多年生黑麥草LpCKX1基因CRISPR/Cas9靶向編輯載體的構建及遺傳轉化體系的建立
發(fā)布時間:2021-06-05 16:48
多年生黑麥草(Lolium perenne L.)是具有生長快、分蘗多、耐牧、成坪速度快等優(yōu)點的高價值飼用牧草。但因其籽粒小、飽滿度差,嚴重降低了種子收獲指數(shù)和種子質量,是全球范圍內長期制約規(guī);N子生產(chǎn)效率的重要因素。CRISPR/Cas9基因編輯技術能夠實現(xiàn)對基因的定點編輯,可作為黑麥草通過基因工程手段進行種質創(chuàng)新的有力工具。然而,由于多年生黑麥草遺傳轉化體系尚不成熟且遠遠滯后于其他作物,為通過基因編輯對其進行定向改良帶來困難。因此,建立高效遺傳轉化體系并通過CRISPR/Cas9技術對黑麥草種子產(chǎn)量潛力進行遺傳改良,對于保證黑麥草種子生產(chǎn)和機械化收獲均具有重要意義。本研究建立了新西蘭多年生黑麥草品種NUI的愈傷組織誘導及再生體系,克隆了LpCKX1全長基因序列并構建了靶向LpCKX1的CRISPR/Cas9基因編輯載體。為驗證編輯載體的效率,對黑麥草原生質體的制備及轉化條件進行了優(yōu)化。主要結果如下:1、多年生黑麥草愈傷組織的誘導及再生體系的建立采用多年生黑麥草NUI的成熟種子作外植體,建立了多年生黑麥草高效再生體系。其中橫切種子處理在添加5 mg/L的2,4-D的誘導培養(yǎng)基上,愈...
【文章來源】:煙臺大學山東省
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
不同的愈傷組織類型注:A為Ⅰ類,B為Ⅱ類,C為Ⅲ類
第二章黑麥草愈傷組織的誘導及再生體系的建立18312表2.4愈傷組織誘導率情況Table2.4Callusinductionrate11111221121212112222122213113223123230.000.003.330.000.000.002.501.6710.001.255.832.5054.761.3311.670.835.173.6016.673.3320.003.7516.678.33711.113.6018.334.1715.5211.6728.3310.0031.6717.5028.8111.861420.638.6328.338.4022.4120.0050.0023.3351.6725.0043.4827.832126.9817.0031.6716.2527.5927.8354.1726.6759.1737.5044.3536.52注:1:接種天數(shù)(d);2:誘導率(%);3:接種方式Note:1:inoculationdays(d);2:inductionrate(%);3:inoculationmode圖2.2外植體處理組合131誘導的愈傷組織注:A:3天后出愈情況;B:14天后出愈情況;C:繼代兩次之后的愈傷組織Figure2.2Callusinduedviaexplanttreatmentcombination131Note:A:Callus3daysafterinoculation;B:Callus14daysafterinoculation;C:Callusaftertwosubcultures2.3.3不同濃度的6-BA對愈傷組織分化的影響將繼代2次以上的黑麥草胚性愈傷組織轉移到分化培養(yǎng)基上,在25℃、16h/d
第二章黑麥草愈傷組織的誘導及再生體系的建立20圖2.3黑麥草愈傷植株再生過程A,B愈傷組織分化出芽;C,D:生根的再生植株;E,F:移栽苗Figure2.3PlantregenerationinperennialryegrassA,B:Callusdifferentiatedshoots;C,D:Rootedplantlets;E,F:Transplantedplants2.4討論愈傷組織的誘導和分化是建立再生體系的兩個關鍵步驟,其過程主要依靠外源激素的添加來調節(jié)生長情況。通常在植物愈傷組織的誘導中添加生長素類似物2,4-D來進行調節(jié),它是比較常見的植物生長激素,可以通過促進細胞分裂和細胞伸長來使植物愈創(chuàng)表面細胞產(chǎn)生增殖能力。在絕大多數(shù)草坪草愈傷組織的誘導中,2,4-D都是不可缺少的外源激素。在多年生黑麥草愈傷組織誘導中,通常添加一定量的2,4-D來對其生長情況進行調節(jié)。本研究結果表明,在誘導培養(yǎng)基中添加濃度為5mg/L的2,4-D能夠獲得狀態(tài)良好的胚性愈傷組織,且數(shù)量較多質量較好,能夠滿足后續(xù)的實驗要求。在不添加2,4-D的情況下,種子發(fā)芽較多且沒有愈傷組織產(chǎn)生,而隨著培養(yǎng)基中添加的2,4-D濃度逐漸升高,愈傷組織誘導率也逐漸升高且發(fā)芽較少,得到的胚性愈傷組織也越來越多,當達到5mg/L之后,愈傷組織誘導率也隨之慢慢下降且胚性愈傷組織數(shù)量減少,愈傷組織多成水漬狀極易褐化,表明過高的2,4-D濃度不利于
