利用CRISPR/Cas9技術(shù)創(chuàng)制粳型水稻溫敏核不育系
發(fā)布時間:2021-05-10 13:18
“兩系法”雜交水稻是水稻育種的發(fā)展方向,秈型溫敏核不育系是應(yīng)用最廣泛的兩系不育系類型。其育性主要受tms5基因控制。雜交粳稻相對雜交秈稻發(fā)展很慢,實用型不育系的缺乏是一個重要的原因。迄今兩系不育系的培育主要通過常規(guī)雜交選育,選育周期長且每一代都涉及低溫繁殖問題,并伴有連鎖累贅。因此,研究培育粳型兩系不育系的新技術(shù)具有重要意義;蚪M編輯技術(shù)是新近建立并發(fā)展迅猛的現(xiàn)代分子技術(shù),能高效定向改良受體目的性狀基因。本研究利用CRISPR/Cas9基因組編輯技術(shù)敲除粳稻武津粳1號和L11B的溫敏核不育基因tms5,經(jīng)過1代繁育,結(jié)合分子鑒定,獲得了遺傳穩(wěn)定且不含轉(zhuǎn)基因的溫敏核不育系,證實利用CRISPR/Cas9技術(shù)是培育粳稻兩系不育系的高效新方法。本研究主要完成了以下工作:(1)構(gòu)建了tms5基因的CRISPR/Cas9載體;(2)利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化武津粳1號和L11B兩份開花習(xí)性較好的粳稻材料,分別獲得武津粳1號陽性轉(zhuǎn)化株16株,L11B的陽性轉(zhuǎn)化株16株;(3)對T0代陽性轉(zhuǎn)基因植株進行tms5靶位點測序分析。T0代植株中有16株在靶標(biāo)位點發(fā)生...
【文章來源】:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:45 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 文獻綜述
1.1 兩系法雜交水稻及光溫敏不育系概論
1.1.1 兩系法雜交水稻在我國生產(chǎn)應(yīng)用狀況及其優(yōu)點
1.1.2 光溫敏核不育基因定位與克隆研究進展
1.1.3 水稻溫敏核不育育性轉(zhuǎn)換的生理生化特性
1.1.4 溫度對溫敏核不育系育性轉(zhuǎn)換的影響
1.1.5 水稻光溫敏不育性改良研究的意義
1.2 基因組編輯技術(shù)研究進展
1.2.1 三種不同的基因組編輯技術(shù)
1.2.2 CRISPR/Cas系統(tǒng)的由來
1.2.3 CRISPR/Cas9 系統(tǒng)構(gòu)成和作用原理
1.2.4 基因組編輯育種技術(shù)原理
1.2.5 CRISPR/Cas9 基因組編輯技術(shù)在水稻分子育種上的應(yīng)用
1.3 本研究的目的、意義和技術(shù)線路
1.3.1 本研究的目的、意義
1.3.2 技術(shù)線路
第2章 利用CRISPR/Cas9 技術(shù)編輯溫敏核不育基因
2.1 實驗材料
2.1.1 水稻材料
2.1.2 菌株與載體
2.1.3 主要試劑與培養(yǎng)基
2.1.4 主要設(shè)備
2.1.5 主要的引物序列
2.2 實驗方法
2.2.1 相關(guān)生物學(xué)實驗方法
2.2.2 CRISPR/Cas9 植物表達載體的構(gòu)建
2.2.3 農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化水稻武津粳1 號、L11B
2.2.4 T_1 代純合突變單株的檢測
2.2.5 T_1 代純合突變植株花粉育性檢測
2.2.6 T_1 代純合突變植株主要農(nóng)藝性狀分析
2.3 結(jié)果與分析
2.3.1 CRISPR/Cas9 基因組編輯載體的構(gòu)建
2.3.2 水稻材料遺傳轉(zhuǎn)化
2.3.3 T_0 代轉(zhuǎn)基因植株分子檢測
2.3.4 T_0 代轉(zhuǎn)基因植株的分子檢測分析結(jié)果
