòu)思,張雅玲,陳樂(lè)天. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(05)
[2]中國(guó)馬鈴薯主食產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望[J]. 尚晉伊,史小峰. 科技資訊. 2018(21)
[3]新型基因編輯技術(shù)發(fā)展及在植物育種中的應(yīng)用[J]. 王艷芳,蘇婉玉,曹紹玉,張琳,呂霞,張應(yīng)華,許俊強(qiáng). 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2018(05)
[4]馬鈴薯病害及其防治[J]. 孫紅敏. 農(nóng)民致富之友. 2017(16)
[5]利用CRISPR-Cas9基因組編輯技術(shù)定向敲除煙草eIF4E-6基因[J]. 潘洪杏,劉俠,萬(wàn)秀清,喬嬋,宋琳娜,郭兆奎,李若. 分子植物育種. 2017(02)
[6]應(yīng)用TALEN技術(shù)定點(diǎn)突變水稻苯達(dá)松抗性基因CYP81A6[J]. 姜明君,常振儀,盧嘉威,劉東風(fēng),謝剛,陳竹鋒,唐曉艷. 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(08)
[7]基因組編輯技術(shù)在植物基因功能鑒定及作物育種中的應(yīng)用[J]. 周想春,邢永忠. 遺傳. 2016(03)
[8]CRISPR/Cas9系統(tǒng)介導(dǎo)基因組編輯的研究進(jìn)展[J]. 劉志國(guó). 畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào). 2014(10)
[9]植物抗病機(jī)制與信號(hào)傳導(dǎo)研究進(jìn)展[J]. 李智強(qiáng),戴良英,劉雄倫,王國(guó)梁. 作物研究. 2011(05)
[10]鋅指核酸酶在基因組靶向修飾中的應(yīng)用[J]. 王令,張存芳,張智英. 中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào). 2009(07)
本文編號(hào):3204159
【文章來(lái)源】:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)
【文章頁(yè)數(shù)】:53 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 引言
1.1 植物免疫系統(tǒng)
1.1.1 初級(jí)免疫系統(tǒng)
1.1.2 次級(jí)免疫系統(tǒng)
1.1.3 系統(tǒng)獲得抗性
1.2 植物類受體激酶
1.3 富含半胱氨酸的植物類受體激酶
1.3.1 富含半胱氨酸的植物類受體激酶的結(jié)構(gòu)
1.3.2 富含半胱氨酸的植物類受體激酶的功能
1.4 基于CRISPR/Cas9系統(tǒng)的基因編輯技術(shù)
1.4.1 基因編輯技術(shù)
1.4.2 CRISPR/Cas9系統(tǒng)的發(fā)展
1.4.3 CRISPR/Cas系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能
1.4.4 CRISPR/Cas系統(tǒng)的分類
1.4.5 CRISPR/Cas9系統(tǒng)的應(yīng)用
1.4.5.1 CRISPR/Cas9系統(tǒng)在動(dòng)物中的應(yīng)用
1.4.5.2 CRISPR/Cas9系統(tǒng)在植物中的應(yīng)用
1.4.5.3 CRISPR/Cas9系統(tǒng)在馬鈴薯中的應(yīng)用
1.5 本研究的目的與意義
2 材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料及試劑
2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.2 主要儀器
2.1.3 相關(guān)試劑及藥品
2.1.4 培養(yǎng)基的配制
2.1.5 相關(guān)溶液的配制
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 DH10B大腸桿菌電轉(zhuǎn)化感受態(tài)細(xì)胞制備
2.2.1.1 準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)
2.2.1.2 大腸桿菌DH10B感受態(tài)細(xì)胞的制備
2.2.1.3 質(zhì)粒電轉(zhuǎn)化大腸桿菌DH10B感受態(tài)
2.2.2 質(zhì)粒的提取
2.2.3 CRISPR/Cas9基因編輯載體構(gòu)建
2.2.3.1 靶點(diǎn)選擇
2.2.3.2 sgRNA cassette構(gòu)建
2.2.3.3 pCAMBIA1300-pYAO:Cas9雙元載體構(gòu)建
2.2.4 轉(zhuǎn)基因馬鈴薯的獲得及鑒定
2.2.4.1 農(nóng)桿菌的制備
2.2.4.2 農(nóng)桿菌介導(dǎo)馬鈴薯的轉(zhuǎn)化
2.2.4.3 轉(zhuǎn)基因植株的鑒定
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.1 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的GFP基因轉(zhuǎn)化馬鈴薯
3.1.1 pMDI35S:GFP質(zhì)粒轉(zhuǎn)化馬鈴薯
3.1.2 轉(zhuǎn)基因植株的鑒定
3.1.2.1 基因組水平檢測(cè)轉(zhuǎn)基因馬鈴薯GFP基因
3.1.2.2 轉(zhuǎn)基因馬鈴薯GFP基因表達(dá)量檢測(cè)
3.2 利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)編輯GFP基因
3.2.1 靶點(diǎn)的選擇及引物設(shè)計(jì)
3.2.2 sgRNA cassette構(gòu)建
3.2.3 雙元載體的構(gòu)建
3.2.4 GFP編輯載體轉(zhuǎn)化馬鈴薯
3.3 利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)編輯馬鈴薯StCRK1/2基因載體的構(gòu)建
3.3.1 靶點(diǎn)的選擇及引物設(shè)計(jì)
3.3.2 sgRNA cassette構(gòu)建
3.3.3 雙元載體的構(gòu)建
4 結(jié)論與討論
4.1 結(jié)論
4.2 討論
4.2.1 CRISPR/Cas9系統(tǒng)的應(yīng)用及存在的問(wèn)題
4.2.2 本研究中存在的問(wèn)題及原因分析
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]CRISPR/Cas植物基因組編輯技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉耀光,李構(gòu)思,張雅玲,陳樂(lè)天. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(05)
[2]中國(guó)馬鈴薯主食產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望[J]. 尚晉伊,史小峰. 科技資訊. 2018(21)
[3]新型基因編輯技術(shù)發(fā)展及在植物育種中的應(yīng)用[J]. 王艷芳,蘇婉玉,曹紹玉,張琳,呂霞,張應(yīng)華,許俊強(qiáng). 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2018(05)
[4]馬鈴薯病害及其防治[J]. 孫紅敏. 農(nóng)民致富之友. 2017(16)
[5]利用CRISPR-Cas9基因組編輯技術(shù)定向敲除煙草eIF4E-6基因[J]. 潘洪杏,劉俠,萬(wàn)秀清,喬嬋,宋琳娜,郭兆奎,李若. 分子植物育種. 2017(02)
[6]應(yīng)用TALEN技術(shù)定點(diǎn)突變水稻苯達(dá)松抗性基因CYP81A6[J]. 姜明君,常振儀,盧嘉威,劉東風(fēng),謝剛,陳竹鋒,唐曉艷. 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(08)
[7]基因組編輯技術(shù)在植物基因功能鑒定及作物育種中的應(yīng)用[J]. 周想春,邢永忠. 遺傳. 2016(03)
[8]CRISPR/Cas9系統(tǒng)介導(dǎo)基因組編輯的研究進(jìn)展[J]. 劉志國(guó). 畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào). 2014(10)
[9]植物抗病機(jī)制與信號(hào)傳導(dǎo)研究進(jìn)展[J]. 李智強(qiáng),戴良英,劉雄倫,王國(guó)梁. 作物研究. 2011(05)
[10]鋅指核酸酶在基因組靶向修飾中的應(yīng)用[J]. 王令,張存芳,張智英. 中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào). 2009(07)
本文編號(hào):3204159
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jiyingongcheng/3204159.html
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