【參考文獻】:
期刊論文
[1]小麥常規(guī)育種與分子育種的結合探討[J]. 仲敏. 農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備. 2019(10)
[2]多年生黑麥草分子標記應用及基因組研究進展[J]. 劉曉強,趙海濱,李新玲,張延明. 分子植物育種. 2020(02)
[3]玉米葉片原生質體的制備及瞬時轉化體系的建立[J]. 雷海英,白鳳麟,馮宇,郭亞沖,喬楠茜. 長治學院學報. 2018(02)
[4]基因編輯技術[J]. 胡小丹,游敏,羅文新. 中國生物化學與分子生物學報. 2018(03)
[5]植物原生質體分離方法及其應用研究進展[J]. 常勝合,孫威,許桂鶯,王展,銀曼妮,韓謙,魏卿,李敬陽,舒海燕. 分子植物育種. 2018(04)
[6]CRISPR/Cas9系統(tǒng)在植物育種中的應用[J]. 趙波,張余,張雨良. 熱帶作物學報. 2018(01)
[7]油桐葉肉細胞原生質體分離及瞬時轉化體系的建立[J]. 谷戰(zhàn)英,楊若楠,陳昊. 林業(yè)科學. 2018(01)
[8]PEG介導的柳枝稷葉肉細胞原生質體瞬時表達體系的建立[J]. 祁澤文,孫鑫博,樊波,張雪,袁建波,韓烈保. 草業(yè)學報. 2017(09)
[9]多花黑麥草特高和多年生黑麥草四季高頻組培再生體系的優(yōu)化與建立[J]. 曾慶飛,韋鑫,陳錫,陳光潔,馬培杰,吳佳海,王小利. 草業(yè)科學. 2017(08)
[10]禾谷類作物原生質體培養(yǎng)研究進展[J]. 郝艷芳,王良群,劉勇,張微,楊偉,白鴻雁,武擘. 中國農(nóng)學通報. 2016(35)
博士論文
[1]日本結縷草(Zoysia japonica Steud.)懸浮再生體系的建立與超低溫保存研究[D]. 方文娟.北京林業(yè)大學 2008
[2]幾種牧草和草坪草植物遺傳轉化體系的建立及其轉基因研究[D]. 張振霞.甘肅農(nóng)業(yè)大學 2002
碩士論文
[1]馬鈴薯原生質體培養(yǎng)再生及利用CRISPR/Cas9瞬時轉化的研究[D]. 李曉.內蒙古大學 2019
[2]多年生黑麥草的抗旱性與基因多樣性及干旱基因表達的關系[D]. 崔瑜.山西農(nóng)業(yè)大學 2015
[3]大豆瞬時轉化體系和遺傳轉化體系的建立與應用[D]. 徐坤.中國農(nóng)業(yè)科學院 2014
[4]多年生黑麥草離體再生體系及農(nóng)桿菌介導的高效遺傳轉化體系的建立[D]. 余斌.甘肅農(nóng)業(yè)大學 2009
[5]多年生黑麥草高頻再生體系的建立及農(nóng)桿菌介導遺傳轉化因素的初步研究[D]. 梁華.西南大學 2009
[6]黑麥草離體再生體系的建立和基因槍法介導的遺傳轉化研究[D]. 何近剛.西北大學 2007
[7]幾種草坪草的組織培養(yǎng)及遺傳轉化體系的建立[D]. 許瑾.山西大學 2006
[8]農(nóng)桿菌介導的黑麥草叢生芽芽尖的遺傳轉化及轉基因植株再生[D]. 姜素云.山東大學 2005
本文編號:3212540
【文章來源】:煙臺大學山東省
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
不同的愈傷組織類型注:A為Ⅰ類,B為Ⅱ類,C為Ⅲ類
第二章黑麥草愈傷組織的誘導及再生體系的建立18312表2.4愈傷組織誘導率情況Table2.4Callusinductionrate11111221121212112222122213113223123230.000.003.330.000.000.002.501.6710.001.255.832.5054.761.3311.670.835.173.6016.673.3320.003.7516.678.33711.113.6018.334.1715.5211.6728.3310.0031.6717.5028.8111.861420.638.6328.338.4022.4120.0050.0023.3351.6725.0043.4827.832126.9817.0031.6716.2527.5927.8354.1726.6759.1737.5044.3536.52注:1:接種天數(shù)(d);2:誘導率(%);3:接種方式Note:1:inoculationdays(d);2:inductionrate(%);3:inoculationmode圖2.2外植體處理組合131誘導的愈傷組織注:A:3天后出愈情況;B:14天后出愈情況;C:繼代兩次之后的愈傷組織Figure2.2Callusinduedviaexplanttreatmentcombination131Note:A:Callus3daysafterinoculation;B:Callus14daysafterinoculation;C:Callusaftertwosubcultures2.3.3不同濃度的6-BA對愈傷組織分化的影響將繼代2次以上的黑麥草胚性愈傷組織轉移到分化培養(yǎng)基上,在25℃、16h/d