2.3.5 T_1 代打靶位點純合突變單株的分子檢測
2.3.6 T_1 代打靶位點純合突變單株溫敏不育性的初步測定
2.3.7 T_1 代純合突變植株主要農(nóng)藝性狀考察
第3章 全文討論與總結(jié)
3.1 全文討論
3.1.1 利用基因編輯創(chuàng)制粳型兩系不育系可能存在的問題
3.1.2 CRISPR/Cas9 技術(shù)在作物遺傳育種中的應(yīng)用前景
3.2 全文總結(jié)
參考文獻
致謝
作者簡歷
【參考文獻】:
期刊論文
[1]CRISPR/Cas9介導(dǎo)的基因組編輯技術(shù)及研究進展與應(yīng)用[J]. 邢國杰,李桐,鄭慧瑾,張玲,姜曉坤. 東北農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(06)
[2]水稻光溫敏核不育系的組織培養(yǎng)研究進展[J]. 韋永貴,董卓婭,張曉磊,段自林,羅龍. 農(nóng)業(yè)與技術(shù). 2017(20)
[3]水稻光溫敏核不育調(diào)控基因及作用機理研究進展[J]. 陳鎮(zhèn),馬雪麗,曾漢來. 世界科技研究與發(fā)展. 2015(01)
[4]中國兩系雜交水稻光溫敏核不育基因的鑒定與演化分析[J]. 張華麗,陳曉陽,黃建中,鄂志國,龔俊義,舒慶堯. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(01)
[5]基因編輯新技術(shù)研究進展[J]. 劉蓓,尉瑋,王麗華. 亞熱帶農(nóng)業(yè)研究. 2013(04)
[6]光溫敏核不育水稻的研究進展[J]. 陳云風(fēng). 宜春學(xué)院學(xué)報. 2010(08)
[7]水稻溫敏不育系育性轉(zhuǎn)換及穩(wěn)定性研究[J]. 張忠林,譚學(xué)林,賀良,田衛(wèi)東. 種子. 2005(04)
[8]水稻溫敏不育系育性與溫度關(guān)系初探[J]. 陳國惠,蔣利春,隗溟,王光明. 中國農(nóng)業(yè)氣象. 2004(02)
[9]溫度敏感雄性不育水稻育性轉(zhuǎn)換的光溫反應(yīng)研究 (Ⅰ) 人工控制條件下的光溫反應(yīng)[J]. 陶光喜,郭艾,蔣義明. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2003(04)
[10]光敏、溫敏雄性核不育水稻不育基因研究進展[J]. 龍躍生,陳良碧. 作物研究. 2001(02)
博士論文
[1]水稻程序性細(xì)胞死亡相關(guān)基因的克隆和功能分析[D]. 蘇偉.復(fù)旦大學(xué) 2006
本文編號:3179432
【文章來源】:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:45 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 文獻綜述
1.1 兩系法雜交水稻及光溫敏不育系概論
1.1.1 兩系法雜交水稻在我國生產(chǎn)應(yīng)用狀況及其優(yōu)點
1.1.2 光溫敏核不育基因定位與克隆研究進展
1.1.3 水稻溫敏核不育育性轉(zhuǎn)換的生理生化特性
1.1.4 溫度對溫敏核不育系育性轉(zhuǎn)換的影響
1.1.5 水稻光溫敏不育性改良研究的意義
1.2 基因組編輯技術(shù)研究進展
1.2.1 三種不同的基因組編輯技術(shù)
1.2.2 CRISPR/Cas系統(tǒng)的由來
1.2.3 CRISPR/Cas9 系統(tǒng)構(gòu)成和作用原理
1.2.4 基因組編輯育種技術(shù)原理
1.2.5 CRISPR/Cas9 基因組編輯技術(shù)在水稻分子育種上的應(yīng)用
1.3 本研究的目的、意義和技術(shù)線路
1.3.1 本研究的目的、意義
1.3.2 技術(shù)線路
