水稻穗特異表達(dá)相關(guān)基因的編輯和干涉研究.pdf

1、水稻是重要的糧食作物，供應(yīng)了世界上一半以上人口的主食，穗型在水稻株型理論研究及超高產(chǎn)育種中起著主導(dǎo)型作用。突變體是研究基因功能最直接、最有效的工具之一。為了研究穗特異表達(dá)基因的功能，本研究根據(jù)基因表達(dá)譜芯片數(shù)據(jù)挑選了6個(gè)在水稻穗部特異表達(dá)的基因，利用CRISPR/Cas9技術(shù)、超表達(dá)技術(shù)、RNAi干涉技術(shù)以及顯性嵌合抑制子基因沉默技術(shù)創(chuàng)制了它們的突變體。獲得的主要研究結(jié)果如下:
　　1.水稻穗特異表達(dá)基因的選擇:分析基因表達(dá)譜芯片

2、，發(fā)現(xiàn)水稻生長(zhǎng)素輸出載體編碼基因OsPIN1c和5個(gè)TCP家族基因PCF5、PCF6、OsTCP7、PCF8以及OsTCP9均在水稻穗發(fā)育過(guò)程中特異表達(dá)。用qPCR技術(shù)檢測(cè)了這6個(gè)基因的表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)它們都在水稻幼穗中有特異表達(dá)，驗(yàn)證了基因芯片數(shù)據(jù)的可靠性?；虻谋磉_(dá)模式與基因的功能相關(guān)，由此推測(cè)它們可能調(diào)控水稻穗的發(fā)育。
　　2.CRISPR/Cas9突變體的創(chuàng)建:用CRISPR/Cas9技術(shù)構(gòu)建了6個(gè)穗特異表達(dá)基因的單基因定點(diǎn)突

3、變轉(zhuǎn)基因植株以及PCF5和PCF6的雙基因定點(diǎn)突變轉(zhuǎn)基因植株。通過(guò)陽(yáng)性檢測(cè)、基因型鑒定以及測(cè)序驗(yàn)證，我們獲得了6個(gè)基因被成功編輯的突變體以及PCF5和PCF6的純合雙突變體。田間表型觀察發(fā)現(xiàn)，這些突變體都沒(méi)有明顯的表型變化，這證明了這6個(gè)基因單獨(dú)突變以及PCF5和PCF6同時(shí)突變都不會(huì)引起水稻表型的變化。此外，與野生型相比，大約有一半的OsPIN1c基因的多靶點(diǎn)CRISPR/Cas9轉(zhuǎn)基因植株表現(xiàn)出“稀穗”突變體表型，但是T1代家系的O