论文部分内容阅读
水稻（Oryza sativa L.）是世界上食用人口最多且最为重要的粮食作物,确保水稻产量高于人民需求是对我国粮食安全的重要保证[1]。我国是传统型农业大国,以袁农平等为代表的传统杂交育种是提高水稻产量的重要手段。近年来,随着分子育种技术的不断发展和完善,实现水稻增长的途径也变得更为多样化,通过对水稻花器官的遗传改良可直接实现增加水稻的产量和稻米品质,从而能够大大缩短育种年限,节约人力、物力和财力。本实验利用生物信息学方法和基于前期对花模式形成基因SFL（LOC＿Os07g43580）的研究,对SFL及其同系基因进行了进一步的深入挖掘,研究其对水稻穗发育的调控机理。我们首先利用同源比对和通路分析获得了LOC＿Os03g26130,LOC＿Os07g43580,LOC＿Os08g33940,LOC＿Os09g24180这4个候选的基因,利用植物基因组编辑技术,将这些基因敲除进行表型鉴定;然后在中花11材料中克隆了LOC＿Os03g26130,LOC＿Os07g43580这两个候选基因构建了相关载体,并进行了亚细胞定位,最后,通过设计不同倍数的GFP融合载体研究穗发育形成基因异位表达的胞间移动模式,主要得到以下结果:1. 通过生物信息学方法并基于前期对SFL分蘖基因的研究,分析了4个候选基因的基因结构、理化性质,并利用亚细胞定位预测工具p Loc-m Plant对其蛋白进行了亚细胞定位。这些基因对应的蛋白具有相似的保守结构域,均非跨膜蛋白。利用chop-chop网站在线工具,获得了最佳的基因编辑的靶位点。2. 利用golden-gate-assemble技术连接序列片段实现多重编辑,同时作用与一个基因的两个靶位点,从而保证基因编辑的有效性,通过转基因技术,对后期试验材料表型的观察,发现确实存在植株瘦小不结实或不成穗的情况。3. 通过PCR技术,获得了LOC＿Os03g26130,LOC＿Os07g43580这两个候选基因的全长序列,其全长分别为924bp和1856bp,通过同源重组技术将其分别与1X GFP,2 X GFP,3 X GFP和4 X GFP基因嵌合构建表达载体,利用水稻花粉管通道法将构建的载体导入中花11材料中表达并结合激光共聚焦显微镜,发现水稻种子部位确有表达,且其表达量与GFP的个数有关,可能在胞间移动过程中不受门控离子通道影响。