植物細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)定向遺傳改良,旨在提高能源植物木質(zhì)纖維素酶解產(chǎn)糖效率。利用CRISPR/Cas9技術(shù),本研究分別對(duì)水稻次生壁纖維素合酶OsCESA4和OsCESA7的P-CR結(jié)構(gòu)域進(jìn)行定點(diǎn)突變,已篩選到七種非移碼突變體,并分析了其中四種T₁代OsCESA7氨基酸缺失純合突變體在生物學(xué)性狀、m RNA表達(dá)、細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)特征、酶解效率等方面與野生型（NPB）的差異,其主要結(jié)果如下:1.在OsCESA4和OsCESA7的P-CR區(qū)分別選擇了5個(gè)位點(diǎn)進(jìn)行編輯,獲得T0代植株210株,從中篩選到133株突變體,其中以移碼突變?yōu)橹?且有少量的非移碼突變。已獲得四種T₁代OsCESA7氨基酸缺失純合突變體OsCESA7-PCR-1-2、OsCESA7-PCR-2-6、OsCESA7-PCR-2-8和OsCESA7-PCR-4-1;一種T0代OsCESA7氨基酸缺失雜合突變體OsCESA7-PCR-4-4及兩種T0代OsCESA4氨基酸缺失雜合突變體OsCESA4-PCR-5-16和OsCESA4-PCR-5-17。2.DNA測(cè)序分析發(fā)現(xiàn),OsCESA7-PCR... 

【文章來(lái)源】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

纖維素微纖絲的示意圖（Urryetal.2016）

在纖維素微纖絲之間（Gibson2012），其在細(xì)胞壁中的纖維素還沒(méi)有明確定義，它被描述為“細(xì)胞壁中除纖糖、甘露糖和木糖通過(guò)β-(1→4)鍵連接成其骨架”（纖維素由多種戊糖和己糖形成聚合度約 200 的短鏈。聚糖、甘露糖等結(jié)構(gòu)。相比于纖維素鏈較長(zhǎng)、組成單特點(diǎn)，半纖維素較短、組成復(fù)雜、多支鏈結(jié)構(gòu)、易于被（Gibson 2012）。同物種、不同器官，甚至植物不同的生長(zhǎng)階段具有不糖存在于絕大部分陸地植物中（Moller et al 2007, Pop初生壁中含量極低。葡萄糖醛酸木聚糖廣泛存在于單醛酸木聚糖在單子葉鴨跖草亞綱植物初生壁中的含量植物中主要的半纖維素組分（Popper and Fry 2003）。

利用 CRISPR/Cas9 技術(shù)初步解析水稻纖維素合酶（OsCESA4 和 OsCESA7）P-CR 區(qū)的功能體聯(lián)合成復(fù)合體�，F(xiàn)已證明，位于N端的鋅指結(jié)構(gòu)域通過(guò)氧化還原聚合作用，維持植物纖維素合酶的復(fù)合體形態(tài)（Kureketal2002）。而P-CR和CSR結(jié)構(gòu)域的功能還未完全探明，通過(guò)序列比對(duì)，在已知功能蛋白中沒(méi)有與之相似的同源序列。通過(guò)體外蛋白重組和蛋白結(jié)構(gòu)模擬，科學(xué)家推斷，CESA亞基間通過(guò)CSR區(qū)域互作，先形成二聚體，然后組裝成大的纖維素合酶復(fù)合體（Atanassovetal2009,OlekandCarpita2014）。而P-CRr區(qū)域在CESA的催化中心入口形成coiled-coil結(jié)構(gòu)域（Rushtonetal2016）。Li鑒定了Osfc16突變體，該突變體OsCESA9的P-CR區(qū)域中發(fā)生了2個(gè)氨基酸錯(cuò)義突變（W481C， P482S），導(dǎo)致CSC在纖維素合成過(guò)程中提前解聚（Li et al 2017）。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]植物細(xì)胞壁溝槽結(jié)構(gòu)與生物質(zhì)利用研究展望[J]. 王艷婷,徐正丹,彭良才.  中國(guó)科學(xué):生命科學(xué). 2014(08)

博士論文
[1]植物細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)特征與生物質(zhì)高效利用分子機(jī)理研究[D]. 李豐成.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3417840