水稻穗特異表達相關(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基因的功能，本研究根據(jù)基因表達譜芯片數(shù)據(jù)挑選了6個在水稻穗部特異表達的基因，利用CRISPR/Cas9技術(shù)、超表達技術(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.水稻穗特異表達基因的選擇:分析基因表達譜芯片

2、，發(fā)現(xiàn)水稻生長素輸出載體編碼基因OsPIN1c和5個TCP家族基因PCF5、PCF6、OsTCP7、PCF8以及OsTCP9均在水稻穗發(fā)育過程中特異表達。用qPCR技術(shù)檢測了這6個基因的表達譜，發(fā)現(xiàn)它們都在水稻幼穗中有特異表達，驗證了基因芯片數(shù)據(jù)的可靠性。基因的表達模式與基因的功能相關(guān)，由此推測它們可能調(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個穗特異表達基因的單基因定點突

3、變轉(zhuǎn)基因植株以及PCF5和PCF6的雙基因定點突變轉(zhuǎn)基因植株。通過陽性檢測、基因型鑒定以及測序驗證，我們獲得了6個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)，這些突變體都沒有明顯的表型變化，這證明了這6個基因單獨突變以及PCF5和PCF6同時突變都不會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