第2章 利用CRISPR/Cas9 技術(shù)編輯溫敏核不育基因
2.1 實驗材料
2.1.1 水稻材料
2.1.2 菌株與載體
2.1.3 主要試劑與培養(yǎng)基
2.1.4 主要設(shè)備
2.1.5 主要的引物序列
2.2 實驗方法
2.2.1 相關(guān)生物學(xué)實驗方法
2.2.2 CRISPR/Cas9 植物表達載體的構(gòu)建
2.2.3 農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化水稻武津粳1 號、L11B
2.2.4 T_1 代純合突變單株的檢測
2.2.5 T_1 代純合突變植株花粉育性檢測
2.2.6 T_1 代純合突變植株主要農(nóng)藝性狀分析
2.3 結(jié)果與分析
2.3.1 CRISPR/Cas9 基因組編輯載體的構(gòu)建
2.3.2 水稻材料遺傳轉(zhuǎn)化
2.3.3 T_0 代轉(zhuǎn)基因植株分子檢測
2.3.4 T_0 代轉(zhuǎn)基因植株的分子檢測分析結(jié)果
2.3.5 T_1 代打靶位點純合突變單株的分子檢測
2.3.6 T_1 代打靶位點純合突變單株溫敏不育性的初步測定
2.3.7 T_1 代純合突變植株主要農(nóng)藝性狀考察
第3章 全文討論與總結(jié)
3.1 全文討論
3.1.1 利用基因編輯創(chuàng)制粳型兩系不育系可能存在的問題
3.1.2 CRISPR/Cas9 技術(shù)在作物遺傳育種中的應(yīng)用前景
3.2 全文總結(jié)
參考文獻
致謝
作者簡歷
【參考文獻】:
期刊論文
[1]CRISPR/Cas9介導(dǎo)的基因組編輯技術(shù)及研究進展與應(yīng)用[J]. 邢國杰,李桐,鄭慧瑾,張玲,姜曉坤. 東北農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(06)
[2]水稻光溫敏核不育系的組織培養(yǎng)研究進展[J]. 韋永貴,董卓婭,張曉磊,段自林,羅龍. 農(nóng)業(yè)與技術(shù). 2017(20)
[3]水稻光溫敏核不育調(diào)控基因及作用機理研究進展[J]. 陳鎮(zhèn),馬雪麗,曾漢來. 世界科技研究與發(fā)展. 2015(01)
[4]中國兩系雜交水稻光溫敏核不育基因的鑒定與演化分析[J]. 張華麗,陳曉陽,黃建中,鄂志國,龔俊義,舒慶堯. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(01)
[5]基因編輯新技術(shù)研究進展[J]. 劉蓓,尉瑋,王麗華. 亞熱帶農(nóng)業(yè)研究. 2013(04)
[6]光溫敏核不育水稻的研究進展[J]. 陳云風(fēng). 宜春學(xué)院學(xué)報. 2010(08)
[7]水稻溫敏不育系育性轉(zhuǎn)換及穩(wěn)定性研究[J]. 張忠林,譚學(xué)林,賀良,田衛(wèi)東. 種子. 2005(04)
[8]水稻溫敏不育系育性與溫度關(guān)系初探[J]. 陳國惠,蔣利春,隗溟,王光明. 中國農(nóng)業(yè)氣象. 2004(02)
[9]溫度敏感雄性不育水稻育性轉(zhuǎn)換的光溫反應(yīng)研究 (Ⅰ) 人工控制條件下的光溫反應(yīng)[J]. 陶光喜,郭艾,蔣義明. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2003(04)
[10]光敏、溫敏雄性核不育水稻不育基因研究進展[J]. 龍躍生,陳良碧. 作物研究. 2001(02)
博士論文
[1]水稻程序性細(xì)胞死亡相關(guān)基因的克隆和功能分析[D]. 蘇偉.復(fù)旦大學(xué) 2006
本文編號:3179432
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