水稻（Oryza sativa L）抽穗期是和水稻產(chǎn)量密切相關(guān)的農(nóng)藝性狀,由品種遺傳特性決定,是水稻生長發(fā)育過程中由營養(yǎng)生長過渡到生殖生長的關(guān)鍵時(shí)期,對環(huán)境變化（溫度、光照）的響應(yīng)十分敏感。近幾十年來關(guān)于抽穗的基因陸續(xù)被挖掘出來,然而在不同的遺傳背景下很難對比出這些基因的表型效應(yīng)。本研究利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)和分子標(biāo)記輔助選擇在野生型粳稻品種Sasanishiki的遺傳背景下編輯了14個(gè)抽穗期突變體。本研究調(diào)查了光周期敏感性,抽穗時(shí)間和產(chǎn)量相關(guān)性狀之間的關(guān)系。主要研究結(jié)果如下:（1）研究發(fā)現(xiàn)晚抽穗與長生育期有關(guān),而長生育期又與較大的生物量有關(guān),這可能會(huì)保證較高的產(chǎn)量。所有的早抽穗突變體都降低了產(chǎn)量,這與基本營養(yǎng)生長期不充足會(huì)顯著降低產(chǎn)量有關(guān)。產(chǎn)量隨著抽穗時(shí)間的增加而提高,但是一旦到達(dá)峰值,生物量隨著抽穗期的增加而增加,但是產(chǎn)量開始下降。（2）突變體對抽穗時(shí)間和產(chǎn)量相關(guān)性狀方面的影響有顯著差異,研究結(jié)果表明,感光性基因突變體由于縮短了營養(yǎng)生長期,嚴(yán)重影響了水稻的株高和生物量,進(jìn)而影響產(chǎn)量。雙突變體即使與單突變體抽穗期相似,但產(chǎn)量也有顯著降低。在實(shí)際應(yīng)用中可利用不同基因的不... 

【文章來源】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Sasanishiki及相關(guān)品種的血緣關(guān)系

2利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)構(gòu)建抽穗期突變體24圖2-2Sasanishiki和Nipponbare的Hd1基因序列差異區(qū)域示意圖Fig.2-2TheschematicmapofthegenomicregionsofHd1inSasanishikiandNipponbare表2-110個(gè)抽穗期相關(guān)基因及其對水稻抽穗期的響應(yīng)特點(diǎn)Table2-1Detailsofthetargetgenesmodifiedinthisstudy基因分子功能突變效應(yīng)功能型參考文獻(xiàn)GenesMolecularfunctionMutanteffectFunctionReferencesSe13光敏色素合成酶失去感光性FYoshitakeetal.(2015)PhyB同光敏色素B功能類似失去感光性FIshikawaetal.(2011)Se14合成JMJC蛋白降低感光性FYokooetal.(2014)Hd3a成花素延遲抽穗并減少分蘗FKomiyaetal.(2003)Ef7擬南芥ELF3同源蛋白延長營養(yǎng)生長期FSaitoetal.(2012)RFT1成花素延遲抽穗FKomiyaetal.(2003)Ehd1B型反應(yīng)調(diào)節(jié)因子延長營養(yǎng)生長期FDoietal.(2004)Hd1擬南芥CONSTANS同源蛋白減弱感光性NYanoetal.(2000)Ghd7CCT結(jié)構(gòu)蛋白減弱感光性FXueetal.(2008)Dth8HAP3亞基減弱感光性FWeietal.(2010)注：F和N分別表示功能型(F)和非功能型(N)等位基因。Note:FandNrepresentfunctional(F)andnonfunctional(N)alleles,respectively.2.2.2利用CRISPR/Cas9技術(shù)編輯10個(gè)抽穗期基因突變體為了明確抽穗期基因?qū)λ旧诤彤a(chǎn)量構(gòu)成因素的作用，本研究利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)對10個(gè)抽穗期主要基因進(jìn)行了基因編輯（表2-1），并成功篩選到帶有突變基因的10個(gè)抽穗期純合突變體（Li等,2017）。為了研究T0代的基因突變效率，對每個(gè)突變體的20個(gè)單株進(jìn)行DNA提取，并利用Sanger測序法檢測序。測序結(jié)果中的單峰為純合突變，雙峰為雜合突變（附錄2）。結(jié)果顯示200株T0代植株中共有100個(gè)植株發(fā)生了突變，平均突變效率為50%，其中T0代植株突變效率最低為35%，最高可達(dá)到70%?

2利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)構(gòu)建抽穗期突變體26圖2-3CRISPR/cas9誘導(dǎo)的抽穗相關(guān)基因單突變體及其表型Fig.2-3CRISPR/Cas9-inducedsingleheadingtime-relatedmutantsandtheirphenotype圖像右側(cè)為抽穗期基因突變區(qū)域及向?qū)NA（sgRNA）靶位圖以及野生型(WT)與突變體的序列比對；箭頭表示抽出的穗；這些圖像是在每個(gè)突變體或WT抽穗時(shí)拍攝，比例尺為20cm

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號：3035926