第二章黑麥草愈傷組織的誘導及再生體系的建立20圖2.3黑麥草愈傷植株再生過程A,B愈傷組織分化出芽;C,D:生根的再生植株;E,F:移栽苗Figure2.3PlantregenerationinperennialryegrassA,B:Callusdifferentiatedshoots;C,D:Rootedplantlets;E,F:Transplantedplants2.4討論愈傷組織的誘導和分化是建立再生體系的兩個關鍵步驟,其過程主要依靠外源激素的添加來調節(jié)生長情況。通常在植物愈傷組織的誘導中添加生長素類似物2,4-D來進行調節(jié),它是比較常見的植物生長激素,可以通過促進細胞分裂和細胞伸長來使植物愈創(chuàng)表面細胞產(chǎn)生增殖能力。在絕大多數(shù)草坪草愈傷組織的誘導中,2,4-D都是不可缺少的外源激素。在多年生黑麥草愈傷組織誘導中,通常添加一定量的2,4-D來對其生長情況進行調節(jié)。本研究結果表明,在誘導培養(yǎng)基中添加濃度為5mg/L的2,4-D能夠獲得狀態(tài)良好的胚性愈傷組織,且數(shù)量較多質量較好,能夠滿足后續(xù)的實驗要求。在不添加2,4-D的情況下,種子發(fā)芽較多且沒有愈傷組織產(chǎn)生,而隨著培養(yǎng)基中添加的2,4-D濃度逐漸升高,愈傷組織誘導率也逐漸升高且發(fā)芽較少,得到的胚性愈傷組織也越來越多,當達到5mg/L之后,愈傷組織誘導率也隨之慢慢下降且胚性愈傷組織數(shù)量減少,愈傷組織多成水漬狀極易褐化,表明過高的2,4-D濃度不利于
【參考文獻】:
期刊論文
[1]小麥常規(guī)育種與分子育種的結合探討[J]. 仲敏. 農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備. 2019(10)
[2]多年生黑麥草分子標記應用及基因組研究進展[J]. 劉曉強,趙海濱,李新玲,張延明. 分子植物育種. 2020(02)
[3]玉米葉片原生質體的制備及瞬時轉化體系的建立[J]. 雷海英,白鳳麟,馮宇,郭亞沖,喬楠茜. 長治學院學報. 2018(02)
[4]基因編輯技術[J]. 胡小丹,游敏,羅文新. 中國生物化學與分子生物學報. 2018(03)
[5]植物原生質體分離方法及其應用研究進展[J]. 常勝合,孫威,許桂鶯,王展,銀曼妮,韓謙,魏卿,李敬陽,舒海燕. 分子植物育種. 2018(04)
[6]CRISPR/Cas9系統(tǒng)在植物育種中的應用[J]. 趙波,張余,張雨良. 熱帶作物學報. 2018(01)
[7]油桐葉肉細胞原生質體分離及瞬時轉化體系的建立[J]. 谷戰(zhàn)英,楊若楠,陳昊. 林業(yè)科學. 2018(01)
[8]PEG介導的柳枝稷葉肉細胞原生質體瞬時表達體系的建立[J]. 祁澤文,孫鑫博,樊波,張雪,袁建波,韓烈保. 草業(yè)學報. 2017(09)
[9]多花黑麥草特高和多年生黑麥草四季高頻組培再生體系的優(yōu)化與建立[J]. 曾慶飛,韋鑫,陳錫,陳光潔,馬培杰,吳佳海,王小利. 草業(yè)科學. 2017(08)
[10]禾谷類作物原生質體培養(yǎng)研究進展[J]. 郝艷芳,王良群,劉勇,張微,楊偉,白鴻雁,武擘. 中國農(nóng)學通報. 2016(35)
博士論文
[1]日本結縷草(Zoysia japonica Steud.)懸浮再生體系的建立與超低溫保存研究[D]. 方文娟.北京林業(yè)大學 2008
[2]幾種牧草和草坪草植物遺傳轉化體系的建立及其轉基因研究[D]. 張振霞.甘肅農(nóng)業(yè)大學 2002
碩士論文
[1]馬鈴薯原生質體培養(yǎng)再生及利用CRISPR/Cas9瞬時轉化的研究[D]. 李曉.內蒙古大學 2019
[2]多年生黑麥草的抗旱性與基因多樣性及干旱基因表達的關系[D]. 崔瑜.山西農(nóng)業(yè)大學 2015
[3]大豆瞬時轉化體系和遺傳轉化體系的建立與應用[D]. 徐坤.中國農(nóng)業(yè)科學院 2014
[4]多年生黑麥草離體再生體系及農(nóng)桿菌介導的高效遺傳轉化體系的建立[D]. 余斌.甘肅農(nóng)業(yè)大學 2009
[5]多年生黑麥草高頻再生體系的建立及農(nóng)桿菌介導遺傳轉化因素的初步研究[D]. 梁華.西南大學 2009
[6]黑麥草離體再生體系的建立和基因槍法介導的遺傳轉化研究[D]. 何近剛.西北大學 2007
[7]幾種草坪草的組織培養(yǎng)及遺傳轉化體系的建立[D]. 許瑾.山西大學 2006
[8]農(nóng)桿菌介導的黑麥草叢生芽芽尖的遺傳轉化及轉基因植株再生[D]. 姜素云.山東大學 2005
本文編號:3212540
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jiyingongcheng/3212540.html
最近更新
教材專著